鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋加固設(shè)計(jì)要點(diǎn)探析

周榮亮

(蘇州土木文化中城建筑設(shè)計(jì)有限公司，江蘇 蘇州215131)

因地震、火災(zāi)、颶風(fēng)等自然災(zāi)害作用發(fā)生破壞后的建筑物、超過設(shè)計(jì)使用年限的房屋、使用功能改變后的房屋等都需進(jìn)行房屋安全性鑒定。對(duì)于通過加固后仍然可以正常使用的建筑物，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先加固處理，這樣可以在保證建筑物安全性、使用功能需要的同時(shí)，避免建筑物重復(fù)建設(shè)所產(chǎn)生的大量資源消耗。房屋加固設(shè)計(jì)作為房屋加固工作中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，要求設(shè)計(jì)人員準(zhǔn)確地對(duì)建筑物安全性做出鑒定評(píng)價(jià)，在此基礎(chǔ)上結(jié)合必要的承載力驗(yàn)算選擇出經(jīng)濟(jì)、合理的加固方案，最終出具詳細(xì)、準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)文件作為后續(xù)施工的依據(jù)。

1 建筑安全性綜合性鑒定和評(píng)價(jià)

加固方案的選擇以及具體設(shè)計(jì)工作都需建立在準(zhǔn)確地建筑物安全性鑒定基礎(chǔ)之上，這就需要利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和檢測(cè)儀器對(duì)建筑物中關(guān)鍵部位、關(guān)鍵構(gòu)件、關(guān)鍵材料強(qiáng)度等進(jìn)行檢測(cè)，記錄詳細(xì)的檢測(cè)數(shù)據(jù)。檢測(cè)完成后，在結(jié)合前人及自身經(jīng)驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上對(duì)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得出有關(guān)該建筑物的安全性鑒定結(jié)論。

2 建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力驗(yàn)算

建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力驗(yàn)算是指根據(jù)既有建筑物現(xiàn)狀，綜合考慮各種現(xiàn)實(shí)因素對(duì)建筑物的影響，采用簡化計(jì)算簡圖進(jìn)行現(xiàn)狀建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力驗(yàn)算的過程。驗(yàn)算過程中應(yīng)注意：（1）確定計(jì)算簡圖時(shí)，應(yīng)充分考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力情況、結(jié)構(gòu)體系支撐情況、傳力途徑以及模型邊界條件，所做出的假設(shè)簡化應(yīng)準(zhǔn)確合理；（2）合理選取結(jié)構(gòu)構(gòu)件的有效計(jì)算截面，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的齡期、損傷缺陷以及受環(huán)境影響腐蝕情況等都對(duì)該值的選取有很大的影響；（3）不應(yīng)忽略由施工偏差、構(gòu)件現(xiàn)有撓度及環(huán)境溫度等所引起的附加應(yīng)力；（4）對(duì)于改造作他用的建筑，若有新增部分時(shí)，在計(jì)算時(shí)可作適當(dāng)折減以考慮應(yīng)力滯后的影響。此外，對(duì)于較重新增部分（新增重量占建筑總重量1/10以上時(shí)），還應(yīng)進(jìn)行建筑物地基基礎(chǔ)承載能力復(fù)核驗(yàn)收。

3 加固方案選擇

3.1 混凝土結(jié)構(gòu)加固常用方法

在進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋加固設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)既有建筑物特點(diǎn)、建筑安全鑒定結(jié)論、承載力驗(yàn)算結(jié)果、現(xiàn)有加固技術(shù)以及使用功能需求等因素綜合考慮、合理選擇加固方法。常用的鋼筋混凝土房屋加固方法如下：

1）加大截面加固法

加大截面加固設(shè)計(jì)理論及其施工工藝已經(jīng)比較成熟，該方法施工簡單、可操作性強(qiáng)，因而在常規(guī)混凝土建筑物加固中得到較多運(yùn)用。但是，考慮到該法周期較長且為濕作業(yè)，對(duì)使用者正常生產(chǎn)生活有不利影響。此外，針對(duì)梁、板、柱、墻等構(gòu)件的加固不可避免地減少建筑物原有凈空間；

2）濕式外包型鋼加固法

與加大截面加固法不同，該加固法不會(huì)減少建筑物的原有空間，但卻可較大程度地增加結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力。實(shí)踐證明，濕式外包型鋼加固法施工工藝簡單、受力性能良好、作業(yè)量較小，缺點(diǎn)是用鋼量較大；

3）粘貼鋼板加固法

針對(duì)正常環(huán)境中無動(dòng)荷載作用的拉彎構(gòu)件，常采用粘貼鋼板加固法加固。施工時(shí)若能選擇操作水平較高的施工人員嚴(yán)格執(zhí)行膠粘工藝流程，則會(huì)收到良好的加固效果。此外，該方法施工周期短、對(duì)使用者正常生產(chǎn)生活幾乎無影響且對(duì)結(jié)構(gòu)物外觀、尺寸影響較??；

