試論鋼結構在建筑物加固與改造工程中的應用

高麗

摘 要：目前在一些建筑工程中，因其結構穩(wěn)定性不高或是年久失修等問題可能存有一些安全隱患，在此情況下就必須要通過對建筑物加固及改造的方式來提升建筑結構整體的穩(wěn)定性。目前在我國建筑工程中其多數為混凝土結構，因此在建筑建設中可以采用鋼結構來建筑物進行加固及改造施工，從而使建筑物中其結構的各個部分的強度可以得到有效的提升，避免建筑在實際的應用中出現質量風險隱患。

關鍵詞：建筑物；鋼結構；加固；改造

目前在建筑工程中采用鋼結構對建筑進行加固及改造是一種常用的施工方式，其在加固及改造工程中的應用可以有效的提升建筑物整體的強度及剛度，從而有效的延長建筑物的使用年限，本文通過對鋼結構在實際應用中所具備的優(yōu)點進行分析，以此作為基礎探討了在實際中如何有效的使鋼結構在加固與改造工程中中進行合理的應用，并結合工程案例研究了鋼結構在加固與改造工程中應用的要點。

一、鋼結構在建筑物加固與改造工程中應用的優(yōu)點分析

1、提升建筑物的抗震性

對于建筑工程來說其一般都會針對工程特點來確定其相關的抗震指數，以此來保證建筑工程可以在實際中具備良好的抗震性能，而在加固及改造工程中一些建筑物其因結構影響而使得其抗震指標沒有達到規(guī)定的要求。而采用鋼結構來進行加固及改造可以有效的提升建筑物的抗水平載荷能力，相應的建筑物抗震性得到明顯提高。

2、提升建筑物的抗風性

在建筑物加固及改造中應用的鋼結構具有強度高、重量輕、剛性好等特點，并且其具備了良好的抗風能力，以目前鋼結構的應用情況來看其可以抵抗60—70m/s的風速。因此，鋼結構在實際中的應用可以有效的對建筑物進行保護，使其抗風性能得到提升。

3、提升建筑物的耐久性

在加固與改造工程中最主要的目的就是為了提升建筑的整體使用功能，從而使其使用年限可以得到有效的延長。目前在建在建筑的加固與改造工程中采用的鋼結構齊構件都多數為冷彎薄壁型鋼材，此中鋼制材料具有良好的防腐蝕性能，并且冷彎薄壁型鋼材的鋼骨在實際的應用中具有較高的強度，因此此種鋼結構材料的使用使得有效的防止鋼結構在應用中受到銹蝕的問題，應用其進行加固與改造有效的提升了建筑物的耐久性。并且加固與改造工程中的鋼結構所使用的保溫隔熱材料以玻纖棉為主，玻纖棉是用優(yōu)質的玻璃纖維制成，它不僅耐酸堿，而且又良好的保溫隔熱功能，是一種環(huán)保型的材料。

二、鋼結構在建筑物加固工程中的應用分析

1、桿系結構加固

桿系結構包括拉桿、壓桿、柱以及梁。這類結構比較易于采用外包鋼加固法?！痘炷两Y構加固技術規(guī)范》（CECS25：90）已對一般梁柱如何進行外包鋼加固的問題作出了詳細的規(guī)定；《建筑抗震加固技術規(guī)程》（JGJ116-98）則把增設鋼構套（也是外包鋼）作為排架柱加固的主要方法加以闡述。這里僅就如何采用鋼板或型鋼加固鋼筋混凝土屋架的問題做一點說明。對拉桿，新加抗拉部件可以是角鋼、扁鋼或圓鋼。它們一般通過雙面鋼板與屋架節(jié)點或節(jié)點以外的桿件連牢。其做法是先將雙面鋼板用環(huán)氧水泥粘結在屋架混凝土表面，結硬后再焊上鋼連接板。對壓桿，則宜采用外包角鋼形成鋼構套的加固方案。新加的角鋼、鋼板或圓鋼連成整體。新加的角鋼、鋼板或圓鋼需與混凝土連接在一起，以解決其穩(wěn)定性問題。

