建筑結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)的探析

高曉東

(晉中市建筑勘察設(shè)計院，山西晉中 030600)

建筑結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)的探析

高曉東

(晉中市建筑勘察設(shè)計院，山西晉中 030600)

簡述了建筑結(jié)構(gòu)加固改造的目標(biāo)與特點，從直接、間接、梁、板、柱加固改造等方面，介紹了結(jié)構(gòu)加固改造的方法，并總結(jié)了各加固技術(shù)的優(yōu)劣勢，對提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有一定的意義。

建筑結(jié)構(gòu)，加固改造，增大截面法，預(yù)應(yīng)力加固法

1 建筑結(jié)構(gòu)加固改造的目的及特點

1.1 加固改造目的

加固改造建筑物結(jié)構(gòu)，主要基于兩個方面的考慮:

1)有效增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、強(qiáng)度、剛度;

2)增加建筑物的使用功能。

此外，因為不同建筑物的受損程度是不一樣的，因而它們具有不同的加固改造目的、要求。一般而言，對于不同的工程項目，應(yīng)分別對待，選用有效、適當(dāng)?shù)妮o助手段，確定合理的建筑結(jié)構(gòu)加固改造方案。

1.2 加固改造特點

第一，和新建工程比較，應(yīng)先合理清理、拆除原建筑物以后，再加固原建筑物。第二，在加固改造原建筑物之前，應(yīng)先合理設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)加固方案，檢測、驗算原建筑物結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確判斷建筑結(jié)構(gòu)適應(yīng)性，假如已建建筑物需要進(jìn)行加固改造，則在施工之前，一定要進(jìn)行有關(guān)加固改造計算，對建筑物新、舊結(jié)構(gòu)要進(jìn)行全面考慮，如建筑物的使用期限、建筑物的強(qiáng)度、建筑物的剛度等。第三，因為施工現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境比較特殊，在建筑結(jié)構(gòu)加固施工中，其施工現(xiàn)場空間是比較小的，在施工過程中存在很多約束條件。第四，一般情況下，大部分原建筑物均處于投入使用狀態(tài)，因而在建筑結(jié)構(gòu)加固改造工程施工過程中，應(yīng)盡量確保原建筑投入使用不遭受影響，基于此，加固改造工程施工難度是比較大的。

2 建筑結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)分析

2.1 直接加固改造

1)增大截面加固法。

當(dāng)加固改造鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時，增大截面法是選用頻率最高的一種加固方法。增大截面加固法主要優(yōu)點有:施工技術(shù)較為完善，施工便利，施工質(zhì)量控制難度低，施工作業(yè)人員專業(yè)要求較低，能夠使建筑構(gòu)件抗力得到有效增強(qiáng);增大截面加固法主要缺點有:建筑物空間會被占據(jù)一部分，建筑使用面積減小，施工現(xiàn)場存在大量的濕作業(yè)，需花費較長時間進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，尤其是在建筑物使用過程中，生活、生產(chǎn)均會遭受加固施工一定程度的影響，同時建筑物結(jié)構(gòu)外觀勢必會受到一定程度的影響。

2)置換混凝土加固法。

當(dāng)受壓區(qū)混承重構(gòu)件中的混凝土密實度、強(qiáng)度不夠高，需要進(jìn)行加固時，選用置換混凝土加固法是較為合適的。置換混凝土加固法主要優(yōu)點有對建筑構(gòu)件進(jìn)行加固以后，能夠使其原貌進(jìn)行完全恢復(fù)，原有建筑結(jié)構(gòu)布置、原有建筑空間不會發(fā)生任何變化;置換混凝土加固法主要缺點有:需進(jìn)行較長時間的施工濕作業(yè)，需要對大量舊混凝土進(jìn)行清除，如果原建筑結(jié)構(gòu)對周邊建筑結(jié)構(gòu)有影響，則需采取有效的臨時性加固、支撐措施。

