房屋建筑結構加固設計探究

孫 闖

（遼寧省市政工程設計研究院有限責任公司，遼寧 沈陽 110000）

城市化建設速度的加快推動了建筑行業的快速發展，越來越多樣化的建筑樣式涌現而出，促使人們更加關注建筑的安全質量。房屋建筑結構的設計直接影響著建筑后續使用的安全性，而現實中因人為破壞和自然災害等因素的影響會對建筑的結構性能產生破壞，降低其使用年限，并容易出現安全隱患，為了能夠有效應對各種因素的危害性影響，則需從結構設計環節加強整體質量，對建筑整體結構進行加固，提升其穩定性和安全性，優化其使用性能，從而保障使用者的生命和財產安全，并推動建筑行業的可持續性發展。

1 房屋建筑結構加固設計的必要性

隨著房屋建筑規模的擴大以及建筑結構形式的多樣化，在房屋建筑建造中要進一步加強對建筑結構質量的關注，從當前房屋建筑的普遍問題分析中可以了解到多數建筑在長期使用后都會出現結構不穩固的情況，如地基下沉、抗震能力差等，極大程度上影響了房屋建筑的使用壽命，對此就必須對房屋建筑結構進行加固，通過優化結構和加固設計來提升其整體質量與穩定性，延長使用年限。通過對房屋建筑結構的合理加固設計，有利于增強建筑整體結構的剛度和強度，有效解決其中存在的安全隱患問題，讓房屋建筑的使用壽命得到延續，并為人們提供安全穩定的活動空間。通過對房屋建筑結構的科學加固設計，能夠讓房屋建筑的功能被充分利用，人們可以在保障安全的前提下完成各項使用需求，大大提升其使用效益。此外，通過對房屋建筑的加固設計可以增強應對自然災害的能力，如可以提升抗震性能，降低地震災害影響，保障人身安全。[1]做好房屋建筑結構加固工作也是建筑建造規定的關鍵要求，科學合理設計加固方案，按照建筑規格標準確定加固方法，能夠確保所建造設計的房屋建筑符合國家和地區的建筑質量要求。當建筑投入使用后，應根據實際使用情況定期進行檢測和鑒定，及時發現其穩定性問題，并及時采取針對性加固處理手段，更好地保障房屋建筑的安全質量。

2 房屋建筑結構加固設計的基本原則

在房屋建筑結構加固設計環節應嚴格遵循幾點基本原則：一是整體性原則，這是展現建筑結構建造效果的關鍵，因房屋建筑各個結構之間是相互關聯的，一個部位的動態變化會導致整個結構的變動，產生整體性的影響。若某一部件出現問題后只單一對其進行修復是不行的，需充分考慮到與之相關聯的其他構件，對整體結構的穩定性進行評估，明確各結構的安全威脅，再采取措施對建筑進行加固，能夠有效提升建筑結構的剛度和強度，確保其安全穩定；二是合理性原則，對于房屋建筑結構的加固設計要保證科學合理，當某部分構件的結構不穩定時就會影響該部位的受力情況，在加固設計中要通過科學的受力計算分析和評估選擇合適的加固方法，與建筑整體設計相適應，這樣經過加固后的構件才會更加穩固，并發揮整體穩定作用。同時，也要注重經濟合理性，即所選用的結構加固方式應盡量保證高性價比，與其他部位結構的材料性能相一致，平衡其成本投入，切實維護建筑結構的經濟效益；三是必要性原則，對于房屋結構進行加固設計是必要的，因房屋建筑在投入使用后必然會受到自然因素如風、雨、雪等因素的影響，在長期使用后會出現墻面開裂、老化等情況，對此就要求在建筑應用過程中定期開展結構加固維護，提高建筑整體穩定性能，延長其使用年限。而對于損壞嚴重的建筑結構更要采取加固手段進行維修，只有切實做好房屋建筑結構加固設計，才能讓人們在其中安全的生活工作。[2]

3 房屋建筑結構加固設計方法

3.1 嚴控建筑施工材料的選擇與使用

施工材料是房屋建筑建造的基礎，施工材料的質量與房屋建筑整體質量密切相關，因此在結構加固設計中也要充分考慮到對施工材料的合理選擇與使用，確保各種所需施工材料的規格、尺寸、數量等都符合建筑施工標準，從而建造出質量更好的房屋。對于房屋建筑的加固施工，通常會應用鋼材材料，在選擇鋼材時要了解房屋建筑的整體結構形式，確定所需鋼材的強度和剛度，滿足結構部位的荷載需求和受力需求，以防止后期出現彎曲變形、塌陷等問題，獲得更穩固的加固效果。另外，也常用到一些碳纖維材料，對此類型材料的選擇則還要考慮到房屋建筑的具體用途、環境溫度與濕度等因素，選擇合適的材料應用于加固施工中，發揮其固定作用。[3]選擇好合理施工材料后應按照標準的施工程序逐步開展加固，嚴格依照設計圖紙完成任務，保證房屋建筑結構的安全穩定性。

