淺析建筑結構加固技術及原則

摘要：建筑物加固近幾年是發展比較迅速的行業，由于種種原因造成建筑物結構不能滿足要求， 加之自然災害和節約用地的需要，建筑物加固與改造將面臨更多的挑戰， 其新技術、新方法的研究與開發有著十分廣闊的發展空間與運用前景。本文將對建筑結構加固技術和原則進行初步探討。

關鍵詞：建筑結構 加固 技術 原則

前言：

隨著我國改革開放和經濟建設的飛速發展，人們對建筑物的造型、安全性、適用性和耐久性也提出了越來越高的要求，建筑結構加固已成為建筑行業的一個重要分支。我國是一個自然災害較多的國家，地震、水災、火災等都會對建筑物造成損害，使混凝土結構面臨更嚴酷的考驗；在五六十年代修建的大批工業、民用建筑也已進入超齡期；前些時期的新建工程又由于設計規范偏低、施工和管理等問題，造成工程質量不盡理想，存在著諸多安全隱患，等等。這些因素致使我國對建筑結構進行評估和加固更加迫切和突出。據統計，我國現有的60 多億平方米的房屋建筑面積中，40%以上需要分期分批進行檢測評估和加固。

一、加固技術

1.混凝土結構加固方法與技術

混凝土結構的加固分為直接加固與間接加固兩類，設計時可根據實際條件和使用要求選擇適宜的方法和配套的技術。

1.1 直接加固的一般方法

1.1.1 加大截面加固法

施工工藝簡單、適應性強，技術成熟，適用于梁、板、柱、墻和一般構造物的混凝土的加固，但現場施工的濕作業時間長，且加固后的建筑物凈空有一定的減小。

1.1.2 置換混凝土加固法

該法的優缺點與加大截面法相近，但加固后不影響凈空，適用于受壓區混凝土強度偏低或有缺陷的梁、柱等混凝土承重構件的加固。

1.1.3繞絲法

優缺點與上兩種相似，適用于混凝土結構構件斜截面承載力不足的加固， 或需對受壓構件施加橫向約束力的場合。

1.1.4 有粘結外包加固法

受力可靠、施工簡便、現場工作量較小，適用于使用上不允許顯著增大原構件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承截能力的混凝土結構加固。粘貼加固法可分粘貼鋼板和貼纖維增強塑料兩種，都具有顯著地優點。

1.1.5 錨栓錨固法

該法適用于混凝土強度等級為C20～C60 的混凝土承重結構的改造、加固；不適用于已嚴重風化的上述結構及輕質結構。

1.2 間接加固的一般方法

1.2.1 預應力加固法

該法加固效果好，能較大幅度地提高結構整體承載力，但加固后對原結構外觀有一定影響； 適用于大跨度或重型結構的加固以及處于高應力、高應變狀態下的混凝土構件的加固。

1.2.2 增加支承加固法

該法簡單可靠，但易損害建筑物的原貌和使用功能，并可能使用空間；適用于具體條件許可的混凝土結構加固。

2.砌體結構加固方法

砌體結構的加固分為直接加固與間接加固兩類，設計時，可根據實際條件和使用要求選擇適宜的方法。

2.1 適用于砌體結構的直接加固方法

2.1.1 鋼筋混凝土外加層加固法

其優點是施工工藝簡單、適應性強，承載力有較大提高，經驗成熟；其缺點是現場施工的濕作業時間長，對生產和生活有一定的影響，且加固后的建筑物凈空有一定減小。

2.1.2 鋼筋水泥砂漿外加層加固法

其優點與鋼筋混凝土外加層加固法相近，擔提高承載力不如前者；適用于砌體墻的加固，有時也用于鋼筋混凝土外加層帶壁柱墻時兩側穿墻箍筋的封閉。

2.1.3 增設扶壁柱加固法

其優點亦與鋼筋混凝土外加層加固相近， 但承載力提高有限， 且較難滿足抗震要求，一般僅在非地震區應用。

2.2 適用于砌體結構的間接加固方法

2.2.1 無粘結外包型鋼加固法

該法屬于傳統加固方法，其優點是施工簡便、現場工作量和濕作業少，受力較為可靠；適用于不允許增大原構件截面尺寸，卻又要求大幅度提高截面承載力的砌體柱的加固；其缺點為加固費用較高，并需采用類似鋼結構的防護措施。

