探讨建筑工程中结构加固技术的应用

肖远卫

摘    要：经济的快速发展不断刺激建筑办公和居住等需求持续增长，土地资源的稀缺限制了建筑的新建数量，在此背景下，危旧建筑加固行业快速兴起。不同的结构加固方式对建筑结构安全的适用性不同。不合理的加固方式，影响建筑结构的安全。本文对建筑加固行业常见的加固误区进行探究，并分析不同加固方式的适用性。

关键词：常见结构;加固措施;建筑结构;安全;影响

1  结构加固技术在建筑施工之中的应用效果及意义

1.1  结构加固技术的安全价值

建筑结构质量控制受众多因素的影响，外部影响因素主要有建筑环境分析不充分、施工人员的专业水平不高等，均可影响建筑结构的质量，比如，结构变形、墙体出现裂缝等情况，直接影响到建筑结构的稳固性和安全性。可见，建筑结构质量的加固控制对提高建筑的安全性有着重要意义。

1.2  结构加固的经济价值

建筑结构加固材料多采用钢筋材料进行加固，钢筋作为加固材料，成本低、加固效果好，有效提升了建筑结构的安全性和稳定性。传统的建筑加固，是通过单方面增加建筑材料的体积和用量来实现加固效果，但是效果并不明显，而且材料成本增加。选用钢筋作为加固材料，不仅成本造价低，而且材料属于大众产品，采购方便及时，加固效果优良，大大提高了建筑工程的经济效益。

1.3  结构加固技术的管理价值

结构加固技术对施工人员的专业技术有很高的要求，而且对建筑结构的方设计、施工管理、施工技术都有较高的要求。在建筑结构施工中加固方案的科学性能够节省大量的施工时间，更重要的是安全性和稳定性有很大的保障，对施工质量有很大的提升，建筑结构加固技术的应用，对实现科学建造有着积极的推动作用，建筑行业的整体利润也会有所提升。

2  常见结构加固措施对建筑结构安全的影响

2.1  增大截面加固法适用性分析

2.1.1  增大截面加固法容易忽略的问题

当框架梁、框架柱不满足承载力要求时，可选用增大截面加固法进行加固处理。原建筑1层层高4.2m，2层层高3m。设计方案为不上人屋面（活荷载为0.5kN/m2），施工完成后，屋面云线所示位置需设置大型设备（活荷载为10kN/m），导致云线范围混凝土梁承载力不足，需进行加固。某加固公司根据荷载需求，采用增大截面加固法对云线范围混凝土梁进行加固处理，加固方式为：混凝土梁加高20cm，并配置受力钢筋，主梁两侧加宽至同柱宽，次梁两侧各加宽10cm。加固后的混凝土梁（云线范围内）均满足新荷载要求。如图1混凝土梁加固细节图。

为验证此加固方法的效果，本文进行建模计算分析，并模拟在云线范围增加荷载，通过增大截面加固混凝土梁。计算结果显示，结构部分指标异常，仅加固云线范围混凝土梁对结构影响较大：

原建筑1层层高比2层高40%，通过加大截面加固2层混凝土梁，导致2层侧移刚度增大，1层维持原刚度，加固后1层为薄弱层（X方向最小刚度比：0.8962）;（1）薄弱层位置地震剪力需放大1.25倍，故原结构配筋必不满足加固后的结构要求;（2）2层屋面增加荷载较大，导致地震力计算时总的重力荷载代表值增大，分担至每一层的地震力增大，最大层间位移角变大，为1/355（规范限值1/550，超限）。（3）原结构布置及受力形式均匀对称，通过局部范围混凝土梁加大截面来抵抗增加荷载，导致结构刚心与质心位置发生较大变化，地震计算时，最大位移比为1.52（规范限值1.5，超限），结构抗震表现较差。

综上，通过增大截面进行加固单一或局部构件，需考虑构件刚度增强引起的结构次生问题。

2.1.2  增大截面加固法适用性

为研究增大截面加固法的适用性，本文调研并选取了同一地区三组共9栋建筑进行控制变量对比分析，第一组为3栋17层剪力墙结构建筑，第二组为3栋6层框架结构建筑，第三组为3栋2层框架结构建筑。分析拟定荷载工况发生改变，在相似位置2跨×2跨内调整活载至10kN/m2，并采取增大截面加固方法对相应范围混凝土梁进行加固。

分析可知，对第三组建筑局部位置混凝土梁进行增大截面加固时，结构计算指标变化较大，且计算结果分布较随机，若既有结构预留安全余量不足，则加固后结构将突破规范;对第二组建筑局部位置混凝土梁进行增大截面加固时，结构计算指标变化相对较小;对第一组建筑局部位置混凝土梁进行增大截面加固时，结构计算指标变化可忽略。因此，采用增加截面加固法加固局部混凝土梁对建筑结构的影响与建筑体量的大小相关，建筑体量越大，影响越小。对于体量较小建筑，若必须采用增大截面加固法，则需整体建模计算分析并确定加固范围。

对于非抗震构件，如次梁等構件，因其仅承受重力荷载，不参与地震作用，增大截面加固法适用。

2.2  粘贴钢板加固法适用性分析

2.2.1  粘贴钢板加固法容易忽略的问题

粘贴钢板加固法作为一种常用的加固构件的方法，经调查，多数加固公司在进行粘钢板加固时采用的算法为：已知构件截面尺寸及荷载，计算实际需要配筋量，并用计算结果减去构件内原配钢筋量，得到的差额算入新增钢板的截面面积，并考虑模数适当放大。以某既有建筑内部框架梁为例，因层高限制，框架梁尺寸为250mm×300mm，底筋为3@20（钢筋面积为941mm2）。建筑功能改变导致原结构梁承载力不足。

粘贴钢板截面面积与原受力钢筋面积之和大于混凝土梁最大配筋量时，粘贴钢板加固法不适用。

2.2.2  粘贴钢板加固法适用性

为保证钢板与混凝土构件的有效粘结，如图2所示，在施工过程应注意：

对温度环境的要求：当现场环境温度高于35℃时，采取经试验验证的可靠措施保证粘钢胶的粘贴质量。当温度低于5℃时，采用低温固化型的结构胶粘剂或采取加温措施;（1）对湿度环境的要求：应控制环境相对湿度在70%以下，以保证胶粘剂固化;（2）对混凝土的要求：为有效发挥钢板与混凝土的粘结受力，混凝土强度等级需不低于C15，混凝土表面的正拉粘结强度不低于1.5MPa。（3）对防火要求：当加固构件有防火要求时，需按《建筑设计防火规范》进行防火处理。（4）对粘钢胶用量的要求：为有效散发粘钢胶反应热，需控制粘钢胶拌合量。

3  结束语

在实施房屋建筑结构加固时，还应该坚持具体问题具体分析原则，对建筑结构加固的实际需求进行了解，并通过合理方法实施加固技术，从而使建筑的质量和价值同时得到实现。

参考文献：

[1] 韩文宇.建筑结构改造设计与加固技术[J].门窗，2019（6）：81～82.