建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)與施工技術(shù)的應(yīng)用

趙 陽

重慶市建筑科學(xué)研究院

建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)與施工技術(shù)的應(yīng)用

趙 陽

重慶市建筑科學(xué)研究院

在很多因素下，都會加速建筑結(jié)構(gòu)老化，并且我國是地震多發(fā)國家，建筑物受地震災(zāi)害影響較大，對建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、居住者的生命財(cái)產(chǎn)安全都造成了非常大的威脅，加強(qiáng)房屋建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性顯得尤為必要。加強(qiáng)房屋建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要有加固技術(shù)的支持，并且需要在施工中合理使用這些技術(shù)，使技術(shù)操作達(dá)到施工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，合理使用加固技術(shù)是建筑結(jié)構(gòu)達(dá)到穩(wěn)定性的關(guān)鍵，才能更好地促進(jìn)房建行業(yè)穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展。鑒于此，本文主要分析建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)與施工技術(shù)的應(yīng)用。

建筑結(jié)構(gòu)；加固設(shè)計(jì)；施工技術(shù)

1 房屋建筑結(jié)構(gòu)加固的重要性

首先，有效延長了房屋建筑的使用壽命，保持建筑功能的完整性。地基沉降、超載以及火災(zāi)等狀況，會對房屋建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成一定的影響，而建筑結(jié)構(gòu)加固將不良影響降至最低，避免造成對建筑結(jié)構(gòu)的損害。其次，結(jié)構(gòu)加固技術(shù)有效提高了房屋使用的耐久性房屋建筑的使用，需要一個(gè)堅(jiān)固穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)予以支撐。對房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，對房屋在使用當(dāng)中所產(chǎn)生的損耗進(jìn)行維護(hù)。而對于新建建筑而言，結(jié)構(gòu)加固技術(shù)則能有效避免多種因素的影響，降低結(jié)構(gòu)損耗，增加建筑結(jié)構(gòu)的耐久性第三，增強(qiáng)房屋建筑抗擊自然災(zāi)害的能力。地震是直接影響房屋建筑結(jié)構(gòu)的自然災(zāi)害，破壞性極大。

2 建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)

既有建筑結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)，應(yīng)充分考慮加固后結(jié)構(gòu)的受力特征，充分發(fā)揮加固效率，且加固設(shè)計(jì)應(yīng)考慮施工的可行性，采取有效措施，保證新增構(gòu)件和部件與原結(jié)構(gòu)連接可靠，新增截面與原截面粘接牢固，形成整體工作；并避免對未加固部分及相關(guān)的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件和地基基礎(chǔ)造成不利影響。

結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)又分為整體加固、構(gòu)件加固、構(gòu)造措施等。結(jié)構(gòu)整體加固能顯著改善結(jié)構(gòu)整體受力性能，構(gòu)件加固能提高局部構(gòu)件承載力，恰當(dāng)?shù)臉?gòu)造措施則能保證加固的合理性。無論整體加固還是局部加固，均應(yīng)對結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體計(jì)算分析，并采取合理的構(gòu)造措施，以期達(dá)到相應(yīng)的加固效果。

地震區(qū)結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的加固，除應(yīng)滿足承載力要求外，還應(yīng)復(fù)核其抗震能力，并采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施。該類建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)，可按照新的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行整體計(jì)算分析，并充分考慮新增結(jié)構(gòu)或構(gòu)件對抗震性能的影響，應(yīng)避免因局部加強(qiáng)或剛度突變而形成新的薄弱部位；同時(shí)，還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)剛度的增大而導(dǎo)致地震作用效應(yīng)增大的影響。

3 建筑結(jié)構(gòu)加固施工技術(shù)的應(yīng)用

3.1 增大截面加固法

在建筑結(jié)構(gòu)加固中，加大截面法是一種較常見且適應(yīng)性較強(qiáng)的一種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)加固方法，主要適用于墻、柱、梁、板等一般結(jié)構(gòu)構(gòu)件。一般情況下，這種加固方法就是通過在鋼筋混凝土的受彎構(gòu)件、壓彎構(gòu)件的一些受壓區(qū)域新加一層混凝土現(xiàn)澆層，增大截面的面積，增加受壓區(qū)高度，進(jìn)而大幅提高這些構(gòu)件的抗彎、抗壓、抗剪承載力以及增強(qiáng)截面的剛度。另外，也可在構(gòu)件截面的受拉區(qū)域增加新的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層來增加一些構(gòu)件的截面，使新舊構(gòu)件形成疊合構(gòu)件，共同工作以提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力。

