對現代建筑結構的加固技術與施工方法探討

王龍江

【摘 要】近年來我國的建筑事業(yè)取得了蓬勃的發(fā)展，雖然建筑工藝在不斷的提升，建筑材料也在不斷的改善，但是建筑結構加固設計與施工依然是建筑設計中一項嚴重的瓶頸，制約了建筑行業(yè)更好更快的發(fā)展。隨著社會的發(fā)展，人們對于建筑的外觀審美要求和建筑施工質量的要求也越來越高。而建筑結構加固施工就是保障建筑施工的一個重要手段。

【關鍵詞】現代建筑結構；加固技術；施工方法；對策分析；

一、建筑結構加固的技術及方法分析

1、加固方案具有良好的施工性

加固方案和施工在進行結構施工時顯得尤為重要，根據不同建筑物的情況制定不同的施工方案和方法對建筑物進行加固。是否具有施工作業(yè)的可行性是加固工程的必要條件，阻礙建筑結構加固的一個重要因素是沒有良好的施工性。某些施工方法雖然理論是具有解決問題的能力，但是施工難度較大，造成勞動力使用量大、安全性低以及工期較長，使得加固質量受到了影響。

2、加固工程和加固方法

間接加固和直接加固是的兩種類型，我們實際中根據使用要求以及實際條件，采用合理的技術和方法。我們應該根據實際工程條件，進行方案的比選進行加固方法的選用，同時我們也要考慮技術的可靠性和經濟的合理性。對于構件加固和體系加固同時存在的情況，我們首先應該考慮體系，然后考慮構件。針對不同的構件進行加固是，我們首先考慮的是重要的結構和關鍵的構件。對于單一方法有效性不穩(wěn)定時，我們采用綜合法。

（1）加大截面加固法。受彎構件的受壓區(qū)增加現澆層，這樣可以擴大受壓區(qū)的截面尺寸，層架截面的高度，從而增大結構斜截面的抗剪能力、正截面的抗彎能力以及整個截面的剛度，對結構起到了補強加固的作用。鋼筋強度和面積的加大提高了混凝土構件正截面的承載力，其前提是在適筋的范圍內。有效提高正截面的抗彎能力可以增大主筋的面積，條件是原構件截面配筋不高。通過在受拉去的截面增加現澆混凝土圍套課增加截面。為了提高構件的承載力以及改善使用性能，我們可以通過原構件和新加部分共同協(xié)調工作。次加固法具有成熟的設計和施工經驗，同時工具簡單、適應性強，可以用于一般構造物包括板、柱、墻的混凝土加固，缺點是具有長時間的濕水作業(yè)，對生活和生產有負面影響，并且對建筑物的凈空有影響。

（2）置換混凝土和預應力加固。此種方法和加大截面法的優(yōu)點是一樣的，相對優(yōu)點是對凈空的影響較小，缺點是同樣存在較長的濕作業(yè)時間，在有嚴重缺陷以及受壓區(qū)混凝土強度低的梁、柱等的適用。在新增外部荷載以及預應力的共同作用下，預應力水平拉桿內會產生軸的裂縫的發(fā)展，同時提高了斜截面的抗剪承載力。 梁截面的四隅貼角鋼，在梁的受壓區(qū)有樓板或是翼板是，用鋼板替代梁頂面的兩隅。使用粘貼鋼板加固方面計算斜截面以及正截面的承載力，在計算時用角鋼的截面面積額代替鋼板截面的面積。

采用粘貼纖維復合材加固的方法。為達到加強加固改善受力情況，我們利用膠結材料將纖維復合片粘貼于構件的表面，纖維復合物理材料的優(yōu)點：具有耐久性和耐腐蝕性；強度高，其為鋼材的十幾倍；化學性質比較穩(wěn)定，不會與鹽堿等化學物質發(fā)生化學反應。

二、建筑結構加固的常用技術

1、混凝土結構加固

（1）直接加固的一般方法

置換混凝土加固法：適用于梁、板、柱、墻和一般構造物的混凝土加固，且加固后不影響建筑物的凈空，但存在施工時濕作業(yè)時間長的缺點；適用于受壓區(qū)混凝土強度偏低或有嚴重缺陷的梁、柱等混凝土承重構件的加固。

粘貼鋼板加固法：特點是施工快速、現場無濕作業(yè)或僅有抹灰等少量濕作業(yè)，對生產和生活影響小，且加固后對原結構外觀和原有凈空無顯著影響，但加固效果在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平；適用于承受靜力作用且處于正常濕度環(huán)境中的受彎或受拉構件的加固。