2、梁板結構加固

與應用鋼材有關的加固方法，對于梁，除了上面所說的外包鋼加固法外，還可以采用外部粘鋼加固法；對于板，則主要是板面粘鋼加固法。在具體工程中，可以根據具體情況分別采用不同的加固方案，或者經過適當綜合，形成更加合理的加固方案?，F舉兩個實例對后者加以說明。

鋼結構改擴建技術實例1：某市電信大樓，樓板為預制板，擱置在花籃形框架梁上，使用10多年后，現發(fā)現樓面在樓板端部出現橫向裂縫，框架梁兩肩出現混凝土被壓碎的跡象，且因電信發(fā)展的需要，板面荷載將有所增加（由原設計的4kN/㎡提高至6kN/㎡），樓板和框架梁都必須進行加固。為確保電信正常傳送，加固作業(yè)只能在樓板底面至吊頂之間的窄小空間內進行。如單一地采用粘鋼板的加固方案，則不能有效地解決樓板剛度不足的問題。我們提出了在梁下采用U形鋼板借助對穿螺栓將梁體加強，并從梁的兩側伸出兩翼托住樓板，在加固大梁的同時，減小了樓板的計算長度，從而使樓板得到加固。

實例2：另一市電信大樓，面臨情況與上例基本相同，所不同的是該大樓樓板與框架是一起現澆的，則采用了在板底粘鋼和梁下包鋼相結合的加固方案，也取得了很好的效果。

三、鋼結構在建筑物改造工程中的應用分析

1、房屋室內加層

實例1：采用懸掛結構進行室內加層，某娛樂城室內原設計為局部抽去一層再加上2m高的技術層，層高達10.6m，后因功能要求改變，又需要在此處上部增加一層。原框架柱的鋼筋非常密，且混凝土強度很高（C60），采用常規(guī)加層方案很難解決新加結構與原結構的連接問題，對原框架柱也易造成損傷。技術層的框架梁為采用懸掛結構加層方案提供了有利條件。為減輕自重及方便施工，樓蓋采用鋼梁木地板結構，墻體用鋼龍骨石膏板；在技術層框架梁縱軸線位置處鉆洞設置鋼管吊桿，鋼梁和混凝土柱子之間用木楔塞緊以傳遞水平荷載。

實例2：古建筑物的室內加層。某磚木結構的仿古建筑，建于清代末年，室內高13.4m，室內寬敞明亮。為增加六朝文物的展出面積，擬在大成殿內增加一層，待一定時間后拆除，再現原貌。經過方案比較，決定采用在完全不損傷原結構的前提下，部分利用原結構安全潛力的整體式加層方案。新加柱為環(huán)繞原木柱的組合鋼管柱，與木柱之間有一定間隙，但可通過內外環(huán)箍筋將8個鋼管形成整體，鋼柱下部位于新加的圓臺形類殼體環(huán)狀基礎上，鋼梁木地板樓蓋的荷載通過木柱旁邊的鋼柱傳給環(huán)狀基礎，再由環(huán)狀基礎傳給地基。該方案實施后其效果令人滿意。

2、房屋頂部改造

房屋頂部改造以前主要是將原來的木屋架或鋼筋混凝土屋架改成鋼屋架，現在在鋼筋混凝土平屋面上方加設鋼結構的坡形屋頂（此項工作簡稱“平改坡”）已漸成時尚。

結語：

鋼結構也經常應用于非鋼結構建筑物的加固與改造工程中，而且往往是較為合適的結構形式，文中所列方案可供借鑒。

參考文獻：

[1] 韓仕華，張戰(zhàn)華.試論鋼結構設計在土木工程中的應用與發(fā)展前景[J].魅力中國，2017（z1）；

[2] 劉臣，李常亮，段希龍.淺談鋼結構在在建筑改造加固中的應用及質量控制[J].工程技術：文摘版，2017（1）：00224-00225.