該方法加固前應(yīng)卸除與被加固構(gòu)件相關(guān)的活荷載及砌體隔墻荷載，支撐需改造加固部位及受其影響的相鄰部位，并應(yīng)復(fù)核支承腳架、梁、板施工階段的承載力。增大截面加固時(shí)，對原結(jié)構(gòu)混凝土，應(yīng)將結(jié)合面混凝土鑿毛，打成麻坑或溝槽，深度：柱不小于6mm、梁不小于8mm，麻坑每100mm×100mm的面積內(nèi)不應(yīng)少于5個(gè)，溝槽間距不宜大于200mm。若采用三面或四面外包加固梁或柱時(shí)，應(yīng)將其棱角打掉，同時(shí)，清除新舊混凝土結(jié)合處的浮塊、碎渣、粉末，并用壓力水清洗干凈。

新澆混凝土之前，在結(jié)合面涂刷一層乳膠水泥漿或其他高粘接性能的界面結(jié)合劑，以加強(qiáng)新、舊混凝土的結(jié)合。加固用混凝土的強(qiáng)度應(yīng)比原結(jié)構(gòu)構(gòu)件混凝土強(qiáng)度提高一個(gè)等級，當(dāng)澆筑困難時(shí)宜采用細(xì)石混凝土或噴射混凝土，混凝土中粗骨料最大粒徑不宜大于20mm，混凝土水膠比不大于0.4，塌落度以40～60mm為宜。

3.2 外貼型鋼加固法

外貼型鋼筋加固法具有現(xiàn)場工作量少、受力穩(wěn)固、工期短的特點(diǎn)，能夠?qū)υ袠?gòu)件除銹以后應(yīng)用，濕性作業(yè)減少，構(gòu)件在加固后的一天時(shí)間內(nèi)都可以應(yīng)用；外貼鋼技術(shù)受環(huán)境與截面面積影響，能夠?qū)偠扰c承載力提高，并且使用成本較低。黏貼過程中對粘結(jié)強(qiáng)度與彈性模量有較高要求，如果周圍環(huán)境有腐蝕介質(zhì)時(shí)需要使用可靠的耐久性防護(hù)措施。

3.3 黏貼碳纖維復(fù)合材料加固法

使用碳纖維復(fù)合材料加強(qiáng)混凝土構(gòu)件穩(wěn)定性能使新、舊構(gòu)件后期強(qiáng)度增大，并提升加固速度，加固以后的結(jié)構(gòu)構(gòu)件會有更高耐腐蝕性與耐久性，對結(jié)構(gòu)影響小，幾乎不會使截面面積增加，耐久性良好，大大提升結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力性能。碳纖維加固技術(shù)使用的越來越多已經(jīng)漸漸取代了粘鋼加固技術(shù)，鑒于碳纖維彈性模量低，一般在220GPa左右，高彈性模量在340～560GPa之間，將碳纖維復(fù)合材料外貼會使構(gòu)件加固效果提升。

3.4 鋼絲網(wǎng)砂漿加固技術(shù)

鋼絲網(wǎng)砂漿加固技術(shù)優(yōu)勢在于自身含有較高鋼材與復(fù)合水泥砂漿，并且砂漿具有較強(qiáng)的分散性。研究證明，當(dāng)鋼絲網(wǎng)水泥砂漿含鋼量達(dá)到300kg/m3時(shí)，會比普通的水泥砂漿更容易增強(qiáng)砂漿特性。鋼絲網(wǎng)砂漿加固使用的材料彈性好、抗拉強(qiáng)度大、抗?jié)B性與抗裂性好。在實(shí)際工程中使用普通鋼筋混凝土構(gòu)件容易出現(xiàn)開裂、斷裂等問題，并使預(yù)應(yīng)力構(gòu)件自重降低，延性較弱。而使用鋼絲網(wǎng)水泥復(fù)合砂漿則能增強(qiáng)混凝土構(gòu)件的整體承載力，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

總之，隨著社會的發(fā)展，人們對建筑質(zhì)量的要求越來越高，采取措施對既有建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固既是滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城鎮(zhèn)化發(fā)展需求的必然舉措，又是建筑業(yè)獲得健康持續(xù)發(fā)展的重要措施。在實(shí)際工程應(yīng)用中，要充分對建筑物結(jié)構(gòu)、環(huán)境條件等因素進(jìn)行綜合考察后，再對已有建筑物進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，并嚴(yán)格按照選定的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加固施工，以確保加固的效果。

[1]汪濤.混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)應(yīng)用研究[D].南昌大學(xué)，2010.

[2]王新偉.建筑結(jié)構(gòu)加固施工技術(shù)的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2015，17：150-151.

[3]趙小會.建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)及其施工技術(shù)的運(yùn)用和分析[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2015，15：58-59.