工民建的結(jié)構(gòu)加固設(shè)計探討

章捷

安徽省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院 安徽合肥 230022

房屋建設(shè)的標準逐漸提高，相關(guān)的市場需求量較大，公共建筑中的使用功能的改變及相關(guān)消防改造等要求的提高，促使改造工程不斷增加，其中加固環(huán)節(jié)是不可缺少的部分。使用方借助多種有效的作業(yè)形式，對其建筑物的整體框架或部分區(qū)域?qū)嵤┘庸烫幚?，以此來延長建筑物的使用周期或滿足使用方的功能。

1 工民建結(jié)構(gòu)加固設(shè)計的原因與原則

1.1 原因

在工民建工程項目中，對施工質(zhì)量的干擾因素較多，如：施工方案不細致健全、現(xiàn)場作業(yè)條件較差等，均會影響施工效果，現(xiàn)場操作時，由于人為原因造成技術(shù)性問題等情況，也會降低工程質(zhì)量；在實際建設(shè)期間，現(xiàn)場部分的客觀施工環(huán)境是變化多端的，如：暴雨、高溫、局部堆載過大等，都會對原有結(jié)構(gòu)施工帶來影響，甚至?xí)绊懡Y(jié)構(gòu)安全；另外，許多建筑原始的使用功能會根據(jù)業(yè)主的需求發(fā)生變化，比如普通商場改為超市，辦公室改為資料庫等，功能房間活荷載標準值都會出現(xiàn)相應(yīng)提高，以上各種情況都應(yīng)開展有效的加固作業(yè)，確保建筑結(jié)構(gòu)的安全，以此提高建筑項目的作業(yè)質(zhì)量和效率，滿足建筑功能的使用要求。

1.2 原則

建筑結(jié)構(gòu)加固的原則主要有三個方面：

其一，在實施加固作業(yè)前，相關(guān)人員要對工程結(jié)構(gòu)整體進行考察，并整合需要進行加固處理的位置，以此為基礎(chǔ)，做好基本的施工方案。同時，還應(yīng)注意結(jié)合建筑的特征以及實際要求，配以合理的加固設(shè)計，若是大規(guī)模的整體加固工程，需進行整體的建模、模板尺寸計算、復(fù)核，并強化對局部的加固處理。其二，在設(shè)計施工方案階段，設(shè)計師應(yīng)綜合考慮工程成本，以此來調(diào)整具體的設(shè)計步驟，增強施工規(guī)劃的可行性，在確保工程質(zhì)量的同時，控制資金投入。其三，在實際施工期間，整個過程會受到諸多因素的影響，導(dǎo)致最終的加固質(zhì)量出現(xiàn)不同程度的波動，由此，現(xiàn)場施工以及管理人員，應(yīng)充分考慮客觀條件對施工效果以及進度的影響，如降水、高溫等惡劣天氣，另外，設(shè)計師還應(yīng)根據(jù)建筑當(dāng)?shù)氐目陀^情況，將自然災(zāi)害考慮進來[1]。

2 工民建結(jié)構(gòu)加固設(shè)計的具體要點

2.1 混凝土加固

主要加固方式：增加受力節(jié)點、碳纖維加固、粘鋼加固、增大截面加固等，其能夠有效改變受力的形式，強化結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵構(gòu)件，以提升混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力?；炷潦枪っ窠üこ添椖恐袘?yīng)用較多的材料之一，對此結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計目前有兩種方法。其一，直接加固，若采用此種作業(yè)方式，需在原有結(jié)構(gòu)表面進行作業(yè)，加設(shè)一層材料，不僅可以提高結(jié)構(gòu)整體的高度，還能夠擴大結(jié)構(gòu)截面的面積，有助于提升其抗剪水平。同時，在結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵部分，可借助環(huán)氧樹脂的加固方式，連接鋼材以及相應(yīng)的構(gòu)件，以強化框架的穩(wěn)定性。其二，間接加固，此種加固方式，主要借助結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力，具體包括水平拉桿以及下?lián)蝺煞N，前者起到控制荷載作用對結(jié)構(gòu)的影響，后者則致力于完全消除荷載效應(yīng)。

例如，某建筑物已經(jīng)投入使用，但為確保其更為穩(wěn)固，延長實際的使用壽命，選擇對其進行加固處理。針對此加固工程的設(shè)計，工程設(shè)計師主要考量三種加固技術(shù)。首先，加固原有梁，由此可以擴大截面，具體可應(yīng)用梁圍套實現(xiàn)。在特定的位置進行植筋，之后澆筑混凝土，并規(guī)劃后續(xù)的養(yǎng)護流程。其次，粘貼碳纖維布。去除需加固表面的雜物，涂刷地層樹脂，找平完成后便可粘貼碳纖維布。最后，植筋。明確使用的設(shè)備型號，鉆完孔洞后續(xù)清理干凈，將鋼筋插到底部，用固化劑填充縫隙。在設(shè)計方案中加入多種加固方法，以保證整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)加固

