建筑结构加固改造设计探究

彭奇

（贵州华磊工程技术有限公司，贵州贵阳 550000）

0 引言

目前，我国大量的人口涌入城市，导致我国城市中中高层建筑的规模不断扩大，层数不断加高，建筑结构逐渐多元化，社会对建筑工程的需求不断扩大，建筑工程的规模也在不断扩大，建筑物在正常建造和使用过程中，可能会受到人为因素和自然因素的影响，可能会出现老化或受损现象，特别是在遇到自然灾害后，可能会直接影响建筑结构自身的稳定性，造成建筑结构坍塌，严重影响了社会群众生命安全。因此，本文主要分析建筑结构的加固和改造技术，从而更好地保障建筑工程的稳定性，保障建筑结构的后续稳定使用。

1 建筑结构加固改造技术的现实意义

在建筑工程竣工后，随着时间的流逝、工程的正常使用，以及自然风化等因素的干扰，会导致建筑结构在使用过程中，出现使用功能下降或者是建筑结构受损的现象，会因为某些功能的改变，或者是建筑条件的受限，导致建筑工程不能够正常使用，甚至出现了建筑结构坍塌，严重影响了社会群众生命安全，如果对这种损伤或者是这种裂化的规律，进行科学的分析，就能够及时的根据建筑结构的演化规律，对建筑结构进行加固处理，就能够有效的减缓建筑工程受损的时间，也能够提高建筑结构自身的安全性和稳定性，延长建筑结构后续的使用寿命。因此，工作人员需要对建筑结构进行一定的评估，并采取相应的加固改造措施，优化建筑结构的自身性能。我国许多的工程技术人员也已经将工作的注意点放在了建筑结构的加固改造设计中，并将加固技术作为了重点的研究领域，积极采取优化措施，加强资金和人才的投入，进行建筑物的改造升级，并进行建筑架构的有效调整，并且能够对灾后受损的建筑物，进行妥善的管理，能够对需要增加楼层建筑物或者高层建筑，进行详细的调查，检验后保障建筑结构自身的耐久性和使用性。其次，建筑结构自身的安全性和耐久性，也会直接影响后续的加固处理，如果建筑物自身的使用性能不好，就应该及时的做好相应的加固工作，如果产生的后续影响不同，如果安全性不好，也应该及时的将建筑物进行拆除，从而更好地保障建筑结构的安全性和稳定性[1]。

2 建筑结构加固改造设计的原则

结构加固方法应力求简单、有效、施工方便，有时提出的结构加固设计方案看起来合理，但受现场条件的限制，施工十分困难，甚至无法实施，所以只有对现场全面了解，对原始资料、图纸、文件充分调查研究后，尽量减少对原结构损伤，避免不必要的拆除，作出方便施工的设计方案，才能使得结构加固的质量得到切实的保证。应当指出并不是所有提出结构加固或改造的问题通过结构加固都能得到解决，有时因建筑物本身年代久远，破损比较严重，或当时建造标准较低，无法通过加固达到现今规范要求（抗震），对这种情况只能放弃，不留后患。

2.1 整体性原则

工作人员为了进一步提高建筑结构的稳定性，实现加固的良好效果，首先要及时考虑建筑结构自身的整体性和安全性，要在后续的改造过程中，实现良好的施工效果，要坚持因地制宜的原则，优化设计方案，要对建筑工程中的各项结构部件，可能会对未来建筑工程的使用造成哪方面的影响进行合理的分析，如果部分建筑构件出现了问题，那么则需要对部分构件进行一定的加固和升级，在加固过程中也要避免加固局部构件时，出现其他因素的干扰，要切实地提高构件的稳定性，明确构件的强度和刚度，要保障建筑结构内力具有一定的稳定性。因此，工作人员要坚持整体性原则，要切实地考虑建筑结构的特点，并及时采取措施，进行优化改造，切实地进行整体设计方案的挑战和升级，避免在后续施工过程中出现严重的质量问题。