繞絲法：適用于混凝土結構構件斜截面承載力不足的加固，或需對受壓構件施加橫向約束力的場合。

加大截面加固法：施工工藝簡單、適應性強，并具有成熟的設計和施工經驗；適用于梁、板、柱、墻和一般構造物的混凝土的加固；但現場施工的濕作業(yè)時間長，對生產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。

粘貼纖維增強塑料加固法：具有耐腐濁、耐潮濕、幾乎不增加結構自重、耐用、維護費用較低等優(yōu)點，但需要專門的防火處理，適用于各種受力性質的混凝土結構構件和一般構筑物。

有粘結外包型鋼加固法：也稱濕式外包鋼加固法，受力可靠、施工簡便、現場工作量較小，但用鋼量較大，且不宜在無防護的情況下用于600℃以上高溫場所；適用于使用上不允許顯著增大原構件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承載能力的混凝土結構加固。

錨栓錨固法：適用于混凝土強度等級為C20～C60的混凝土承重結構的改造、加固；不適用于已嚴重風化的上述結構及輕質結構。

（2）間接加固的一般方法

預應力加固法。該法能降低被加固構件的應力水平，不僅使加固效果好，而且還能較大幅度地提高結構整體承載力，但加固后對原結構外觀有一定影響；適用于大跨度或重型結構的加固以及處于高應力、高應變狀態(tài)下的混凝土構件的加固，但在無防護的情況下，不能用于溫度在600℃以上環(huán)境中，也不宜用于混凝土收縮徐變大的結構。

增加支承加固法。該法簡單可靠，但易損害建筑物的原貌和使用功能，并可能減小使用空間；適用于具體條件許可的混凝土結構加固。

2、砌體結構加固

（1）砌體結構的直接加固方法

鋼筋混凝土外加層加固法：屬于復合截面加固法的一種。其優(yōu)點是施工工藝簡單、適應性強，砌體加固后承載力有較大提高，并具有成熟的設計和施工經驗；適用于柱、帶壁墻的加固；其缺點是現場施工的濕作業(yè)時間長，對生產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。

鋼筋水泥砂漿外加層加固法：屬于復合截面加固法的一種。其優(yōu)點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，有時也用于鋼筋混凝土外加層加固帶壁柱墻時兩側穿墻箍筋的封閉。

增設扶壁柱加固法：屬于加大截面加固法的一種。其優(yōu)點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)應用。

（2）砌體結構的間接加固方法

無粘結外包型鋼加固法，屬于傳統(tǒng)加固方法，其優(yōu)點是施工簡便、現場工作量和濕作業(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；其缺點為加固費用較高，并需采用類似鋼結構的防護措施。

預應力撐桿加固法，能較大幅度地提高砌體柱的承載能力，且加固效果可靠；適用于加固處理高應力、高應變狀態(tài)的砌體結構；其缺點是不能用于溫度在600℃以上的環(huán)境中。

3、鋼結構加固

（1）改變結構計算圖形

對結構可采用下列增加結構或構件的剛度的方法進行加固：①增加支撐形成空間結構并按空間結構驗算；②加設支撐增加結構剛度，或者調整結構的自振頻率等以提高結構承載力和改善結構動力特性；③增設支撐或輔助桿件使結構的長細比減少以提高其穩(wěn)定性；④在排架結構中重點加強某一列柱的剛度，使之承受大部分水平力，以減輕其他柱列負荷；⑤在塔架等結構中設置拉桿或適度張緊的拉索以加強結構的剛度。

對受彎桿件可采用下列改變其截面內力的方法進行加固：①改變荷載的分布，例如將一個集中荷載轉化為多個集中荷載；②改變端部支承情況，例如變鉸接為剛結；③增加中間支座或將簡支結構端部連接成為連續(xù)結構；④調整連續(xù)結構的支座位置；⑤將結構變?yōu)閾螚U式結構；⑥施加預應力。

對桁架可采取下列改變其桿件內力的方法進行加固：①增設撐桿變桁架為撐桿式結構；②加設預應力拉桿。

（2）加大構件截面的加固

采用加大截面加固鋼構件時，所選截面形式應有利于加固技術要求并考慮已有缺陷和損傷的狀況。

結語：

建筑結構的加固是建筑工程的一項十分重要的環(huán)節(jié)，提高工程技術水平，加強工程管理水平，此外，我們還要掌握加固方法、設計及施工技術等方面的知識。建筑結構加固的設備在日益發(fā)展，同時，結構的問題也經常表現出個性特征，因而加固方法也必須不斷發(fā)展和創(chuàng)新，為我國建筑結構加固方面做出最大的貢獻。

參考文獻：

[1]程文等；混凝土結構.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001

[2]周宗滿. 對現代建筑結構的加固技術與施工方法探討[J]. 中國新技術新產品，2012，