工民建的結構加固設計探討

章捷

安徽省城鄉規劃設計研究院 安徽合肥 230022

房屋建設的標準逐漸提高，相關的市場需求量較大，公共建筑中的使用功能的改變及相關消防改造等要求的提高，促使改造工程不斷增加，其中加固環節是不可缺少的部分。使用方借助多種有效的作業形式，對其建筑物的整體框架或部分區域實施加固處理，以此來延長建筑物的使用周期或滿足使用方的功能。

1 工民建結構加固設計的原因與原則

1.1 原因

在工民建工程項目中，對施工質量的干擾因素較多，如：施工方案不細致健全、現場作業條件較差等，均會影響施工效果，現場操作時，由于人為原因造成技術性問題等情況，也會降低工程質量；在實際建設期間，現場部分的客觀施工環境是變化多端的，如：暴雨、高溫、局部堆載過大等，都會對原有結構施工帶來影響，甚至會影響結構安全；另外，許多建筑原始的使用功能會根據業主的需求發生變化，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相應提高，以上各種情況都應開展有效的加固作業，確保建筑結構的安全，以此提高建筑項目的作業質量和效率，滿足建筑功能的使用要求。

1.2 原則

建筑結構加固的原則主要有三個方面：

其一，在實施加固作業前，相關人員要對工程結構整體進行考察，并整合需要進行加固處理的位置，以此為基礎，做好基本的施工方案。同時，還應注意結合建筑的特征以及實際要求，配以合理的加固設計，若是大規模的整體加固工程，需進行整體的建模、模板尺寸計算、復核，并強化對局部的加固處理。其二，在設計施工方案階段，設計師應綜合考慮工程成本，以此來調整具體的設計步驟，增強施工規劃的可行性，在確保工程質量的同時，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，導致最終的加固質量出現不同程度的波動，由此，現場施工以及管理人員，應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，設計師還應根據建筑當地的客觀情況，將自然災害考慮進來[1]。

2 工民建結構加固設計的具體要點

2.1 混凝土加固

主要加固方式：增加受力節點、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，強化結構中的關鍵構件，以提升混凝土結構的承載能力。混凝土是工民建工程項目中應用較多的材料之一，對此結構的加固設計目前有兩種方法。其一，直接加固，若采用此種作業方式，需在原有結構表面進行作業，加設一層材料，不僅可以提高結構整體的高度，還能夠擴大結構截面的面積，有助于提升其抗剪水平。同時，在結構中的關鍵部分，可借助環氧樹脂的加固方式，連接鋼材以及相應的構件，以強化框架的穩定性。其二，間接加固，此種加固方式，主要借助結構的預應力，具體包括水平拉桿以及下撐兩種，前者起到控制荷載作用對結構的影響，后者則致力于完全消除荷載效應。

例如，某建筑物已經投入使用，但為確保其更為穩固，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計，工程設計師主要考量三種加固技術。首先，加固原有梁，由此可以擴大截面，具體可應用梁圍套實現。在特定的位置進行植筋，之后澆筑混凝土，并規劃后續的養護流程。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。明確使用的設備型號，鉆完孔洞后續清理干凈，將鋼筋插到底部，用固化劑填充縫隙。在設計方案中加入多種加固方法，以保證整體結構穩定。

2.2 鋼結構加固

針對鋼結構進行加固的模式，通常作業在調整工序前，對建筑鋼結構的實際情況進行考察，以保證后續工作的有效性。具體而言，首先，需對鋼結構的整體框架進行精確計算，明確框架不穩定的點，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。此階段的作業內容包括增設中間支座等。其次，對于結構加固作業的規劃，需根據各類的框架截面，確定加固技術，以保證施工作業的效果。另外，整體的平整度應與結構截面的具體狀況相適應。最后，對于加固梁柱節點處，目前，可選用有鉚釘和焊接兩種形式。在設計施工方案時，設計師本身需對建筑現場的實際現狀有所掌握[2]。

鋼結構的加固方法，目前有兩種，其一，改變結構計算圖形。施工時，需要對整體結構的荷載、各節點、傳力等進行計算與處理，加設合適的支撐點和構件，確保結構在空間上能夠形成統一整體，由此達到加固的效果。設計師不僅要對結構的荷載水平以及承載的最大值進行估算，還需保證其內應力的合理分布，以提高加固方案的有效性。另外，應用此種加固方式，需保證其加固方案與實際作業手段能夠有效融合，不可隨意變動。其二，梁柱節點。目前，增大原結構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，對原有結構的損傷較小，目前應用較多。但上述兩種擴大截面的方式實際施工難度較大，需對原結構的表面實施磨平方可進行粘貼。工民建項目的鋼結構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，不會對原有的結構造成過大的破壞。

2.3 砌體結構加固

對于砌體結構直接加固的方式可分成三個環節。

其一，針對結構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，采用鋼筋網片加混凝土墻方式，提高整體結構抗震性能及承載力，其應用范圍較廣，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，針對砌體結構的預制樓板進行加固，通過在樓板板底支座加固以及粘貼碳布，提高預制樓板的抗震性及整體性，其中，前者是在預制樓板受力支座與墻體交接處增設角鋼支撐，后者是運用碳纖維布以及結構膠實現。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，且能夠應用在多種類型施工項目中，最終呈現的效果較好。

其三，扶壁柱加固技術，該項結構加固方式的使用頻率較高，能夠呈現出良好的加固效果，但需要注意的是，此種加固方式不適用在自然災害頻發的地區，會影響結構的穩固性[3]。砌體結構的間接加固，除基本的預應力處理方式外，還可運用粘結外包的處理，此種加固方式作業方式，可以適應于多種加固工程中。相較其他加固方式而言，粘結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，避免施工造價出現大幅波動。

3 結語

綜上所述，合理高效的結構加固方式，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上，延長建筑物的使用周期。就當前的市場形勢而言，部分工民建工程應用到結構加固處理。為推動該項技術的有效發展，應分析現有的相關技術，從多個角度對加固手段進行深度分析，以提高設計的可行性。