淺談房屋建筑結構加固設計及加固施工技術的應用

尹婷

在設計房屋建筑的過程中，需進行建筑穩(wěn)定性與耐久性的驗算，當結構承載力不足時，如何加強建筑的穩(wěn)定性與耐久性，成為建筑結構設計中考慮的主要因素。

1.結構加固技術的應用價值

1.1 安全價值

由于房屋建筑處在外界的環(huán)境當中，建筑質(zhì)量會受到環(huán)境直接影響，不管是地質(zhì)分析精度還是施工的專業(yè)水準，都會影響房屋建筑的質(zhì)量，建筑質(zhì)量降低會增加房屋出現(xiàn)裂縫、承重構件變形等情況的概率，房屋建筑的安全性也隨之降低。結構加固技術的合理應用，可提高房屋建筑結構的穩(wěn)定性和可靠度，從而保障人民的生命財產(chǎn)安全。

1.2 管理價值

由于結構加固技術具有的動態(tài)性與自主性，房屋建筑施工人員需要根據(jù)實際的建設情況進行施工技術與管理技術的合理運用。高效運用結構加固技術，既可以鞏固工程質(zhì)量基礎，也可以延長房屋建筑的使用壽命。結構加固技術的發(fā)展在一定程度上還可以提升相關技術的持續(xù)發(fā)展與使用，比如結構加固技術在建筑領域完成推廣，則建筑行業(yè)的效益空間隨之擴大。

1.3 經(jīng)濟價值

結構加固技術的實際運用過程中，需要使用建筑材料，而在眾多建筑材料當中，鋼筋作為高性能材料，其合理運用可以提高房屋建筑的安全指標。相比傳統(tǒng)加固施工模式將結構加固的重要環(huán)節(jié)設置為提高房屋建筑體積與重量上，合理運用鋼筋等高性能材料的結構加固技術不僅可以提高房屋的穩(wěn)定性，也可以減少材料的損耗量，提高材料的使用效率，有效降低施工成本，獲得較高的經(jīng)濟價值。

2.新型加固技術的應用

2.1 鋼絲網(wǎng)砂漿加固技術

這一類型加固方式的運用原理為在混凝土表層鋪設鋼絲網(wǎng)，之后澆筑或壓抹水泥砂漿，與原結構共同工作，從而提升結構承載力。其最大優(yōu)點在于技術本身具有的復合砂漿與高質(zhì)量鋼材相結合，鋼絲網(wǎng)砂漿有著良好的分散性能，可以改善房屋建筑的預應力構造，有利于提升建筑的穩(wěn)定性。研究表明，與普通水泥砂漿相比，當含鋼量達到301kg/m3時，鋼絲網(wǎng)砂漿顯著獲得了更高的特性，不僅抗拉強度高、彈性好、抗裂性能好且抗?jié)B性好，還可以有效提高建筑構造的穩(wěn)定性。此技術中所運用到的材料與普通鋼筋混凝土構件不同之處在于，實際施工中，普通鋼筋混凝土構件延展性能比較低，易于開裂，鋼筋強度難以充分利用。相比而言，使用鋼絲網(wǎng)砂漿加固技術可彌補這些不足，配筋分散性好且骨料粒徑小，可制成薄壁結構以減輕預應力構件自重[1]。

2.2 預應力加固技術

這一類型加固方式的運用原理為混凝土受彎構件在預應力和外部荷載的共同作用下，在拉桿內(nèi)生成軸向的拉力，這一拉力通過桿端錨偏心地傳遞到受彎構件，從而使受彎構件產(chǎn)生偏心受壓，這種受壓作用的產(chǎn)生可以抵消部分外部荷載產(chǎn)生的彎矩，從而提高受彎構件的抗彎力，減少外荷載效應，降低裂縫出現(xiàn)和發(fā)展的概率。這一類型的加固技術對房屋最顯著的作用為有效提高結構承載水平，在建筑外部配合使用預應力鋼筋，使結構內(nèi)部應力分布發(fā)生改變，達到從根本上加強承載力的作用，并且占用空間少，對原本空間影響小。此外，需要注意的是，這一加固方法控制不當會導致結構變形，若結構所在環(huán)境的溫度較高，也會加快結構變形速度，因此該加固技術不適用于高溫環(huán)境，使用這一技術時，需要以實際建筑環(huán)境為基礎，全面考量加固方法的實用性、穩(wěn)定性[2]。

2.3 增大截面加固技術

這一類型加固方式提升承載力的運用原理為使混凝土材料處于三向應力狀態(tài)，當三向應變受到約束，增加側向壓力，約束混凝土構件的橫向變形隨之增加，從而增強建筑構件的承載力。此技術的主要操作方法為，在構件表面增加鋼筋混凝土套箍層，增加截面高度，按照三向受力原理，新、舊混凝土結合構件共同受力，提高正截面抗彎性能的同時，加強斜截面的抗剪能力，原有混凝土的延展性能得到增強，從而加強構件剛度與強度，達到加固補強的效果。這一技術的實際施工工藝簡單，適應性很強，而且在實際施工過程中不斷完善，具有相對成熟的設計和施工經(jīng)驗，現(xiàn)階段在建筑加固改造中運用廣泛。但這一施工方式也具有一定的弊端，如延長了場地濕作業(yè)的時間，施工后建筑物的凈空也會減少等。工作人員在進行這一類型的加固方法時，需要詳細了解構件的受力狀況，并歸納施工過程中的薄弱環(huán)節(jié)，這樣不僅可以提高工作人員的施工效率，也可以有效提升施工質(zhì)量[3]。