3)外包鋼加固法。

外包加固法實際上就是選用合適的型鋼材料外包建筑混凝土構(gòu)件，如角鋼、鋼板等，混凝土構(gòu)件起到一定約束作用，進(jìn)而使混凝土構(gòu)件抗壓能力有效提高。外包鋼加固法大致分為兩種類型，即濕式外包鋼法、干式外包鋼法。當(dāng)加固混凝土構(gòu)件時，假如嚴(yán)禁改動原構(gòu)件的截面尺寸，但必須要大幅度提高原結(jié)構(gòu)的截面承載力時，則宜采用外包鋼加固法。

4)噴射混凝土加固法。

噴射混凝土加固法就是指通過運用一些動力制造機(jī)器，如噴射機(jī)械等，在受噴表面上噴射拌合料，當(dāng)拌合料凝結(jié)硬化后，便會形成一種混凝土。而這種混凝土能夠和鋼材、磚石等產(chǎn)生高強(qiáng)度粘結(jié)現(xiàn)象，且該粘結(jié)整體具有較好的耐久性、力學(xué)性能。噴射混凝土和原建筑結(jié)構(gòu)之間所形成的結(jié)合面，能夠有效傳遞拉應(yīng)力、剪應(yīng)力。但是在采用這種方法時，使用的噴射機(jī)械體積偏大，占據(jù)較大的施工作業(yè)面。

2.2 間接加固改造

1)增加支承加固法。

增加支承加固法就是指在增設(shè)適量支撐點后，能夠使建筑結(jié)構(gòu)計算跨度減小，使建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布發(fā)生變化，進(jìn)而有效增大承載能力的一種加固方法。當(dāng)需加固改造的建筑物沒有較高的外觀要求、使用要求時，選用增加支撐加固法是比較合適的。支撐加固法，便于安裝拆卸、受力位置明確、可靠、施工簡單等，但是建筑使用空間會遭受一定程度的影響，同時損害建筑物使用性能和外觀。

2)預(yù)應(yīng)力加固法。

預(yù)應(yīng)力加固法就是指設(shè)置外預(yù)應(yīng)力撐桿，將一定的預(yù)應(yīng)力施加在撐桿上，以改變原建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布情況，有效降低原建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，進(jìn)而提高原建筑結(jié)構(gòu)的承載能力。在加固改造大跨度構(gòu)件、重型結(jié)構(gòu)、高應(yīng)力混凝土構(gòu)件等時，宜選用預(yù)應(yīng)力加固法。不過，選用這種方法時，原建筑結(jié)構(gòu)外觀會受到一定程度的影響，如果沒有采取防護(hù)措施，收縮徐變較大的混凝土結(jié)構(gòu)在加固時，是不宜選用預(yù)應(yīng)力加固法的。

2.3 梁、板、柱加固改造

1)混凝土板、梁加固方法。

第一，增大截面加固法。在制定加固設(shè)計方案時，可以將原建筑構(gòu)件構(gòu)造特性、受力情況、施工現(xiàn)場環(huán)境等作為依據(jù)，通過澆筑混凝土，以增大原建筑結(jié)構(gòu)截面面積，如果設(shè)計要求要提高構(gòu)件承載能力，還需要加配一定數(shù)量的鋼筋。通過對原建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力特性、構(gòu)造特點等進(jìn)行深入分析后，為提高其界面面積，在制定加固改造方案時，應(yīng)采取單面、兩面或三面來進(jìn)行混凝土的澆筑，當(dāng)然為使原建筑構(gòu)件承載力變得更高，還可以加配一定數(shù)量的鋼筋。第二，粘鋼加固法。粘鋼加固法就是應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)膠，在梁板受拉區(qū)表面將鋼板進(jìn)行粘貼，通過粘貼膠的作用，梁底會向鋼板傳遞自身產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而原建筑構(gòu)件和鋼板便會結(jié)為一體，全部荷載均由該整體來承擔(dān)，進(jìn)而使建筑構(gòu)件的承載能力得到有效提升。實際上，粘鋼加固法這種技術(shù)是比較新穎的，其加固效果是比較好的，且施工工序簡單，能夠帶來較好的社會經(jīng)濟(jì)效益，施工成本也比較低。第三，增補(bǔ)受拉鋼筋法。如果梁構(gòu)件的截面尺寸具有較高剛度、較強(qiáng)抗剪承載能力，但是彎曲抗拉強(qiáng)度卻偏低時，此時可以選用增補(bǔ)受拉鋼筋法，即將適量受拉鋼筋直接焊接在原建筑梁受拉部位中。增補(bǔ)受拉鋼筋法大致分為3種類型，即粘結(jié)法、半焊接補(bǔ)筋、全焊接補(bǔ)筋。