2.2.2 預應力撐桿加固法

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力、高應變狀態的砌體結構的加固。

3.鋼結構加固方法

鋼結構加固的主要方法有： 減輕荷載、改變結構計算圖形、加大原結構構件截面和連接強度、阻止裂紋擴展等。當有成熟經驗時，亦可采用其它加固方法。

3.1 改變結構計算圖形

改變結構計算圖形的加固方法是指采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節點性質和邊界條件，增設附加桿件和支撐、施加預應力、考慮空間協同工作等措施對結構進行加固的方法。改變結構計算圖形的一般加固方法：

3.1.1 對結構可采用下列增加結構或構件的剛度的方法進行加固：

（1）增加支撐形成空間結構并按空間結結構構驗算；

（2）加設支撐增加結構剛度，或者調整結構的自振頻率等以提高結構承載力和改善結構動力特性；

（3）增設支撐或輔助桿件使結構的長細比減少以提高其穩定性；

（4）在排架結構中重點加強某一列柱的剛度，使之承受大部分水平力，以減輕其它柱列負荷；

（5）在塔架等結構中設置拉桿或適度張緊的拉索以加強結構的剛度。

3.1.2 對受彎桿件可采用下列改變其截面內力的方法進行

加固

（1）改變荷載的分布，例如將一個集中荷載轉化為多個集中荷載；

（2）改變端部支承情況，例如變鉸接為剛結；

（3）增加中間支座或將簡支結構端部連接成為連續結構；

（4）調整連續結構的支座位置；

（5）將結構變為撐桿式結構；

（6）施加預應力。

3.1.3 對桁架可采取下列改變其桿件內力的方法進行加固

（1）增設撐桿變桁架為撐桿式結構；

（2）加設預應力拉桿

3.2 加大構件截面的加固

采用加大截面加固鋼構件時， 所選截面形式應有利于加固技術要求并考慮已有缺陷和損傷的狀況。

3.3 連接的加固與加固件的連接鋼結構連接方法， 即焊縫、鉚釘、普通螺栓和高強度螺栓連接方法的選擇，應根據結構需要加固的原因、目的、受力狀況、構造及施工條件，并考慮結構原有的連接方法確定。

3.4 裂紋的修復與加固

結構因荷載反復作用及材料選擇、構造、施工安裝不當等產生具有擴展性或脆斷傾向性裂紋損傷時，應設法修復。在修復前，必須分析產生裂紋的原因及其影響的嚴重性，有針對性地采取改善結構實際工作或進行加固的措施， 對不宜采用修復加固的構件，應予拆除更換。

二、建筑加固原則

1.盡可能使加固措施發揮綜合效應，提高加固效率。

2.盡可能保留和利用原結構構件，發揮原結構的潛力，避免不必要的拆除和更換。

3.盡可能減小對建筑物使用功能的影響。

4.加固后結構的力學分析和校核除了應遵守結構設計的基本原則外，尚應考慮結構在加固時的工作應力，加固部分應變滯后的特點，新舊材料協同工作的程度，加固后構件截面形心和剛度的變化等。

5.避免或盡可能減小設計方案的負面效應，充分考慮加固措施對結構體系、未加固構件、地基等可能造成的不利影響。

6.應采取可靠措施保證新舊材料的共同工作，盡可能通過合理安排新舊構件的拆裝順序，通過臨時卸載、臨時支頂或采取預應力加固的方法等，減小應力滯后現象，充分發揮新增部分的作用。

結語

中國擁有一個龐大的建筑市場，大量的鋼筋混凝土結構建筑需要加固，隨著我國建設包括建筑物的加固和重建標準化過程和實施標準化，結構加固技術在我國也會被廣泛使用，同時也必將對我國社會主義現代化建設起到積極的作用。

參考文獻

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