淺析常見(jiàn)建筑結(jié)構(gòu)加固方法選擇與優(yōu)缺點(diǎn)

鐘志峰

（廣東寰球廣業(yè)工程有限公司，廣東 廣州 510000）

在建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，或者是受到損壞的時(shí)候，往往需要采取相應(yīng)的措施對(duì)其進(jìn)行加固，從而保證建筑的質(zhì)量。建筑結(jié)構(gòu)加固的方法有很多，不同的方法有自身的有時(shí)，同業(yè)也有局限性。因此在建筑結(jié)構(gòu)加固的過(guò)程當(dāng)中應(yīng)該從建筑的實(shí)際情況出發(fā)，有針對(duì)性的選擇合適的加固方法，從而確保最佳的加固效果。

1 混凝土結(jié)構(gòu)加固的類型

1.1 直接加固的一般方法

1.1.1 置換混凝土加固法

采用混凝土置換的方法對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，對(duì)建筑物的凈空不會(huì)產(chǎn)生影響。但是這種加固方法需要比較長(zhǎng)的濕作業(yè)的時(shí)間。因此，這種加固方法大多用在沒(méi)有足夠強(qiáng)度的建筑受壓區(qū)混凝土的加固之上。

1.1.2 加大截面加固法

與置換混凝土加固方法相類似，通過(guò)加大截面積來(lái)進(jìn)行加固應(yīng)用已經(jīng)十分的成熟，適應(yīng)范圍廣且施工容易。但是與置換混凝土加固方法一樣，需要較長(zhǎng)時(shí)間的濕作業(yè)，從而對(duì)于建筑的使用造成影響。除此之外，經(jīng)過(guò)這種加固方法之后，建筑物內(nèi)部?jī)艨障鄬?duì)會(huì)縮小。該方法比較適合一般的混凝土構(gòu)件的加固。

1.1.3 有粘結(jié)外包型鋼加固法

這種方法具有加固效果好，承載力大，施工環(huán)節(jié)相對(duì)較少的優(yōu)點(diǎn)，但是這種加固方法需要消耗大量的鋼材，從而導(dǎo)致較高的造價(jià)和成本。因此不適合用在一般的加固場(chǎng)所，大多用于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求高且需要被加固的構(gòu)件的面積不能擴(kuò)大等場(chǎng)所。由于采用鋼板，因此這種加固方法不適用在高溫的場(chǎng)所的建筑結(jié)構(gòu)的加固。

1.1.4 粘貼鋼板加固法

采用粘貼鋼板來(lái)對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的過(guò)程當(dāng)中，不需要進(jìn)行濕作業(yè)，且施工的時(shí)間相對(duì)較短，因此對(duì)于建筑中用戶的日常生活和工作不會(huì)產(chǎn)生很大的影響，且這種加固方法對(duì)于建筑外觀不會(huì)造成破壞同樣也不會(huì)造成空間減少。這種加固方法的最大缺點(diǎn)就是膠粘的水平對(duì)于加固的效果具有直接的影響，因此加固效果不容易進(jìn)行控制。因此這種加固方法大多用于處于靜力狀態(tài)下的構(gòu)件的加固。

1.1.5 粘貼纖維增強(qiáng)塑料加固法

這種建筑結(jié)構(gòu)的加固方法顧名思義和粘貼鋼板加固法類似，只不過(guò)材料上有差異。此外，由于所使用的加固材料是塑料，因此相對(duì)于鋼板來(lái)說(shuō)不怕潮濕和腐蝕，材料自身的重量較輕，且成本也要比鋼板低很多。但是塑料材料也有明顯的缺點(diǎn)，那就是不耐高溫，且容易發(fā)生火災(zāi)。因此在使用這種加固方法的過(guò)程當(dāng)中應(yīng)該做好相應(yīng)結(jié)構(gòu)的耐火處理。

1.2 間接加固的一般方法

1.2.1 預(yù)應(yīng)力加固法

預(yù)應(yīng)力加固法通過(guò)有效的手段是構(gòu)件所承受的預(yù)應(yīng)力大大的降低，從而對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較好的加固方法，在此基礎(chǔ)之上能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)的整體承載力產(chǎn)生加大的加固效果。但是這種加固方法會(huì)使建筑的外觀發(fā)生改變。大多在一些重型結(jié)構(gòu)的加固中使用。這種加固方法對(duì)于不適宜用在高溫環(huán)境下的加固。

1.2.2 增加支承加固法

通過(guò)增加支撐的方法對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，這種方法的施工工藝簡(jiǎn)單，且效果也比較理想，但是對(duì)于建筑的外觀造成不良的影響。除此之外，大量的支撐物也會(huì)減少建筑的內(nèi)部空間。

1.3 與混凝土結(jié)構(gòu)加固改造配套使用的技術(shù)

1.3.1 托換技術(shù)

系托梁拆柱、托梁接柱和托梁換柱等技術(shù)的概稱。屬于一種綜合性技術(shù)，由相關(guān)結(jié)構(gòu)加固、上部結(jié)構(gòu)頂升與復(fù)位以及廢棄構(gòu)件拆除等技術(shù)組成。適用于已有建筑物的加固改造。與傳統(tǒng)做法相比，具有施工時(shí)間短、費(fèi)用低、對(duì)生活和生產(chǎn)影響小等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)技術(shù)要求較高，需由熟練工人來(lái)完成，才能確保安全。

1.3.2 植筋技術(shù)