2)柱加固。

第一，增大截面法。在柱加固方案中，如果原建筑使用空間條件允許，則選用增大截面法是比較合適、可靠的。柱加固增大截面法大致分為3種，即單面加厚、雙面加厚、四周外包。第二，外包鋼加固法。外包鋼加固法就是指在混凝土構(gòu)件兩面或者四角，用鋼板、型鋼等包住，且不會明顯加大構(gòu)件截面尺寸，便能使原柱承載力得到較大程度的增加，當(dāng)建筑構(gòu)件外形、使用空間約束條件較多、不能大幅度增加截面尺寸時，選用外包鋼加固法是比較合適的。一般來說，方形柱、矩形柱常選用四周包角鋼橫向加綴板方法，圓柱或者其他弧形柱常選用扁鋼加套箍加固方法。第三，置換加固法。當(dāng)建筑物發(fā)生火災(zāi)而嚴(yán)重降低混凝土柱承載能力時，選用置換加固法是比較合適的。置換加固法主要處理部分柱混凝土，以提高混凝土承載能力，對于原鋼筋利用率，選用置換加固法是忽略其折減情況的。第四，預(yù)應(yīng)力撐桿加固法。預(yù)應(yīng)力撐桿大致分為兩種類型，即單側(cè)撐桿、雙側(cè)撐桿。其中，當(dāng)受壓區(qū)配筋量不足、偏心受壓柱混凝土強(qiáng)度偏小時，選用預(yù)應(yīng)力單側(cè)撐桿是比較合適的;當(dāng)加固軸心受壓柱時，選用預(yù)應(yīng)力雙側(cè)撐桿是比較合適的。受壓柱在預(yù)應(yīng)力撐桿加固法作用下，自身的承載力能夠得到顯著提高。

3 結(jié)語

工程加固改造已成為目前建設(shè)工程行業(yè)的一大研究熱點，而我國建筑市場發(fā)展?jié)摿κ欠浅４蟮?，隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)的運用也越來越廣泛，因此，我們應(yīng)對加固改造技術(shù)給予高度重視。盡管本文對建筑結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)進(jìn)行了一定程度的研究，不過還有很多問題并未涉及到，有待進(jìn)一步進(jìn)行深入研究。

［1］何海榮，李壽獎.對常見結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的對比分析［J］.山西建筑，2016，42(14):17-18.

［2］王 巍.廣州某多層賓館加固改造的結(jié)構(gòu)設(shè)計［J］.建材與裝飾，2016(15):25-26.

［3］李小栓，李 偉.建筑物加固前景分析及加固方法［J］.企業(yè)導(dǎo)報，2015(13):33-34.

［4］任 淵.中小學(xué)校舍加固方案芻議［J］.山西建筑，2011，37 (30):33-34.

Inquiry on building structure reinforcement transformation technologies

Gao Xiaodong
(Jinzhong Building Survey Design Institute，Jinzhong 030600，China)

The paper briefly describes building structure reinforcement transformation targets and features.Starting from aspects of direct，indirect，beam，board and pile reinforcement transformation，it introduces structural reinforcement transformation methods，and summarizes advantages and disadvantages of various reinforcement technologies，which has certain meaning for improving building structure stability.

building structure，reinforcement transformation，enlarging-section method，prestress reinforcement method

TU318

:A

1009-6825(2016)36-0060-02

2016-10-12

高曉東(1964-)，男，工程師