鋼結(jié)構(gòu)在加固改造工程中的應(yīng)用

摘要：近些年來，隨著建筑結(jié)構(gòu)使用功能的不斷變化，已有建筑物的加固改造成為國內(nèi)建筑市場的重要組成部分之一。對原有建筑物往往需要進行較大的改動，以滿足新的使用功能要求;同時，考慮到原建筑能繼續(xù)使用，在施工時要求盡可能地降低對原有使用功能的影響，此時傳統(tǒng)的采用鋼筋混凝土加固的方法顯然已經(jīng)不能滿足要求，取而代之的是利用鋼結(jié)構(gòu)進行加固。鋼結(jié)構(gòu)加固的特點主要是可以在結(jié)構(gòu)整體變化不大的情況下，有效地提高結(jié)構(gòu)受力性能，滿足設(shè)計、使用要求，并具有施工速度快、適用性大的優(yōu)勢。尤其對于某些已建成建筑，可在保證其正常使用的前提下，快速，穩(wěn)定地完成加固改造任務(wù)。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu);加固改造工程;應(yīng)用

城市化進程的加快，促進了城市規(guī)模的擴大和城市人口的增加，也在同時推動了建筑行業(yè)的快速發(fā)展。對于建筑工程而言，良好的質(zhì)量和穩(wěn)定性直接關(guān)系著人們的日常工作和生活，需要設(shè)計和施工人員的充分重視。而在長期的使用過程中，建筑必然會出現(xiàn)各種各樣的問題，影響了建筑的使用安全，因此，做好建筑加固改造處理，是非常重要的。

1 鋼結(jié)構(gòu)在建筑物加固與改造工程中應(yīng)用的優(yōu)點分析

1.1 提升建筑物的抗震性

對于建筑工程來說其一般都會針對工程特點來確定其相關(guān)的抗震指數(shù)，以此來保證建筑工程可以在實際中具備良好的抗震性能，而在加固及改造工程中一些建筑物其因結(jié)構(gòu)影響而使得其抗震指標沒有達到規(guī)定的要求。而采用鋼結(jié)構(gòu)來進行加固及改造可以有效的提升建筑物的抗水平載荷能力，相應(yīng)的建筑物抗震性得到明顯提高。

1.2 提升建筑物的抗風(fēng)性

在建筑物加固及改造中應(yīng)用的鋼結(jié)構(gòu)具有強度高、重量輕、剛性好等特點，并且其具備了良好的抗風(fēng)能力，以目前鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用情況來看其可以抵抗60—70m/s的風(fēng)速。因此，鋼結(jié)構(gòu)在實際中的應(yīng)用可以有效的對建筑物進行保護，使其抗風(fēng)性能得到提升。

1.3 提升建筑物的耐久性

在加固與改造工程中最主要的目的就是為了提升建筑的整體使用功能，從而使其使用年限可以得到有效的延長。目前在建在建筑的加固與改造工程中采用的鋼結(jié)構(gòu)齊構(gòu)件都多數(shù)為冷彎薄壁型鋼材，此中鋼制材料具有良好的防腐蝕性能，并且冷彎薄壁型鋼材的鋼骨在實際的應(yīng)用中具有較高的強度，因此此種鋼結(jié)構(gòu)材料的使用使得有效的防止鋼結(jié)構(gòu)在應(yīng)用中受到銹蝕的問題，應(yīng)用其進行加固與改造有效的提升了建筑物的耐久性。并且加固與改造工程中的鋼結(jié)構(gòu)所使用的保溫隔熱材料以玻纖棉為主，玻纖棉是用優(yōu)質(zhì)的玻璃纖維制成，它不僅耐酸堿，而且又良好的保溫隔熱功能，是一種環(huán)保型的材料。

2 鋼結(jié)構(gòu)在建筑加固和改造中的具體應(yīng)用

2.1 利用鋼結(jié)構(gòu)進行房屋室內(nèi)改造

一些廠房建筑，后期因為使用功能發(fā)生變化，需要通過加夾層的方式，改變原來的建筑結(jié)構(gòu)。但是既有的許多建筑，由于受當(dāng)時施工技術(shù)的限制，原建筑結(jié)構(gòu)中鋼筋分布比較密集，加上使用年限較長，因此混凝土的整體強度有所下降，甚至個別位置出現(xiàn)了裂縫。在進行室內(nèi)夾層施工時，可以采用鋼梁木地板結(jié)構(gòu)，首先在室內(nèi)墻體上打上鋼龍骨石膏板，發(fā)揮墻體支撐作用，然后在技術(shù)層的框架梁縱軸線位置處標定位置，用鉆機進行鉆孔，將鋼管吊桿放到鉆孔內(nèi)固定。然后根據(jù)實際的改造要求，完成室內(nèi)夾層施工。