2.2 合理性原则

在改造过程中要考虑整体性，同时，也要考虑建筑结构改造施工的合理性和经济性，要使用科学的施工方案，正确的施工材料，要在施工过程中，严格的保障加固改造工程的质量和安全，在正式的改造过程中，工作人员要依据改造方案对建筑结构进行一定的调整，要改善建筑物的系统受力程度和发散程度，如果实际的施工设计方案，不能够达到预期的要求，则需要根据实际的建设情况进行详细的分析，并着重的对设计改造方案中的关键结构部件进行施工和调整，分析周围零部件没有达到相关要求的具体原因，从而在后续进行加固改造时，能够更加合理、更加科学，尽量保障整体建筑工程的施工处于较高的性价比水平。此外，在具体开展改造加固工程时，也要坚持因地制宜的原则，要结合实际的施工情况，以及未来的实际使用要求，进行相应的改造和设计，要避免出现资源闲置，或者是改造不合理的现象，加大了工程投入，造成了原材料的浪费和闲置。因此，在改造前，设计师要优化设计方案，并深入现场进行具体的考察和分析，要坚持合理性原则，进一步地保障建筑结构的稳定性。

2.3 必要性原则

建筑行业快速发展，提高了建筑使用者对建筑结构自身安全性和稳定性的关注程度，在传统的建筑施工过程中，为了进一步的保障建筑结构的安全性和稳定性，工作人员也会采用加固设计和改造技术。而在新形势下，随着我国加固改造技术的不断升级，加固改造技术也在不断优化，建筑物在长期的使用过程中，会受到多种因素的干扰，可能会出现墙体开裂，或者是产生裂缝、表层脱落等现象，那么针对这些问题，工作人员就必须对建筑结构进行一定的加固和改造，要对受害程度相对较轻的结构，根据实际情况进行调整。如果其受害程度不能够影响建筑结构自身的安全性和稳定性，那么可以在后续进行加固改造，要明确建筑结构加固改造的必要性和重要性[2]。

3 建筑结构加固改造的施工技术

3.1 增大截面加固技术

增大截面加固法是建筑加固改造中要积极的采取优化措施，增加建筑构件的横截面积，或者也可以从基础入手，切实的提高钢筋自身的钢度和强度，提高钢筋的承载能力。同时，工作人员也可以采用自身频率的直接加固方法，可以在建筑基础、建筑结构、梁柱等建筑构件中进行一定的加固和升级，也可以采用应用较为广泛的建筑加固措施，用于梁、柱、墙等建筑结构的改造，并且采取增大截面加固技术，在建设过程中，施工方法较为简单，适应性较强，并且能够有效的结合工作人员的建筑经验，操作效率较高。但在施工过程中可能会需要进行混凝土的养护，可能会导致施工过程中对作业条件要求较多，可能会在加工后导致建筑结构的自身重量增大，造成建筑内部使用空间的面积急剧减少，影响了社会群众的居住满意度。

增大截面加固法可以根据原构件的受力性质、尺寸面积、和施工条件的实际情况，加固设计可以为单面、双面、三面和四面增大构件截面。例如，轴心受压混凝土柱常常采用四面加大截面法，偏心受压混凝土柱如果受压边较为薄弱时，可以仅仅对受压边进行加固，即单面加大截面法，受拉边薄弱时可以只对受拉边加固。而梁、板等受弯混凝土构件，如果是以增大截面为主的加固施工，可以对受压区域加固，也可以以增加配筋为主加固受拉区，或者二者同时进行。另外也可以按要求配置构造钢。增大截面加固法如图1 所示。

图1 增大截面加固法

3.2 粘贴纤维复合材料加固技术

纤维加固包括纤维布加固和纤维板加固两种。粘贴纤维复合材料加工技术，在工业建筑结构中使用相对广泛。通常是在混凝土结构的外部粘贴玻璃纤维或者是碳纤维，进行建筑结构的加固和改造，纤维复合材料具有一定的强度和稳定性，它不仅具有一定的复合功能，还能够在建筑材料的表面形成一定的防护效果，能够在温度较高或者是其他恶劣环境下，通过粘贴剂的使用，进行建筑材料表面的防护和保护，并且随着我国科学技术的不断进步，我国的粘贴纤维复合材料加工技术也在不断优化和升级，目前也已经成为比较安全且可靠的加工技术，能够在后续的使用过程中，为工作人员进行建筑结构的加固改造，提供有效的帮助[3]。但粘贴纤维复合材料加固法提高构件承载力有限，一般仅能提高构件承载力15%以内，因此使用也较为局限。

