房屋建筑工程結構加固改造技術分析

劉永康

（山西二建集團有限公司，山西 太原 030013）

0 引言

近年來，中國經濟發展迅速，建筑業也迅速發展。但是，中國人口眾多，建筑工地很小，舊建筑物的拆除成本也在增加。傳統房屋通常是磚、混凝土和鋼結構。建筑結構性能的各個方面，例如安全性、耐用性、整體和區域穩定性、可靠性等，由于受到自然環境和使用的長期破壞，存在潛在的安全隱患。

1 加固施工的重要性

國內外結構工程的發展表明，當施工達到一定階段時，土木工程結構的維護和改造已成為主要的施工需求。由于特殊的歷史和發展，中國的工程結構，特別是建筑物，必須以各種方式進行加固，修復和改造。建筑加固，翻新的前提是根據評估結果采取和評估相應的加固措施。由于城市化進程的加快，在設計、施工和管理方面存在固有的缺陷[1]。同時，在火災、地震等災害的影響下，建筑結構的識別和加固已成為我國基礎設施建設的當務之急。當前，為了獲得更大的投資回報率，國內生產發展和生產率提高的重點已經從新興工業企業轉移到現有企業的技術過渡。圖1 項目施工質量控制的評價。

圖1 項目施工質量控制的評價

2 加固改造的作用

2.1 延長建筑使用壽命

對任何的建筑工程項目而言，其從設計到使用都有一定的使用期限，結構質量安全是影響建筑使用壽命的關鍵因素，建筑工程的結構設計水平越高，也就意味著建筑的使用壽命越長，越能在其設計年限內保持最佳的結構性能。對既有建筑結構的加固和改造，可有效克服傳統建筑結構方面所存在的不足，改變原有結構中的不合理之處，進而延長建筑的使用壽命。

2.2 延長建筑物的使用時間

在房屋建筑質量評斷上，涉及很多專業標準，其中最為直觀的當屬建筑物整體使用時間。現階段，很多建筑物在施工結束后，會受到很多因素影響，從而導致房屋建筑使用壽命大幅縮短，造成資本消耗和浪費。此時，結構加固改造技術的應用，能夠將上述問題合理解決，強化房屋建筑質量的同時，延長建筑物的使用期限，實現經濟效益最大化。

2.3 增強建筑耐用性

建筑工程的耐久性同樣是工程結構中人們關注的一個重要指標，為使建筑能夠在其設計年限內保持其最佳性能，就需要在前期的設計工作中，全面做好建筑耐久性的評估，給實際的結構設計工作提供切實的保障。但建筑工程在交付投入使用以后，往往會伴隨著人為因素、外部環境因素等干擾，而這些因素都可能會導致建筑的耐久性受到影響，通過對既有建筑的結構加固與改造，可進一步增強建筑耐用性。

2.4 保證個人最基礎的生命財產安全

近些年來，各地老舊房屋的坍塌新聞和世界范圍內頻繁出現的極端地質災害現象，使人們對居住建筑的質量多有擔憂，加固改造的必要性顯而易見。不僅如此，根據房屋的實際情況，選擇合理的加固技術，也是對自我生命財產安全負責任的必要態度。

3 實施加固措施的原因及易出現問題

①建筑加固項目的法律制度不健全，對建筑加固項目的效率產生了一定的影響。②在建筑加固材料過程中缺乏適用的標準和規范，使在進行加固項目的過程中難以保證質量和效率，同時也威脅到建筑工人的人身和財產安全[2]。③有必要提高從事房屋建筑加固工作的員工的工作素養。無法實施房屋建筑加固的安全性和質量，不利于房屋建筑加固的發展。為了更好地解決這些問題，國家和政府應該通過建立更加完善的住房建設項目建設體系，更好地執行建設管理程序，促進住房建設加固工作的更好發展。同時，有必要建立全面的房屋建筑施工施工規范和標準，以更有效地促進房屋建筑工程加固工作的發展，從而有效改善建筑工程加固過程。

