論高層建筑的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)

李洞良

【摘 要】在我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的現(xiàn)在，城市化進(jìn)程不斷的加快，許許多多的高樓有著不同程度上的破損。由于自身的老化以及各種各樣的問題，修補(bǔ)加固已經(jīng)成為不可忽視的問題。隨著政府提出的新型建筑的要求規(guī)范，現(xiàn)如今環(huán)保節(jié)能理念深入人心。這對我國的建筑行業(yè)有著重大的發(fā)展影響。對于大廈的結(jié)構(gòu)加固更加的重視起來。安全，質(zhì)量以及工程造價和進(jìn)度都是被關(guān)注的重點(diǎn)。以求達(dá)到理想的加固效果。

【關(guān)鍵詞】建筑；結(jié)構(gòu)加固；改造；研究

高層鋼結(jié)構(gòu)建筑在國外已有110多年的歷史，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在超高層建筑中由于自重大，柱子所占的建筑面積比率越來越大，在超高層建筑中采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受到質(zhì)疑；同時高強(qiáng)度鋼材應(yīng)運(yùn)而生，在超高層建筑中采用部分鋼結(jié)構(gòu)或全鋼結(jié)構(gòu)的理論研究與設(shè)計(jì)建造可說是同步前進(jìn)。高層和超高層建筑的發(fā)展體現(xiàn)了一個國家的建筑科技水平、材料工業(yè)水平和綜合技術(shù)水平，也是建設(shè)部門財(cái)力雄厚的象征。但是，近年來在建筑領(lǐng)域里，不斷出現(xiàn)越來越多的混凝土建筑物由于設(shè)計(jì)變更、施工質(zhì)量、使用功能改變或經(jīng)受災(zāi)害破壞等原因，導(dǎo)致必須對原建筑物進(jìn)行加固改造。

1 房屋建筑中各種加固技術(shù)及其分析

1.1 提高支承的加固技術(shù)

在條件允許的情況下，這一技術(shù)適用于鋼混結(jié)構(gòu)加固工程，即是指通過增加建筑支點(diǎn)進(jìn)行加固來減少房屋結(jié)構(gòu)受彎范圍的跨度，從而降低作用在被加固結(jié)構(gòu)上面的承載效應(yīng)，達(dá)到使結(jié)構(gòu)承載水平有所提高的目的，該技術(shù)便捷可靠，缺點(diǎn)在于對建筑的使用功能、原貌有所影響，會降低建筑的使用空間。

1.2 預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

即是用預(yù)應(yīng)力來水平加固混凝土的受彎結(jié)構(gòu)，在新增的外力荷載以及預(yù)應(yīng)力的作用下，水平拉桿產(chǎn)生的軸向拉力在桿端傳遞到建筑構(gòu)件，梁板底端與拉桿貼合，部分壓力向構(gòu)件底端傳送，可以緩解、控制建筑構(gòu)件產(chǎn)生裂縫的速度，增加建筑整體的承載能力，另外還可以產(chǎn)生偏心受壓效果，克服來自外界的荷載彎矩，增加了建筑構(gòu)件抗彎水平。

1.3 增加橫截面加固技術(shù)

在建筑的鋼混受彎、受壓部位澆筑一層混凝土，來增加這些部位的橫截面受壓高度，使截面面積增大，加強(qiáng)斜面剛度、截面抗彎能力、斜面抗剪作用，達(dá)到加固結(jié)構(gòu)的目的。若房屋建筑的鋼筋配置程度不高時，在增加起主要作用鋼筋的面積時，也可能使原受壓、受彎構(gòu)件的橫截面承載能力得到有效提高。在房屋建筑的混凝土受壓部位擴(kuò)大受壓構(gòu)件截面，也能夠使建筑的使用性能提高，增加構(gòu)件的承載能力。橫截面加固技術(shù)應(yīng)用簡便、條件簡單，加固設(shè)計(jì)成熟，施工經(jīng)驗(yàn)豐富，尤其適用于混凝土方面的加固以及柱、板、梁、墻等普通的建筑構(gòu)造物加固，缺點(diǎn)在于完成加固后，建筑物使用面積會減少，且施工工程中濕作業(yè)的工時較長，對生活及生產(chǎn)都會造成一定影響。

2加固施工前的準(zhǔn)備工作

2.1熟識施工方案及圖紙，充分理解設(shè)計(jì)意圖和要求；熟悉施工現(xiàn)場和被加固構(gòu)件混凝土的實(shí)際狀況，擬定保障主體結(jié)構(gòu)安全的施工措施和方法；對所使用的各種加固材料，提前做好選定品牌、取樣送檢工作。

2.2復(fù)檢合格后報審、采購等各項(xiàng)施工前準(zhǔn)備工作；對加固構(gòu)件，進(jìn)行打鑿、打磨處理，有缺陷部位按要求進(jìn)行修補(bǔ)；根據(jù)加固設(shè)計(jì)施工圖，加固改造部位進(jìn)行初步劃線定位和各方檢查確定后，準(zhǔn)備好進(jìn)入下道工序施工。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)的加固部位與方法