采用鋼結(jié)構(gòu)的室內(nèi)夾層改造，新加的鋼結(jié)構(gòu)將會與原來的混凝土結(jié)構(gòu)一同發(fā)揮承重作用，這就在一定程度上實現(xiàn)了荷載的水平分擔(dān)。尤其是對于一些跨度較大的廠房建筑或是使用面積較大的房屋建筑，利用鋼結(jié)構(gòu)進行室內(nèi)夾層改造，不僅沒有明顯的加工改造痕跡，保證了建筑的美觀度和整體性，而且抗震能力也有顯著提升。

2.2 利用鋼結(jié)構(gòu)進行建筑加固

既有老舊建筑隨著使用年限的增加，鋼筋混凝土的性能降低，不能滿足承載力要求，建筑存在較為嚴重的安全隱患。針對這種情況，可以使用鋼結(jié)構(gòu)進行外包圍加固，從而達到提高承載力，防治建筑結(jié)構(gòu)變形的目的。目前來說，外包鋼加固所用的材料主要有角鋼、槽鋼等幾種，由于使用材料的不同，因此具體的鋼構(gòu)件連接方式也不盡相同。總體來看，目前行業(yè)內(nèi)利用鋼結(jié)構(gòu)進行建筑加固的具體方式有以下幾種：

第一是使用乳膠水泥漿將角鋼直接黏貼在構(gòu)件上，然后用工具進行固定，等待乳膠水泥漿完全干燥后撤去工具，完成外圍包鋼;第二是先在構(gòu)件的外圍安裝角鋼，但是要確保角鋼和構(gòu)件之間流出大約3cm左右的間隙，然后利用導(dǎo)管向其中灌注混凝土。澆筑過程中要注意振搗密實，混凝土干燥后也可以達到加固效果。除了上述兩種常用方法外，還可以采用型鋼直接包裹構(gòu)件的方法，雖然成本較低，但是操作起來具有一定的難度。

3 鋼結(jié)構(gòu)在建筑物加固改造應(yīng)用中需要注意的問題

3.1 科學(xué)選擇結(jié)構(gòu)方案

正確選擇結(jié)構(gòu)形式是建筑改造加固設(shè)計中的重要問題，它關(guān)系到改造加固方案的可行性、安全性和經(jīng)濟合理性。由于改造加固建筑設(shè)計的復(fù)雜性，故把安全可靠放在首位，首先應(yīng)符合國家現(xiàn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，改造后屬高層建筑的還應(yīng)符合高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工規(guī)程的要求。

3.2 掌握鋼夾層結(jié)構(gòu)的計算方法

輕鋼夾層結(jié)構(gòu)多是在已有磚混或混凝土結(jié)構(gòu)上直接加夾層，已有結(jié)構(gòu)自重和側(cè)向剛度比上部夾層結(jié)構(gòu)大，夾層后形成上柔下剛、上輕下重的剛度分布不均勻結(jié)構(gòu)體系。輕鋼夾層結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)有兩種計算方法：（1）底部剪力放大系數(shù)計算法。各樓層按一個自由度考慮，夾層結(jié)構(gòu)按突出屋面的小塔樓對待。這種方法計算簡單，但由于忽略振型組合，計算結(jié)果有較大的誤差。（2）振型分解反應(yīng)譜法，該方法可考慮動力特性、地面加速度作用、場地土性質(zhì)等因素，與前一方法相比具有較高的計算精度。

4結(jié)語

城市現(xiàn)代化發(fā)展促進了社會的進步，只有提高建筑物質(zhì)量才能有效延長它的使用壽命，使居民生產(chǎn)、生活獲得安全保障這樣才能促進社會發(fā)展。所以建筑物的結(jié)構(gòu)進行加固改造處理采用鋼結(jié)構(gòu)，有效延長建筑物的使用壽命，使建筑物減少因為風(fēng)化與老化引起的破壞。

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（作者單位：大連市建筑科學(xué)研究設(shè)計院股份有限公司）

作者簡介：楊博（1985.02.04），漢，女，河北省辛集市，本科，中級工程師，結(jié)構(gòu)。