4）粘貼纖維增強(qiáng)塑料加固法

該方法與粘貼鋼板加固法較為相似但更具優(yōu)勢(shì)，由于采用耐潮、耐腐、輕質(zhì)的纖維增強(qiáng)塑料，加固后結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生額外的荷載且無需過多的維護(hù)投入，適用范圍較廣。

此外，常見鋼筋混凝土房屋加固方法還包括：錨栓錨桿錨固法、增加支承加固法、預(yù)應(yīng)力加固法等。

3.2 加固方案選擇

加固方案的選擇是為后續(xù)的加固設(shè)計(jì)“定調(diào)子”，其重要性不言而喻。方案選擇的好壞直接決定了工程加固質(zhì)量及加固成本。因此，在選擇加固方案時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確把握結(jié)構(gòu)構(gòu)件的特點(diǎn)，選擇最適合的加固方案，避免做無用功。例如，對(duì)于發(fā)生較大尺寸開裂的混凝土結(jié)構(gòu)物，若經(jīng)檢測(cè)鑒定發(fā)現(xiàn)其承載能力滿足要求，則顯然不能采用增加縱筋的方式進(jìn)行加固，這種做法對(duì)于抑制裂縫開展、減小裂縫尺寸及其數(shù)量是不起作用的。有效的做法是外加預(yù)應(yīng)力筋或預(yù)應(yīng)力支撐，如果條件允許也可以對(duì)結(jié)構(gòu)受力體系進(jìn)行改造。再比如，對(duì)于承載能力滿足而剛度不足的廠房結(jié)構(gòu)，機(jī)械的振動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致車間工人身體上的不適，可選擇增加支承加固法或加大截面加固法進(jìn)行處理，提高結(jié)構(gòu)整體剛度、改變其自振頻率。

4 加固設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)注意的事項(xiàng)

4.1 合理選擇加固方案

混凝土結(jié)構(gòu)物加固方法的選擇應(yīng)在盡量利用既有結(jié)構(gòu)承載力、保證結(jié)構(gòu)安全性及使用功能正常發(fā)揮、最大程度降低成本的基礎(chǔ)上進(jìn)行，與此同時(shí)還要兼顧加固后結(jié)構(gòu)構(gòu)件的美觀、耐久性方面的要求。需要注意的是，加固設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)加固費(fèi)用的考慮不應(yīng)僅僅包括加固過程中發(fā)生的費(fèi)用，還應(yīng)包含加固后使用過程中的維護(hù)費(fèi)用?？傊?，合理的加固方案不僅應(yīng)當(dāng)達(dá)到預(yù)定的加固要求，而且還應(yīng)對(duì)建筑物使用功能有較小的影響且具有較好的耐久性、經(jīng)濟(jì)性和美觀度。

4.2 重視建筑物加固后總體效應(yīng)的影響

許多設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)選擇加固方案時(shí)僅僅關(guān)注可靠性鑒定結(jié)論以及業(yè)主方的加固要求，而忽視了對(duì)建筑物加固完成后建筑物總體效應(yīng)的影響，這應(yīng)當(dāng)引起設(shè)計(jì)人員的重視。

4.3 材料選用及相關(guān)性能參數(shù)的取值原則

對(duì)于結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固所采用的原材料，其選用時(shí)常遵循以下幾個(gè)規(guī)則：水泥常選用強(qiáng)度等級(jí)不低于32.5級(jí)的普通硅酸鹽水泥；混凝土應(yīng)選用比原結(jié)構(gòu)構(gòu)件高一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)且不低于C20，此外加固用混凝材料中應(yīng)不得摻加粉煤灰、火山灰以及高爐礦渣等混合材料。

設(shè)計(jì)時(shí)，加固所用各種原材料強(qiáng)度等性能參數(shù)的選取常按下列規(guī)定取值：原結(jié)構(gòu)構(gòu)件中有同種材料時(shí)，根據(jù)原有結(jié)構(gòu)材料設(shè)計(jì)值取用；若原結(jié)構(gòu)無該種材料，則可根據(jù)實(shí)測(cè)定級(jí)結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范文件取值。

5 結(jié)語

在我國，雖然建筑結(jié)構(gòu)加固起步較晚，但是發(fā)展迅速。作為設(shè)計(jì)人員，應(yīng)當(dāng)對(duì)各種加固方法的原理、計(jì)算方法、適用情況以及優(yōu)缺點(diǎn)有著深刻的認(rèn)識(shí)，與此同時(shí)還應(yīng)在實(shí)際工作中不斷總結(jié)，積累工程經(jīng)驗(yàn)。只有這樣才能將結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)工作做好，實(shí)現(xiàn)加固效果良好、建筑使用功能影響較小、經(jīng)濟(jì)效益顯著、美觀平整的要求。

［1］沈守全.混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)[J].建材世界，2011，32(04).

［2］王祖鳳.淺談混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)方法[J].山西建筑，2011，37(03).［3］陳捷.淺議混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)[J].科技咨詢導(dǎo)報(bào)，2007(07).