3.3 粘钢加固技术

在民用建筑结构中，结构的规模类型较为多元化，建筑空间相对较小，没有办法通过增加受力截面的方式，进行建筑结构的加固和改造。因此，工作人员通常会采用粘钢板加固技术，粘钢加固法是建筑结构工程中常用的建筑加固技术，用专用型结构胶将钢板粘贴在钢筋混凝土结构表层，可达到加固和提升建筑结构刚度和强度的效果。

粘钢加固的优点如下：施工迅速，在确保粘钢结构品质前提下，迅速完成工程施工任务；简易轻便，与其他加固方式对比，粘贴钢板施工干净简易，现场无湿作业，加固后，无须改变原有空间，钢板轻，结构重量增加少，不容易导致其他部位的连锁加固；经济发展合理，因为施工速度更快，防止或减少停工停业时间，与其他建筑加固方式对比，粘钢大大节约了成本，具有较高的经济收益。

3.4 增加支点加固技术

增加支点加固技术，是一种较为传统的加固技术，适用于建筑结构跨度相对较大的情况。工作人员首先要在建筑结构内部增加受力支点，提高建筑结构自身的承载力，同时要求对内部功能影响程度较小。在加固设计过程中，对于具体的支点位置的选择，要对原有结构进行整体分析，确定合理的支点位置。总的来说增加支点法加固较为直接有效，传力简单，但对于支点基础的选择要慎重，持力层应选择为原设计基础持力层相同。

3.5 外加预应力加固法

外加预应力加固法也是工作人员采取的常用方法。工作人员在进行建筑加固时，要坚持整体性原则，可以从基础环节入手，对建筑结构的外墙或者主体支架进行加固和升级，能够切实地通过外部加固的方式，提高建筑结构自身的承载力，并且也不会破坏内部空间，具有适用范围较广、施工简单的特点。

之前几种加固方法都是被动的加固方法，这主要表现在他们都不能减小，更不能消除结构自重所产生的应力和变形。并且外加预应力加固法，本身对建筑结构的影响相对较少，能够在减少自重的情况下，调整建筑结构原有的状态，能够切实地提高建筑结构的硬度和强度，切实地提高建筑结构整体的承载能力。

3.6 混凝土置换加固法

混凝土置换加固法是工作人员在进行建筑结构加固过程中经常使用的方法之一，能够有效的替换建筑结构劣质的混凝土，能够实现置换资源的工作目标，从而更好的恢复建筑工程的基本建筑结构。并且，采用该方法，能够有效的在建筑工程加固后恢复建筑工程的原貌，能够不改变建筑结构内部的空间大小，也能够切实的提高新旧混凝土之间的连接能力，能够避免在进行加固过程中损伤建筑结构内部原有的零部件，也能够避免损伤钢筋，能够切实的提高建筑结构自身的稳定性和安全性。但在采用混凝土置换加固方法时，工作人员需要具有一定工作经验，可能会导致新旧混凝体在衔接的过程中出现问题，甚至可能会在挖掘的过程中损伤到了原构件，对工作条件要求较高。在湿环境下作业期长。置换混凝土之前需要做较为复杂的支撑方案，以防止挖空混凝土引起结构坍塌[4]。并且，对施工要求较高或剪力较大的结合面，应当置入一定的L 型或U 型的锚筋。

3.7 植筋加固

工作人员在采用植筋技术时，需要考虑建筑结构的基本类型，要采用先进的加固技术衔接新旧混凝土，明确具体的结构受力点，并在确定钢筋数量、性质、位置等多元化的基础上，进行钻孔和清孔处理，并插入钢筋，使钢筋和混凝土能够固定在一起，然后再浇筑新的混凝土，从而保证了新旧之间的有效衔接，达到共同受力，实现整体性的工作目标。并且，采用该方法，工作效率相对较高，适应性较强，对工作条件要求较低，整体性较好、价格低廉，因此被广泛应用于建筑工程的加固工作中[5]。

4 结语

综上所述，建筑结构的加固方法多种多样，远远不止上述几种，在具体工程实践中要具体问题具体分析，因地制宜，有时用一种方案，有时又多种方案混合使用，总之做出合适具体项目的加固方案。加固设计时一定要做好前期调研工作，熟悉现场作业环境，工作面等，深入理解原设计的设计意图，多调查取证，做到成竹于胸，才能做出优秀的加固作品。