2.4 外貼型鋼加固技術

這一類型加固方法的關鍵技術為合理設置型鋼位置，并按照結構截面的形狀合理選擇包角方式。截面形狀為矩形或方形時，可運用四周包角鋼與橫向加綴板的方式；截面形狀為弧形或者圓柱時，可運用扁鋼加套箍方法進行加固。加固過程需做好把控，如果型鋼和原有混凝土之間完全獨立，可以運用無水泥砂漿處理；如果型鋼與原有混凝土之間存在裂縫，需要及時運用環(huán)氧砂漿與乳膠水泥等材料進行填充。這一加固技術能夠提高構件的剛度與承載力，不僅具有施工簡便、濕作業(yè)少、現(xiàn)場工作量少、施工周期短、受力穩(wěn)定的優(yōu)點，而且可提高原有構件的利用率，在對原有構件除銹后加以運用，降低濕性作業(yè)量，加固后一天內(nèi)即可應用。由于應用成本較低，在房屋建筑的加固中廣泛使用。但外貼型鋼技術的應用受構件截面面積和外部環(huán)境影響，在粘貼型鋼過程中對彈性模量與粘結強度有較高要求，且膠黏工藝水準與加固的最終效果緊密聯(lián)系，在具有一定濕度的場地或高溫場所中，可能會產(chǎn)生構件的變形與彎曲，若外部環(huán)境中有腐蝕介質(zhì)則需采取可靠的耐久性防護舉措。

2.5 粘貼碳纖維復合材料加固技術

這一類型加固方法的主要原理為在房屋建筑結構構件上選擇合理位置對碳纖維布或者碳纖維板進行粘貼，進而有效提升建筑結構承載力。這一加固技術不僅技術施工成本低、具有較高的經(jīng)濟性，而且由于碳纖維材料本身具有高強度與抗腐蝕性能，降低了外界環(huán)境對房屋整體結構的影響。這一加固技術對整體結構的影響較小，幾乎不會增加構件的截面面積，可提高混凝土構件的穩(wěn)定性。加固后的混凝土構件具有更為優(yōu)良的耐腐蝕性能和耐久性能，在很大程度上改善混凝土結構特性，從而提高工程項目的整體質(zhì)量。粘貼碳纖維復合材料作為一種新型的現(xiàn)代加固工藝，已逐漸運用到房屋的加固建設中，由于施工簡單易操作，具有較強的實用性，在施工領域，是一種較為理想的結構加固方式，在后期的房屋建筑構件加固施工中可加強此技術的推廣應用工作。

2.6 增加支點加固技術

這一類型的加固方式在單構件加固工作中較為常見，其主要原理為增加結構的支撐點，降低房屋結構的跨度，通過提高單體構件的承載能力，提高房屋整體結構的承載力，從而保障房屋結構的安全性能。一般狀況下，在板、梁、柱加固施工時，可以運用這一類加固技術，按增設支點的支承情況不同，分為剛性支點和彈性支點兩種。這種加固方法操作簡便，但對建筑的美觀性和使用功能會產(chǎn)生一定影響，可根據(jù)實際情況酌情選用，合理選擇支點位置。

3.房屋建筑結構加固施工技術

3.1 原有結構評定

對原有房屋建筑結構實地考察，必要時適當取樣和試驗，相關檢測工作要由質(zhì)檢專業(yè)單位進行。根據(jù)房屋建筑原本的承載力和實際情況，綜合考慮選取合理的結構加固方式。

3.2 新舊混凝土粘結

部分加固方法，如增大截面加固法，要求新舊混凝土之間具有良好的粘結，作為共同作用體受力。若原有混凝土強度值較低，易造成脆性破壞，很難在新舊混凝土交界面形成良好粘結。為確保新舊混凝土的粘結性，需根據(jù)工程實際合理確定新加混凝土的強度，并先對原有混凝土做鑿毛處理，在澆筑前合理涂施界面劑。

3.3 墻體加固

對于墻體損壞或疏松部分，可進行合理清除，再擇取水泥砂漿進行修補。對于墻體裂縫，可運用注漿技術進行填補。

3.4 植筋

需要對植筋位置確認合格后，再實施鉆孔，并有效清孔，避免影響鋼筋性能。植筋箍筋必須使用植筋專用的結構膠，不可使用私自配置未進行性能檢驗的結構膠或水泥砂漿。

3.5 動態(tài)管理

結構加固過程嚴格按照房屋建筑結構加固技術規(guī)范組織施工，施工進行全過程監(jiān)督，及時向設計人員反饋施工現(xiàn)場情況，必要時根據(jù)實際修改加固方案。

4.結束語

綜上所述，應用在房屋建筑結構加固施工中的技術種類已呈現(xiàn)多樣化，多種工藝兼具很強的實用性和施工效率，并且加固技術在實踐中日趨成熟。如今隨著城市化的不斷發(fā)展，建筑領域?qū)Ψ课萁ㄖY構加固技術的要求不斷提高，根據(jù)建筑工程實際，充分借鑒國內(nèi)外先進結構加固技術，科學選擇與工程相適宜的加固方式，合理運用加固技術，是房建結構安全穩(wěn)定的重要保證，有助于推動房屋建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展、穩(wěn)定發(fā)展。