4 加固施工

4.1 加強建筑構件

建筑物的壓縮構件包含混凝土方柱結構，需要有效地加固以更好地執行其工作。為了加強方柱結構的功能，可以通過纏繞碳纖維來實現。在處理之后，混凝土圓柱結構也可以具有良好的加固效果，提高了承載能力，并且在加固過程中增加了相關的結合力。碳纖維在建筑項目中發揮良好作用，可以制造混凝土材料。由于粘結力得到更好的顯示，混凝土材料可以更好地滿足相應的建筑加固功能[3]。

4.2 建筑剪力構件的加固

在混凝土建筑中，每次施工時都會存在剪切力，有效地利用碳纖維可以很好地增強混凝土的剪切力，因此加固效果非常好。相應的碳纖維結構是通過適合當地條件的結構方法完成的，該方法可以有效抵抗剪切力增加的效果。碳纖維在混凝土建筑物的加固中具有重要的應用，它增加了建筑物的柔韌性并使其具有更好的抗剪性能[4]。

5 結構加固技術應用形式

5.1 碳纖維材料加固

考慮到當前的住宅建設項目的建設，選擇碳糊狀碳纖維材料的頻率很高，這是房屋加固和重建的常用施工技術。工程結構會在時間的影響下損壞其自身的結構，在這種情況下，可以使用拼接碳纖維材料加固技術對房屋進行修復和加固。結構損壞。在加固房屋結構的同時，粘貼碳纖維材料的加固技術的優勢更加明顯。該材料本身具有高強度和抗拉伸性，并且重量較輕。在增強技術的幫助下，使用纖維材料加固房屋的結構，將碳膠粘可以加快房屋的建造速度。物理基礎設施的實力得到提高，技術已經非常成熟，應用效果相對較好。可以說，附著碳纖維材料的增強技術具有出色的增強效果。碳纖維材料具有非常穩定的化學性能，很強的耐久性，可以防止各種材料的腐蝕，并且具有很強的耐腐蝕性。

5.2 增加橫截面

在建筑結構加固的重建技術中，增截面加固技術被廣泛使用，屬于現有的加固和重建方法，即在需要加固的原始結構的基礎上加固一層網眼砂漿。或者，在其上豎立一層鋼混凝土，可以與原始結構一起使用，以查看它是否可以提高結構的自支撐能力。這種施工作業技術非常簡潔，應用范圍很廣，具有很好的加固和變形效果。可用于加固和修改房屋建筑的各種組件和結構的項目。

5.3 剪力墻加固法

分析工程項目實際情況來看，其房屋建筑結構樓層蓋板長度與寬度比、結構形式、砂漿混凝土強度、柱截面處尺寸，以及填充墻與主體結構拉結等，均不符合當前我國關于抗震鑒定結果標準的要求。綜合多項影響因素的鑒定結果分析來看，目前該項目的綜合抗震能力指數＜1.0，需要對該房屋建筑結構采取加固技術措施；另外，在對該房屋建筑結構變形鑒定中，能夠確定第1 層與第2 層之間存在著較大建筑結構層間位移角變形，無法滿足《建筑抗震設計規范》（GB 50011—2010）的相關要求，因此，該房屋建筑結構評定結果為不滿足《建筑抗震鑒定標準》（GB 50023—2009）要求。

5.4 粘結鋼板的補強方法

鋼板膠粘劑加固技術主要使用特殊的建筑結構膠粘劑將鋼板粘結到混凝土結構的表面，以確保待加固的混凝土結構和原始結構可以一起形成，以及支撐能力、強度、剛度以及結構本身的加固速度、剪切力、抗彎矩的能力和抵抗力。鋼漿增強技術對建筑物中的結構黏合劑有很高的要求，但對粘合性和強度沒有很高的要求。鋼漿補強技術快速，簡單，并且結構形狀不會改變。對建筑空間的需求較少，廣泛用于房屋建筑的結構加固，但存在某些缺陷。它非常脆弱，根據溫度環境的不同，加固成本很高。