3.1 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)加固

基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)加固主要是地基承載力的建筑物進(jìn)行加固，其主要方法有：（1）抬墻梁法。采用預(yù)制的鋼筋混凝土梁或鋼梁穿過原建筑的基礎(chǔ)梁下。置于原基礎(chǔ)兩側(cè)的樁或墩基礎(chǔ)上，支承新增結(jié)構(gòu)荷載。抬墻梁的平面位置應(yīng)避開一層門窗洞口，不能避開時，應(yīng)對抬墻粱上的門窗洞口采取加強(qiáng)措施，并應(yīng)驗(yàn)算梁支承處磚墻的局部承壓強(qiáng)度。（2）墩式加固法。是直接在基礎(chǔ)下分段挖空至持力層澆筑墩式混凝土基礎(chǔ)，最后使分段基礎(chǔ)聯(lián)成一整體，承受增層結(jié)構(gòu)荷載。（3）當(dāng)原建筑基礎(chǔ)底面積不足時，可采用基礎(chǔ)加寬法。對條形基礎(chǔ)可采用一側(cè)加寬或兩側(cè)加寬，對柱基可沿基礎(chǔ)四邊加寬，加寬時可每隔1000mm～1500mm設(shè)置一根鋼筋混凝土減荷梁。

3.2 混凝土結(jié)構(gòu)加固

主要有：（1）加大截面加固法。該法施工工藝簡單、適應(yīng)性強(qiáng)，并具有成熟的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)；適用于梁、板、柱、墻和一般構(gòu)造物的混凝土的加固；但現(xiàn)場施工的濕作業(yè)時問長，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）置換混凝土加固法。該法的優(yōu)點(diǎn)與加大截面法相近，且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。（3）植筋技術(shù)法。這是一項(xiàng)對混凝土結(jié)構(gòu)較簡捷、有效的連接與錨固技術(shù)；可植入普通鋼筋，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。（4）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，不宜用于混凝土收縮與變大的結(jié)構(gòu)。（5）裂縫修補(bǔ)技術(shù)。根據(jù)混凝土裂縫的起因、性狀和大小，采用不同封護(hù)方法進(jìn)行修補(bǔ)，使結(jié)構(gòu)因開裂而降低的使用功能和耐久性得以恢復(fù)的一種專門技術(shù)；適用于已有建筑物中各類裂縫的處理，但對受力性裂縫，除修補(bǔ)外，尚應(yīng)采用相應(yīng)的加固措施。

3.3 鋼結(jié)構(gòu)加固

（1）改變鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算圖形的加固法。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)算圖形的一般方法為：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)動力特性；增設(shè)支撐或輔助桿件，使結(jié)構(gòu)的長細(xì)比減小以提高其穩(wěn)定性；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。（2）增設(shè)支點(diǎn)加固法。增設(shè)支點(diǎn)加固法是通過增設(shè)支承點(diǎn)來減小結(jié)構(gòu)計(jì)算跨度，改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布并提高其承載能力的加固方法。梁、板在跨中增設(shè)支點(diǎn)后，減小了跨度，從而能較大幅度地提高承載能力，并能減小和限制梁、板的撓曲變形。適用于房屋凈空不受限制的大跨度結(jié)構(gòu)中梁、板、桁架、網(wǎng)架等水平結(jié)構(gòu)的加固。增設(shè)支點(diǎn)加固法優(yōu)點(diǎn)是簡單可靠，缺點(diǎn)是使用空間會受到一定影響。（3）有粘結(jié)外包型鋼加固法。外包鋼加固是把型鋼或鋼板包在被加固構(gòu)件的外邊，外包鋼加固鋼筋混凝土梁一般應(yīng)采用濕式外包法，即采用環(huán)氧樹脂化灌漿等方法把型鋼與被加固構(gòu)件粘結(jié)成一整體，加固后的構(gòu)件，由于受拉和受壓鋼截面面積大幅度提高，因此正截面承載力和截面剛度大幅度提高。

4結(jié)語

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的現(xiàn)代建筑物在我國各個地方都在逐步增多。同時因?yàn)榄h(huán)境的問題對于建筑物的腐蝕以及侵害更加的嚴(yán)重。在過去10多年中就出現(xiàn)了很多次的地質(zhì)災(zāi)害這樣就更加的加重了對于建筑的破壞性。所以，要提高各種建筑物的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，采取合理的工作手段來進(jìn)行加固改造。這樣才能保證建筑物的安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫建，許家鵬，邵云.混凝土-砌體混合結(jié)構(gòu)教學(xué)樓抗震鑒定與加固[J].建筑技術(shù)，2013（11）

[2]張辛.某高層庫房樓板裂縫普查分析及處理方案[J].中國建設(shè)信息，2012（23）