现代建筑结构检测与加固方法探讨

程阿青 涂开胜

(贵州大学土木工程学院，贵州 贵阳 550025)

1 概述

近些年，中国经济飞速发展，建筑业也迅速崛起。但中国是人口大国，建筑用地越来越少，老旧建筑拆迁成本却越来越高，这些房屋普遍砌体结构、混凝土结构和钢结构因年久失修，又受自然环境和使用环境的双重影响，建筑结构的各方面性能有待检测评估。如：安全性、耐久性、整体及局部稳定性、可靠度分析等。目前在全球范围内，建筑结构的检测评估、改造加固可以分为三个阶段：首先是新建，其次是新建与改造，最后是改造和加固。而我国正处于新建与改造的黄金期。研究建筑结构检测加固具有重要的现实经济意义。它响应了国家政策《十三五规划》节能减排，绿色经济；还有利于保护古建筑历史遗产；更好的保护人民财产及人身安全，加固还能提高建筑物的正常使用寿命。故建筑结构的检测及加固改造将是我国建筑行业的趋势，也是社会发展的需求[1]。

2 建筑结构的检测

2.1 砌体结构检测

砌体结构的检测方法很多，包括回弹法、轴压法、原位单双剪法、射钉法、推出法等。一般来说方法可分为两类，直接测量法和间接测量法。直接检测法主要可检测砌体的抗压强度、抗剪强度，根据检测强度数据，可以评估施工质量及所用材料的质量[2，3]。此方法会破坏一定面积的砌体结构，有较大的工作量，会花费较长的时间去检测。间接法用于测试砂浆的实际强度，不会破坏结构。但和直接法相比较而言误差较大，准确性较差。不过此法也有优势，不会破坏原有的建筑结构。在实际操作过程中，我们需要适当的选择检测方法，以达到最佳的效果。

2.2 混凝土结构检测

现代建筑中混凝土结构被大量应用，同时质量问题出现的也最多。建筑结构、材料性能等方面存在强度不足，构件出现蜂窝麻面、裂缝孔洞、露筋锈蚀，几何尺寸不足等一系列缺陷。也受施工环境影响及自然坏境的双重影响[4]。混凝土结构检测内容一般有构造、偏差及裂缝、变形(垂直度、挠度)、力学性能、缺陷损伤等。其中门窗洞口、连接点、支座处极容易发生破坏。力学性能测试包括荷载试验、工作应力、钢筋力学性能。仔细对比设计图纸资料，验证现场混凝土强度，钢筋种类直径、间距等。混凝土强度的测试方法有回弹法、取芯法、超声波法、拉拔法等。取芯法直接取得样本检测，会损伤、破坏原有结构。检测强度回弹法，打回弹时选择平整面，使回弹仪与接触面垂直，但回弹法数据准确度不高，使用者还需有一定的体力。拉拔法操作简单且吸取了回弹法和取芯法的优点，对混凝土结构伤害不大也较为精确，在实际检测中使用较多。

2.3 钢结构检测

钢结构检测的重点是钢材的强度、韧性、可塑性等以此对结构使用寿命作出合理的判断。检测方法一般采用渗透、超声波、磁粉检测和射线探伤检测等方法。检测时要检验设计图纸上的尺寸，主要连接部位是否生锈及程度。渗透优点在于简单、直观、灵敏。检测的区域需在构件表面无覆盖。但检测时间长，对视力的要求比较高。射线探伤检测法适用于40 mm以下的焊缝检测。磁粉检测法既能检测材料表面缺陷又能检测建筑结构构件。在检测钢结构时要根据具体情况合适的选择检测方法。

3 建筑结构的加固

建筑结构的加固一般原则要考虑到加固后的建筑物不能对原有建筑产生其他不利的影响，加固方案是否满足现有结构的承载力、安全性、稳定性、耐久性，是否会对现有结构产生不利影响，受力性能是否发生改变，地基承载力是否满足要求，抗震性能、构造、连接方式是否符合现行规范。

3.1 砌体结构的加固

加固方法比较多，一般有扶壁柱加固法、加大截面加固法、外裹钢筋水泥砂浆加固法、预应力撑杆加固法、增设圈梁加固法等。加大截面法常用于受弯力较大的柱子和墙壁，可以大幅度提升建筑结构的承载力。外裹钢筋水泥加固法适用于砖砌墙，施工简单，明显提高结构的承载力。但工程量较大，时间较长。在实际工程中要依据具体情况选择一种或多种合适的方法。

3.2 混凝土结构的加固

加固方法一般有预应力法、植筋法、置换混凝土加固法、托换技术、加大截面法、粘钢法、增加支撑点数量的方法、外包钢加固法、粘贴碳纤维法等。增大截面法中可以双侧加厚、单侧加厚等不同形式的外包加固。该传统加固方法因施工简单、工作量少、受力可靠、被广泛应用。外包钢加固有干式、湿式两种，应根据具体情况应用。外部粘钢加固法是将钢板通过结构胶粘贴在混凝土构件的表面，使其共同受力来增加承载[5-7]。快速、简单且不会对建筑结构产生其他影响，在施工过程中也不影响正常使用。因此被广泛应用于建筑结构、桥梁中。混凝土构件开裂主要修补方法有用水泥、树脂等作为原材料进行表面处理、灌浆和填充。

3.3 钢结构的加固

钢结构构件强度高，关键因素就是保证稳定性(整体稳定性和局部稳定性)。一般方法有改变结构计算简图、增大构件截面、加强连接加固法。增大截面可以有效的提高焊接构件的强度，一般用在钢梁和钢柱等构件。钢结构在加固时需要根据实际情况来选择加固方法。在选择加固方法时要充分考虑到构件是否具有可焊性，焊接顺序。重点注意构件连接点和应力集中的部位。

4 总结及展望

检测及加固是现代建筑行业不可或缺的重要组成部分，能有效保障新老旧建筑的质量安全，进而保障人民生命及财产安全。同时结合国家现有规范及建筑业的实际情况，把握新旧材料的融合，减少新材料的应力滞后现象。在施工中，实时注意对原结构的保护，时刻注意构件的受力性能是否发生改变，避免损伤破坏。检测加固技术人员也要具有一定的创新精神，结合结构力学、数理统计、概率学等多学科，发现新材料，改革新技术。根据建筑问题的特点提出安全、合理、经济的解决方案，推进建筑结构检测加固技术的进一步发展，以下几个方面需要完善：1)检测仪器方面。可以研发自动化仪器，尽量避免人工操作，以减少误差。另外检测仪器的便携和使用。2)检测方法方面。对既有建筑物一般情况下检测都是静态的，能否在将来有条件的前提下多做动力检测。如抗震、频率等。3)改造加固技术方面。创新，可以引入新的技术工艺、新的材料。