淺談多種加固技術(shù)在房屋建筑工程中的應(yīng)用

褚衍兵

（棗莊市城市建設(shè)投資開發(fā)中心，山東 棗莊277800）

隨著國家大力推進(jìn)鋼鐵行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，鋼鐵企業(yè)淘汰落后產(chǎn)能、節(jié)能減排的技改工程逐步增多，工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的改造工程也越來越多。如何選擇合適的加固方法對舊有工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，節(jié)約工程投資，縮短建設(shè)周期，減少施工對正常生產(chǎn)的影響，為用戶帶來最大的經(jīng)濟(jì)效益是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員面臨的新問題。

1 建筑工程加固技術(shù)應(yīng)用的重要性

在建筑結(jié)構(gòu)工程的發(fā)展進(jìn)行分析，當(dāng)工程建筑施工達(dá)到一定階段之后，作為主要的建設(shè)方式，工程結(jié)構(gòu)的維修得到有效運(yùn)用。在我國的建筑工程結(jié)構(gòu)中，由于歷史及發(fā)展方式的特殊性，在多數(shù)方面要求對既有建筑物實(shí)施加固及維修改造。而鑒定作為建筑物加固及維修改造的前提得到使用，隨后結(jié)合鑒定結(jié)果對有效的加固處理措施進(jìn)行確定。隨著城市化發(fā)展進(jìn)程的逐漸加快，造成設(shè)計(jì)、施工及管理方面存在一定的不足之處，同時(shí)，受到火災(zāi)、地震等自然災(zāi)害的影響，我國基本建設(shè)中建筑結(jié)構(gòu)鑒定及加固改造作為急需解決的問題得到應(yīng)用?，F(xiàn)階段，我國發(fā)展生產(chǎn)中，生產(chǎn)力重心的提升已逐漸從新建工業(yè)企業(yè)向已有企業(yè)的技術(shù)改造轉(zhuǎn)移，促使更大的投資效益得到獲取。另外，我國也急需對民用建筑的改造進(jìn)行加大。

2 不同類型加固工程與加固方案分析

2.1 混凝土結(jié)構(gòu)加固方法與技術(shù)

混凝土結(jié)構(gòu)的加固分為直接加固與間接加固兩類，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)實(shí)際條件和使用要求選擇適宜的方法和配套的技術(shù)。

2.1.1 直接加固的一般方法

（1）置換混凝土加固法。該法的優(yōu)點(diǎn)是加固后不影響建筑物的凈空 但同樣存在施工的濕作業(yè)時(shí)間長的缺點(diǎn)適用于受壓區(qū)混凝土強(qiáng)度偏低或有嚴(yán)重缺陷的梁、柱等混凝土承重構(gòu)件的加固。

（2）有粘結(jié)外包型鋼加固法。該法也稱濕式外包鋼加固法.受力可靠、施工簡便、現(xiàn)場工作量較小，但用鋼量較大且不宜在無防護(hù)的情況下用于600℃以上高溫場所：適用于不顯著增大原構(gòu)件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承載能力的混凝土結(jié)構(gòu)加固。

（3）粘貼鋼板加固法。該法施工快速、現(xiàn)場無濕作業(yè)或僅有抹灰等少量濕作業(yè)，對生產(chǎn)和生活影響小，且加固后對原結(jié)構(gòu)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(gòu)件的加固。

（4）粘貼纖維增強(qiáng)塑料加固法。除具有粘貼鋼板相似的優(yōu)點(diǎn)外.還具有耐腐濁、耐潮濕、幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重、耐用、維護(hù)費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn).但需要專門的防火處理，適用于各種受力性質(zhì)的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和一般構(gòu)筑物。

（5）錨栓錨固法。該法適用于混凝土強(qiáng)度等級為C20～C60的混凝土承重結(jié)構(gòu)的改造、加固；不適用于已嚴(yán)重風(fēng)化的這些結(jié)構(gòu)及輕質(zhì)結(jié)構(gòu)。

2.1.2 間接加固的一般方法

（1）預(yù)應(yīng)力加固法。該法能降低被加固構(gòu)件的應(yīng)力水平，不僅使加固效果好，而且還能較大幅度地提高結(jié)構(gòu)整體承載力，但加固后對原結(jié)構(gòu)外觀有一定影響。適用于大跨度或重型結(jié)構(gòu)的加固以及處于高應(yīng)力、高應(yīng)變狀態(tài)下的混凝土構(gòu)件的加固，但在無防護(hù)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(jié)構(gòu)。

（2）增加支承加固法。該法簡便可靠，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(jié)構(gòu)加固。