5.5 噴射混凝土加固

混凝土澆注加固技術主要使用混凝土澆注裝置將混凝土混合物快速噴灑到需要的鋼筋混凝土結構上，從而使其迅速固化并形成。混凝土噴射補強技術可以分為兩種方法：濕噴和干噴。灑水混凝土依靠水泥與骨料之間的高速連續沖擊來達到良好的壓實效果，只需要一部分模板，施工周期短，灑水混凝土層與原有結構粘結力強，適用范圍廣[5]。但是，在混凝土噴射補強技術的實際應用中，對混凝土配合比的要求非常高，必須配備相應的噴射裝置，在實際工作中會產生大量的粉塵和噪聲，造成污染。

5.6 粘結外包型鋼加固法

從本質上看，粘結外包型鋼加固法屬于加大截面法的一種，這一技術的具體應用就是將準備好的型鋼構件直接加固到混凝土的結構外層中，經由鋼板材料與混凝土材料的牢固粘結，來提升建筑結構整體性、承載力，達到建筑結構優化和加固的目的。外包型鋼加固法實際上將粘結技術應用在了外層型鋼和混凝土結構的結合上，二者的粘結過程主要是通過灌注結構與錨栓等方式實現的，應用這一結構方式，也就使二者構成了整體性受力體系，改善了原先的混凝土結構性能[6]。雖然粘結外包型鋼加固法與加大截面加固法之間存在高度的原理相似，但二者相比較，粘結外包型鋼加固法具有更高的可靠性，在實際的加固處理中，占用的建筑空間相對有限，因為這一加固技術是通過外層型鋼進行結構加固的，受到高溫場地或者其他因素的影響非常大，如腐蝕、生銹等，均可能會影響最終的加固效果[7]。

5.7 增設屈曲約束支撐加固法

結合工程項目的實際情況分析，明確案例，框架—支撐體系是框架與普通支撐組合的結構體系，但是普通支撐存在一定缺陷，普通支撐在軸向壓力作用下容易發生屈曲，且承載力和剛度會下降，對結構的整體抗側剛度產生嚴重影響，且由于支撐過早屈曲導致鋼材的性能得不到充分發揮，降低了鋼材的使用率。屈曲約束支撐是防屈曲減震構件的一種，它克服了普通支撐受壓屈曲的缺點，具有在受拉和受壓狀態下都不會發生屈曲的特性。屈曲約束支撐的中心是內核芯板，與普通支撐不同的是，外部設置有套管，一般套管為鋼套管，內核芯板被置于鋼套管內，在鋼套管和芯板之間有填充材料，一般為混凝土或砂漿。為了減小芯板受軸力時傳給填充材料的力和受壓情況下膨脹，通常還在芯板與填充材料之間留有一定間隙或加入一層無粘結材料[8]。屈曲約束支撐所受的荷載，全部由芯板內核承擔，鋼套管和填充材料僅約束內核芯板受壓屈曲，以此達到支撐在受拉和受壓兩種情況下都能發生屈服。屈曲約束支撐具有承載力高、延性和滯回性能好的特點，以及在加固工程中布置方便[9]。

5.8 化學植筋加固法

在房屋建筑中，化學植筋加固法是能解決薄弱位置的問題，可以針對薄弱位置進行加固。目前為止房屋建筑材料更多是使用水泥、混凝土、工程塑料、復合材料、鋼筋等，這些材料中，鋼筋就像是房屋筋骨，起著一定的支撐作用。其中化學植筋加固法就是利用工程化學法植筋膠植筋，這種方法使用的材料基本上都是鋼筋，這種植筋技術存在很多優點，所以被廣泛利用，優點是抗震、耐腐蝕、耐高溫、不易變形、工期短，同時節省了時間成本和人力投入、公司資金投入，這種建造方法能保證房屋的質量，盡量減少墻體之間的變形、裂縫等問題出現[10]。

6 結語

總之，基于建筑物整體結構的加固和變形處理是非常復雜的施工措施，并且與以后使用建筑物結構時的安全因素直接相關。然后，大多數建筑工程師需要進一步改善建筑物整體結構的加固和變形效果，并在建筑物的后續使用過程中確保整個結構的穩定性和安全性。為了積累更多相關的施工作業經驗，合理選擇房屋環境和整體施工要求、標準等，進行房屋結構的改造和加固，進行加固，重建房屋的整體結構，并確保加固和改造的效率以及整個結構的質量。