3.2 增加截面加固法

目前所建造的各種房屋建筑還是以鋼筋混凝土結構為主，對此結構最有效的加固方法之一就是增加截面，在原結構上繼續進行混凝土的澆筑并置入鋼筋，以擴大構件截面面積強化承載力，達到較好的加固效果。相較于傳統加固施工方法，增加截面的加固方式能夠進一步提升結構連接的穩固性，并增強構件的強度、剛度以及承載能力。應用這一加固法時需把握好幾個關鍵點：一是新增加的混凝土截面厚度需控制在50mm以上，噴射澆筑以此為標準，若為人工澆筑則提高標準到60mm以上；二是在進行加固之前需對原構件的截面采取措施進行處理，將截面混凝土進行打毛，并同時將界面膠均勻涂刷，這樣能夠優化加固效果；三是要確保所澆筑混凝土的強度在C13以上，合理配比混凝土進行攪合，可增添一些細石或添加劑，做好截面處理和截面施工，發揮其有效加固作用。需要注意的事項是，若采用四邊增大截面方式時必須確保箍筋的完全封閉性，焊接牢固后才能防止出現銜接不當問題，避免影響其穩固性。

3.3 外粘碳布加固法

碳布就是碳纖維布，其材料由樹脂構成，將其應用在建筑結構加固中是現代房屋建筑中十分常見的措施，因其本身材料的特殊性，表現出抗高溫、抗腐蝕、質量輕、粘合性強等優點，合理使用在結構加固施工中能夠有效提升結構的穩定性，獲得較好的加固效果。在房屋建筑結構加固中將其以U型箍方式進行粘貼，粘貼間隔盡量控制為規律性均勻間隔，在U型箍上端使用縱向壓條進行錨固，如果結構梁的高度超過了60cm則還需在其腰部補充縱向壓條，增強抗剪力，提高固定效果。碳布的疊加也需控制在4層之內，端箍的寬度要大于梁底，控制在20cm以上，中間箍的寬度也要大于梁底，控制在10cm以上，這樣可以確保其加固效用的發揮。應用外粘碳布加固法要注意防火性，雖然其材質具有一定的抗高溫性，但通常還需粘結劑配合使用，對此要求溫度必須控制在60℃以下，這時就要采取防火手段，運用水泥砂漿對碳布外層進行涂抹，由此解決溫度過高問題。

3.4 外粘鋼板加固法

外粘鋼板加固法也是房屋建筑結構加固設計中常用的一種加固措施，其是指使用型鋼對建筑結構構件進行外層包裹，增加構件的強度和剛度，達到加固結構的效果。該加固方法的操作施工比較簡單，加固效果也比較好，但是其成本較高，在一些建造成本有限的項目中不太適用。對此加固方法的應用要注意控制角鋼厚度、綴板截面以及加固量等，其中鋼板的厚度要視情況而定，若為人工方式涂膠則控制厚度為5mm以內，若為壓力注膠方式則控制厚度為10mm以內，角鋼厚度為5mm以上；綴板截面需大于40mm×4mm，受拉區的加固量最多為3層，受壓區的加固量最多為2層。因外粘鋼板加固法對原結構樓板有所損傷，需根據房屋建筑實際加固需要謹慎適用此設計施工方法。

3.5 化學植筋加固法

化學植筋是指將混凝土、墻體巖石進行標準化鉆孔后將植筋膠注入其中，并插入鋼筋使之緊密結合，以此達到較強的結構連接效果。此加固方法的具體操作流程為先依照設計方案進行彈線定位，確定植筋位置，檢驗合格后選擇符合施工規格的鉆頭進行垂直鉆孔，使用毛刷、脫脂棉、酒精等對鉆孔進行清洗，在確?？變雀稍锖筮M行注膠，所使用的注膠工具通常是手動注射器，過程中需注意防止空氣的進入，并在注入到80%時立刻將清理好的鋼筋置入，采用旋轉推進方式把鋼筋植入到鉆孔底部，完成加固處理。因植筋膠的凝固需要一定的時間，為確保其加固施工效果，在其完全固化之前應避免對其造成干擾，確保其定位精準性。另外，最關鍵的一點是所用鋼筋必須是符合質量、規格要求，且經過除雜處理的。