針對鋼結(jié)構(gòu)進行加固的模式，通常作業(yè)在調(diào)整工序前，對建筑鋼結(jié)構(gòu)的實際情況進行考察，以保證后續(xù)工作的有效性。具體而言，首先，需對鋼結(jié)構(gòu)的整體框架進行精確計算，明確框架不穩(wěn)定的點，由此制定具有較強針對性的施工方案，確保施工達到正面的改良效果。此階段的作業(yè)內(nèi)容包括增設(shè)中間支座等。其次，對于結(jié)構(gòu)加固作業(yè)的規(guī)劃，需根據(jù)各類的框架截面，確定加固技術(shù)，以保證施工作業(yè)的效果。另外，整體的平整度應(yīng)與結(jié)構(gòu)截面的具體狀況相適應(yīng)。最后，對于加固梁柱節(jié)點處，目前，可選用有鉚釘和焊接兩種形式。在設(shè)計施工方案時，設(shè)計師本身需對建筑現(xiàn)場的實際現(xiàn)狀有所掌握[2]。

鋼結(jié)構(gòu)的加固方法，目前有兩種，其一，改變結(jié)構(gòu)計算圖形。施工時，需要對整體結(jié)構(gòu)的荷載、各節(jié)點、傳力等進行計算與處理，加設(shè)合適的支撐點和構(gòu)件，確保結(jié)構(gòu)在空間上能夠形成統(tǒng)一整體，由此達到加固的效果。設(shè)計師不僅要對結(jié)構(gòu)的荷載水平以及承載的最大值進行估算，還需保證其內(nèi)應(yīng)力的合理分布，以提高加固方案的有效性。另外，應(yīng)用此種加固方式，需保證其加固方案與實際作業(yè)手段能夠有效融合，不可隨意變動。其二，梁柱節(jié)點。目前，增大原結(jié)構(gòu)截面的形式主要有加大其高度以及加厚翼緣板以及變工形截面為箱形截面等。其中擴大截面可采用粘鋼以及貼碳纖維布的方式，對原有結(jié)構(gòu)的損傷較小，目前應(yīng)用較多。但上述兩種擴大截面的方式實際施工難度較大，需對原結(jié)構(gòu)的表面實施磨平方可進行粘貼。工民建項目的鋼結(jié)構(gòu)通常采用焊接以及鉚釘形式實施連接。加固施工方案時，需將實際的抗剪能力考慮進來，如，軸向力、材料性能等，以確保施工方案能夠行之有效。具體如后加牛腿連接模式，此種加固形式，施工技術(shù)含量較低，且采用鉸連接，對建筑本身的影響程度較低，不會對原有的結(jié)構(gòu)造成過大的破壞。

2.3 砌體結(jié)構(gòu)加固

對于砌體結(jié)構(gòu)直接加固的方式可分成三個環(huán)節(jié)。

其一，針對結(jié)構(gòu)的承重墻體進行加固處理，該種加固施工方式主要使用在砌體墻中，采用鋼筋網(wǎng)片加混凝土墻方式，提高整體結(jié)構(gòu)抗震性能及承載力，其應(yīng)用范圍較廣，但同時，外層加固的方式，不利于提高框架的承重效果，實際施工中仍存有諸多不足，因此，需根據(jù)建筑的實際情況，判定采用此種加固方式的可行性。

其二，針對砌體結(jié)構(gòu)的預(yù)制樓板進行加固，通過在樓板板底支座加固以及粘貼碳布，提高預(yù)制樓板的抗震性及整體性，其中，前者是在預(yù)制樓板受力支座與墻體交接處增設(shè)角鋼支撐，后者是運用碳纖維布以及結(jié)構(gòu)膠實現(xiàn)。該種施工形式相較于其他方式較為便捷，由此，使用的范圍較廣，且能夠應(yīng)用在多種類型施工項目中，最終呈現(xiàn)的效果較好。

其三，扶壁柱加固技術(shù)，該項結(jié)構(gòu)加固方式的使用頻率較高，能夠呈現(xiàn)出良好的加固效果，但需要注意的是，此種加固方式不適用在自然災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)，會影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性[3]。砌體結(jié)構(gòu)的間接加固，除基本的預(yù)應(yīng)力處理方式外，還可運用粘結(jié)外包的處理，此種加固方式作業(yè)方式，可以適應(yīng)于多種加固工程中。相較其他加固方式而言，粘結(jié)外包處理的整體造價較低，能夠起到控制工程施工成本的作用。因此，在進行加固方案設(shè)計時，需綜考量加固位置的情況，確保對裂縫以及其他破損部位進行有效加固，以及投入資金總額，避免施工造價出現(xiàn)大幅波動。

3 結(jié)語

綜上所述，合理高效的結(jié)構(gòu)加固方式，對工民建建筑項目有著重要影響。在控制整體使用成本的基礎(chǔ)上，延長建筑物的使用周期。就當(dāng)前的市場形勢而言，部分工民建工程應(yīng)用到結(jié)構(gòu)加固處理。為推動該項技術(shù)的有效發(fā)展，應(yīng)分析現(xiàn)有的相關(guān)技術(shù)，從多個角度對加固手段進行深度分析，以提高設(shè)計的可行性。