工民建的结构加固设计探讨

2020-11-26章捷

商品与质量 2020年23期

章捷

安徽省城乡规划设计研究院安徽合肥 230022

房屋建设的标准逐渐提高，相关的市场需求量较大，公共建筑中的使用功能的改变及相关消防改造等要求的提高，促使改造工程不断增加，其中加固环节是不可缺少的部分。使用方借助多种有效的作业形式，对其建筑物的整体框架或部分区域实施加固处理，以此来延长建筑物的使用周期或满足使用方的功能。

1 工民建结构加固设计的原因与原则

1.1 原因

在工民建工程项目中，对施工质量的干扰因素较多，如：施工方案不细致健全、现场作业条件较差等，均会影响施工效果，现场操作时，由于人为原因造成技术性问题等情况，也会降低工程质量；在实际建设期间，现场部分的客观施工环境是变化多端的，如：暴雨、高温、局部堆载过大等，都会对原有结构施工带来影响，甚至会影响结构安全；另外，许多建筑原始的使用功能会根据业主的需求发生变化，比如普通商场改为超市，办公室改为资料库等，功能房间活荷载标准值都会出现相应提高，以上各种情况都应开展有效的加固作业，确保建筑结构的安全，以此提高建筑项目的作业质量和效率，满足建筑功能的使用要求。

1.2 原则

建筑结构加固的原则主要有三个方面：

其一，在实施加固作业前，相关人员要对工程结构整体进行考察，并整合需要进行加固处理的位置，以此为基础，做好基本的施工方案。同时，还应注意结合建筑的特征以及实际要求，配以合理的加固设计，若是大规模的整体加固工程，需进行整体的建模、模板尺寸计算、复核，并强化对局部的加固处理。其二，在设计施工方案阶段，设计师应综合考虑工程成本，以此来调整具体的设计步骤，增强施工规划的可行性，在确保工程质量的同时，控制资金投入。其三，在实际施工期间，整个过程会受到诸多因素的影响，导致最终的加固质量出现不同程度的波动，由此，现场施工以及管理人员，应充分考虑客观条件对施工效果以及进度的影响，如降水、高温等恶劣天气，另外，设计师还应根据建筑当地的客观情况，将自然灾害考虑进来[1]。

2 工民建结构加固设计的具体要点

2.1 混凝土加固

主要加固方式：增加受力节点、碳纤维加固、粘钢加固、增大截面加固等，其能够有效改变受力的形式，强化结构中的关键构件，以提升混凝土结构的承载能力。混凝土是工民建工程项目中应用较多的材料之一，对此结构的加固设计目前有两种方法。其一，直接加固，若采用此种作业方式，需在原有结构表面进行作业，加设一层材料，不仅可以提高结构整体的高度，还能够扩大结构截面的面积，有助于提升其抗剪水平。同时，在结构中的关键部分，可借助环氧树脂的加固方式，连接钢材以及相应的构件，以强化框架的稳定性。其二，间接加固，此种加固方式，主要借助结构的预应力，具体包括水平拉杆以及下撑两种，前者起到控制荷载作用对结构的影响，后者则致力于完全消除荷载效应。

例如，某建筑物已经投入使用，但为确保其更为稳固，延长实际的使用寿命，选择对其进行加固处理。针对此加固工程的设计，工程设计师主要考量三种加固技术。首先，加固原有梁，由此可以扩大截面，具体可应用梁围套实现。在特定的位置进行植筋，之后浇筑混凝土，并规划后续的养护流程。其次，粘贴碳纤维布。去除需加固表面的杂物，涂刷地层树脂，找平完成后便可粘贴碳纤维布。最后，植筋。明确使用的设备型号，钻完孔洞后续清理干净，将钢筋插到底部，用固化剂填充缝隙。在设计方案中加入多种加固方法，以保证整体结构稳定。

2.2 钢结构加固

针对钢结构进行加固的模式，通常作业在调整工序前，对建筑钢结构的实际情况进行考察，以保证后续工作的有效性。具体而言，首先，需对钢结构的整体框架进行精确计算，明确框架不稳定的点，由此制定具有较强针对性的施工方案，确保施工达到正面的改良效果。此阶段的作业内容包括增设中间支座等。其次，对于结构加固作业的规划，需根据各类的框架截面，确定加固技术，以保证施工作业的效果。另外，整体的平整度应与结构截面的具体状况相适应。最后，对于加固梁柱节点处，目前，可选用有铆钉和焊接两种形式。在设计施工方案时，设计师本身需对建筑现场的实际现状有所掌握[2]。

钢结构的加固方法，目前有两种，其一，改变结构计算图形。施工时，需要对整体结构的荷载、各节点、传力等进行计算与处理，加设合适的支撑点和构件，确保结构在空间上能够形成统一整体，由此达到加固的效果。设计师不仅要对结构的荷载水平以及承载的最大值进行估算，还需保证其内应力的合理分布，以提高加固方案的有效性。另外，应用此种加固方式，需保证其加固方案与实际作业手段能够有效融合，不可随意变动。其二，梁柱节点。目前，增大原结构截面的形式主要有加大其高度以及加厚翼缘板以及变工形截面为箱形截面等。其中扩大截面可采用粘钢以及贴碳纤维布的方式，对原有结构的损伤较小，目前应用较多。但上述两种扩大截面的方式实际施工难度较大，需对原结构的表面实施磨平方可进行粘贴。工民建项目的钢结构通常采用焊接以及铆钉形式实施连接。加固施工方案时，需将实际的抗剪能力考虑进来，如，轴向力、材料性能等，以确保施工方案能够行之有效。具体如后加牛腿连接模式，此种加固形式，施工技术含量较低，且采用铰连接，对建筑本身的影响程度较低，不会对原有的结构造成过大的破坏。

2.3 砌体结构加固

对于砌体结构直接加固的方式可分成三个环节。

其一，针对结构的承重墙体进行加固处理，该种加固施工方式主要使用在砌体墙中，采用钢筋网片加混凝土墙方式，提高整体结构抗震性能及承载力，其应用范围较广，但同时，外层加固的方式，不利于提高框架的承重效果，实际施工中仍存有诸多不足，因此，需根据建筑的实际情况，判定采用此种加固方式的可行性。

其二，针对砌体结构的预制楼板进行加固，通过在楼板板底支座加固以及粘贴碳布，提高预制楼板的抗震性及整体性，其中，前者是在预制楼板受力支座与墙体交接处增设角钢支撑，后者是运用碳纤维布以及结构胶实现。该种施工形式相较于其他方式较为便捷，由此，使用的范围较广，且能够应用在多种类型施工项目中，最终呈现的效果较好。

其三，扶壁柱加固技术，该项结构加固方式的使用频率较高，能够呈现出良好的加固效果，但需要注意的是，此种加固方式不适用在自然灾害频发的地区，会影响结构的稳固性[3]。砌体结构的间接加固，除基本的预应力处理方式外，还可运用粘结外包的处理，此种加固方式作业方式，可以适应于多种加固工程中。相较其他加固方式而言，粘结外包处理的整体造价较低，能够起到控制工程施工成本的作用。因此，在进行加固方案设计时，需综考量加固位置的情况，确保对裂缝以及其他破损部位进行有效加固，以及投入资金总额，避免施工造价出现大幅波动。