3.6 預應力加固法

預應力加固法的應用是以增加建筑結構承載力而實現的，所用到的構件有鋼拉桿、型鋼等。具體實踐運用是將鋼拉桿構件進行受力調整，在預應力作用、荷載作用的共同作用下，增加軸向拉力，讓其抗彎性能增強，當外界荷載發力時能夠起到抵抗效用，從而就防止了構件的彎曲變形，提高了承載力，達到加固的目的。在應用預應力加固法時要選擇合適可行的施工設備與設施，根據構件布局和受力結構的理論分析確定規范的施工工序，之后施工人員需嚴格按照規范開展工作，確保發揮承載力作用，強化加固的效果。需要注意的一點是，預應力加固法在施工時對溫度有一定的要求，最合適的施工溫度環境為60℃。

3.7 承重結構加固法

對房屋建筑進行加固設計的關鍵在于提高其整體承載能力，因此可采用承重結構加固法，提高房屋建筑的機械強度，防止出現威脅房屋穩定性的現象。結合當前房屋建筑發展實際，最常見且應用較多的承重結構加固方法是水泥砂漿面層加固和鋼筋網水泥砂漿加固，兩種加固方法都是從房屋建筑面層出發而實施的。應用水泥砂漿面層加固方法，施工人員需開展全面的墻體檢查，若墻體存在裂縫則先補后施工，經處理后對墻面進行清理并用水浸濕，接著再使用水泥砂漿進行加固。把配比好的水泥砂漿趁著墻面還濕潤時直接涂抹到外層，多次少量涂抹，控制單次涂抹厚度在1.5cm左右，總涂抹厚度控制在2cm以上、3cm以下，在完全涂抹完成后再對墻面進行灑水，這樣可以獲得更堅實的加固效果。應用鋼筋網水泥砂漿加固方法，與上述施工工序基本相同，主要區別在于要同時鋪設鋼筋網，鋼筋網的網格規格為1.5cm×1.5cm較為合適，鋼筋直徑控制在0.4cm～0.8cm之內，水泥砂漿鋪設厚度為2.5cm～4cm，鋼筋厚度則為>1cm。結合房屋建筑結構實際選擇合適的承重結構加固方法，獲得有效加固效果。[4]

3.8 防水工程加固

影響房屋結構穩固性很大的一個原因是漏水問題的存在，長時間的滲水會對房屋內部結構造成影響，破壞其內部結構，從而導致房屋建筑結構剛性、強度降低，繼而安全質量水平下降，危及住戶安全和財產安全。對此，則需要通過采取防水施工方式對房屋結構進行加固。通常所采用的防水措施分為兩種，一種是剛性防水，一種是柔性防水。剛性防水施工過程是將準備好的水泥、砂石與添加劑、高分子聚合物等按照一定比例混合，然后將混合好的材料涂刷在建筑外墻上，尤其是出現滲水問題的地方，如使用膨脹水泥制成的防水砂漿、硅酸鹽水泥制成的防水砂漿等都是較為常見的剛性防水材料，其具有更密實的孔隙，以及抗拉性，能夠實現有效防水，發揮加固作用。柔性防水施工過程是對滲水部位的原來地面進行找平，一般使用水泥砂漿完成，等待水泥砂漿干透后，用聚氨酯防水涂料或者橡膠改性瀝青防水材料等對其進行涂刷，不同空間的層面涂刷要求不同，如廚房一般需求0.5m以上，衛生間則一般要求1.2m左右。剛性防水施工和柔性防水施工完成后都需要對其做閉水試驗，檢測施工效果并改正。

4 房屋建筑加固施工中需注意的問題

在對房屋建筑進行加固施工時應把握好以下幾點問題：一是選擇專業性更強的施工隊伍，由專業人員對房屋建筑結構現狀進行評估分析，立足于實際確定科學合理的施工方案，之后嚴格按照施工工序和施工圖紙完成加固施工，確保其加固質量；二是選擇合適的施工材料，加固所使用的施工材料要與之前建筑施工所用材料相一致，相關配比比例、施工設施也要符合要求，避免對建筑原結構造成不良影響；三是完成房屋建筑加固施工后需定期實施檢測，并采取保養措施，檢查加固后房屋建筑結構的整體情況，發現問題及時處理，確保加固效果的長效性。

5 結語

綜上所述，房屋建筑加固設計是保障其整體安全性和穩定性的關鍵，對于建筑使用性能和建筑成本投入都起到積極作用，通過科學合理的房屋建筑加固設計能夠切實提升房屋安全指數，并利于延長其使用壽命，維護人們的人身財產安全。在房屋建筑結構加固設計中，應嚴格把控施工材料的選擇與應用，合理采用增加截面加固法、外粘碳布加固法以及外粘鋼板加固法等加固施工技術，構建安全穩固的房屋居住環境。