2.2 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。

改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形：

改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形的加固方法是指采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節(jié)點(diǎn)性質(zhì)和邊界條件 增設(shè)附加桿件和支撐、施加預(yù)應(yīng)力、考慮空間協(xié)同工作等措施對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法。改變結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形的一般加固方法有：

（1）對受彎桿件可采用下列改變其截面內(nèi)力的方法進(jìn)行加固：改變荷載的分布：改變端部支承情況：增加中間支座或?qū)⒑喼ЫY(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：將結(jié)構(gòu)變?yōu)閾螚U式結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力。

（2）對結(jié)構(gòu)可采用下列增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度的方法進(jìn)行加固：增設(shè)支撐或輔助桿件使結(jié)構(gòu)的長細(xì)比減少以提高其穩(wěn)定性。

（3）桁架可采取下列改變其桿件內(nèi)力的方法進(jìn)行加固：增設(shè)撐桿變桁架為撐桿式結(jié)構(gòu).加設(shè)預(yù)應(yīng)力拉桿。

2.3 加大構(gòu)件截面的加固

采用加大截面加固鋼構(gòu)件時(shí) 所選截面形式應(yīng)有利于加固技術(shù)要求并考慮已有缺陷和損傷的狀況。連接的加固與加固件的連接。鋼結(jié)構(gòu)連接方法.即焊縫、鉚釘、普通螺栓和高強(qiáng)度螺栓連接方法的選擇，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)需要加固的原因、目的、受力狀況、構(gòu)造及施工條件，并考慮結(jié)構(gòu)原有的連接方法確定。砌體結(jié)構(gòu)加固方法砌體結(jié)構(gòu)的加固分為直接加固與間接加固兩類。設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)實(shí)際條件和使用要求選擇適宜的方法。

2.3.1 適用于砌體結(jié)構(gòu)的直接加固方法一般為：

（1）鋼筋混凝土外加層加固法。其優(yōu)點(diǎn)是施工工藝簡單、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)場施工的濕作業(yè)時(shí)間長，對生產(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）鋼筋水泥砂漿外加層加固法。該方法優(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。

（3）增設(shè)扶壁柱加固法。該法優(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。

2.3.2 適用于砌體結(jié)構(gòu)的間接加固方法一般為：

（1）預(yù)應(yīng)力撐桿加該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(yīng)力、高應(yīng)變狀態(tài)的砌體結(jié)構(gòu)的加固：其缺點(diǎn)是不能用于溫度在600℃以上的環(huán)境中。

（2）無粘結(jié)外包型鋼加固法。該法屬于傳統(tǒng)加固方法，其優(yōu)點(diǎn)是施工簡便，現(xiàn)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(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。

2.4 砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)造性加固

2.4.1 增設(shè)梁墊加固

當(dāng)大梁下磚砌體被局部壓碎或大梁下墻體出現(xiàn)局部豎直裂縫時(shí)，應(yīng)增設(shè)梁墊進(jìn)行加固。

2.4.2 增設(shè)圈梁加固當(dāng)圈梁設(shè)置不符合現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范要求，或縱橫墻交接處咬搓有明顯缺陷，或房屋的整體性較差時(shí)，應(yīng)增設(shè)圈梁進(jìn)行加固。

2.5 隔震加固技術(shù)

該方法是隔震技術(shù)在抗震加固領(lǐng)域中的應(yīng)用，通過隔震層的設(shè)置將地震變形集中到隔震層上，以減小上部結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)，從而保證建筑物內(nèi)人員、設(shè)備的安全。目前已研究出的隔震方法有：橡膠墊隔震、滑移隔震、滾珠或滾軸隔震、擺動(dòng)隔震、懸吊隔震、彈簧隔震等。目前較多的做法是將隔震層放在原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，即基礎(chǔ)隔震。隔震加固法用于現(xiàn)有建筑抗震加固在美國、日本等國已有成功的工程實(shí)例，如美國對鹽湖城大廈、洛杉磯政府大樓等幾十棟建筑就是采用此法進(jìn)行了加固。日本對一些辦公樓、機(jī)場等大型公共建筑也是采用此方法進(jìn)行了加固，效果十分明顯。

3 結(jié)束語

綜上所述，人們的生命及財(cái)產(chǎn)的安全直接受到建筑結(jié)構(gòu)的安全性的影響，所以，在進(jìn)行加固改造的過程中采用有效的加固措施進(jìn)行施工。在對加固改造方法進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)先對建筑物的布局及結(jié)構(gòu)等細(xì)節(jié)進(jìn)行充分考慮，促使建筑物的質(zhì)量得到保證。進(jìn)一步提升建筑物對自然災(zāi)害的抵抗能力，從而在根本上將建筑物的整體使用壽命得到提升。

［1］何志吉.談建筑結(jié)構(gòu)的加固方法與施工[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2009(06).