系一項(xiàng)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)捷、有效的連接與錨固技術(shù)?？芍踩肫胀ㄤ摻?，也可植入螺栓式錨筋；已廣泛應(yīng)用于已有建筑物的加固改造工程中。

1.3.3 裂縫修補(bǔ)技術(shù)

根據(jù)混凝土裂縫的起因、形狀和大小，采用不同封護(hù)方法進(jìn)行修補(bǔ)，使結(jié)構(gòu)因開(kāi)裂而降低的使用功能和耐久性得以恢復(fù)的一種專門(mén)技術(shù)；適用于已有建筑物中各類裂縫的處理，但對(duì)受力性裂縫，除修補(bǔ)外，尚應(yīng)采用相應(yīng)的加固措施。

2 砌體結(jié)構(gòu)加固方法

2.1 適用于砌體結(jié)構(gòu)的直接加固方法

2.1.1 鋼筋混凝土外加層加固法

該法屬于復(fù)合截面加固法的一種。其優(yōu)點(diǎn)是施工工藝簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)，砌體加固后承載力有較大提高，并具有成熟的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)。適用于柱、帶壁墻的加固。其缺點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)施工的濕作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)生產(chǎn)和生活有一定的影響，且加固后的建筑物凈空有一定的減小。

2.1.2 鋼筋水泥砂漿外加層加固法

該法屬于復(fù)合截面加固法的一種。其優(yōu)點(diǎn)與鋼筋混凝土外加層加固法相近，但提高承載力不如前者；適用于砌體墻的加固，有時(shí)也用于鋼筋混凝土外加層加固帶壁柱墻時(shí)兩側(cè)穿墻箍筋的封閉。

2.1.3 增設(shè)扶壁柱加固法

該法屬于加大截面加固法的一種。其優(yōu)點(diǎn)亦與鋼筋混凝土外加層加固法相近，但承載力提高有限，且較難滿足抗震要求，一般僅在非地震區(qū)應(yīng)用。

2.2 適用于砌體結(jié)構(gòu)的間接加固方法

2.2.1 無(wú)粘結(jié)外包型鋼加固法

該法屬于傳統(tǒng)加固方法，其優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)便、現(xiàn)場(chǎng)工作量和濕作業(yè)少，受力較為可靠。適用于不允許增大原構(gòu)件截面尺寸，卻又要求大幅度提高截面承載力的砌體柱的加固。其缺點(diǎn)為加固費(fèi)用較高，并需采用類似鋼結(jié)構(gòu)的防護(hù)措施。

2.2.2 預(yù)應(yīng)力撐桿加固法

該法能較大幅度地提高砌體柱的承載能力，適用于加固處理高應(yīng)力、高應(yīng)變狀態(tài)的砌體結(jié)構(gòu)的加固。其缺點(diǎn)是不能用于600攝氏度以上的環(huán)境中。

3 鋼結(jié)構(gòu)加固方法

鋼結(jié)構(gòu)加固的主要方法有：減輕荷載、改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形、加大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面和連接強(qiáng)度、阻止裂紋擴(kuò)展等。當(dāng)有成熟經(jīng)驗(yàn)時(shí)，亦可采用其他加固方法。

3.1 改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形

對(duì)結(jié)構(gòu)可采用增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件剛度的方法進(jìn)行加固:第一，增加支撐形成空間結(jié)構(gòu)并按空間結(jié)構(gòu)驗(yàn)算。加設(shè)支撐增加結(jié)構(gòu)剛度，或者調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振頻率等以提高結(jié)構(gòu)承載力和改善結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性。第二，增設(shè)支撐或輔助桿件使結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)細(xì)比減少，以提高其穩(wěn)定性。第三，在排架結(jié)構(gòu)中重點(diǎn)加強(qiáng)某一列柱的剛度，使之承受大部分水平力，以減輕其它柱列負(fù)荷。在塔架等結(jié)構(gòu)中設(shè)置拉桿或適度張緊的拉索以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度。

對(duì)受彎桿件可采用改變其截面內(nèi)力的方法進(jìn)行加固:第一，改變荷載的分布，例如將一個(gè)集中荷載轉(zhuǎn)化為多個(gè)集中荷載。改變端部支承情況，例如變鉸接為剛接。第二，增加中間支座或?qū)⒑?jiǎn)支結(jié)構(gòu)端部連接成為連續(xù)結(jié)構(gòu)，調(diào)整連續(xù)結(jié)構(gòu)的支座位置。第三，將結(jié)構(gòu)變?yōu)閾螚U式結(jié)構(gòu)，施加預(yù)應(yīng)力。

3.2 連接的加固與加固件的連接

建筑的鋼結(jié)構(gòu)的連接對(duì)于整個(gè)建筑的承載力具有較大的影響，因此在連接方法的選擇上應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的情況加以選擇，從而保證結(jié)構(gòu)連接部位的穩(wěn)定和安全，避免使連接的部位成為結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)。

3.3 裂紋的修復(fù)與加固

建筑長(zhǎng)期受到自身以及外力造成的載荷，或者是建筑在施工的過(guò)程當(dāng)中存在相應(yīng)的隱患，從而引起結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的安全性具有重大的影響，應(yīng)該采取相應(yīng)的修復(fù)措施。首先對(duì)裂紋形成的原因進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)查，評(píng)估裂紋的危害等級(jí)，進(jìn)而有針對(duì)性的采取相應(yīng)的修復(fù)措施，從而防止危害的繼續(xù)惡化而最終釀成大禍。

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