结构加固技术应用浅析
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摘 要 建筑结构加固的发展历程，强调其在提高建筑结构承载力、结构抗震、使用年限等方面发挥着重要的作用，及其在现实工程中的综合应用进行分析论述。
建筑是人类社会发展的需要,也是人类生存的需要。人有生老病死，建筑物也存在着安全性和耐久性。人病了可以寻医问诊，而建筑物如果生“病”了，应该及时寻找“建筑医生”，其是解决建筑物安全隐患的专业机构。“建筑结构加固”与建筑鉴定评估技术是一个有机整体，对于建筑隐患的诊治标本兼治，两者密不可分。
“建筑结构加固”概念产生是现今建筑行业发展必然的产物，顾名思义,建筑结构加固可以理解为建筑物通过加强达到牢固的意思。“建筑结构加固”的发展促进了建筑行业多元化的发展，这一新兴行业在建筑行业的发展中孕育而出。据不完全统计：西方发达国家已由40年前的大兴土木建设，转变为现阶段原有建筑的修缮、改造和加固，其改造、加固市场份额是新建的若干倍而且还在增长。其意义不只是成本的节约，更体现在不可造资源的节约与建筑文化底蕴的累积，这恰好也是“建筑结构加固”真正的内涵。
一、建筑结构加固发展历程
50年来，结构的加固与改造技术得到了相应的发展。 除了单层居民住宅的普通修缮外，上一世纪50年代至60年代加固较多的是单层工业厂房中的薄腹梁和混凝土柱。常见的薄腹梁加固方法为体外拉杆方法，拉杆中施加的拉力多采用电热张拉法。常见的混凝土柱加固方法有外包钢法和外包混凝土法或称为增大截面法。
此外，尚有环氧砂浆修补法，此法常用于掺加氯盐混凝土构件的修复。这些方法目前还在使用，但从理论上和操作工艺上都有了改善和提高。如混凝土柱的外包钢加固方法，初始阶段的计算方法是分别计算混凝土柱和外包钢，外包钢按钢结构计算；当外包装的缀板加密并出现湿式的施工方法时，其计算按整体构件考虑；当缀板施加拉力时，可按约束混凝土进行计算。
70年代中后期，砌体结构抗震加固的问题日益突出，特别是砖墙的加固问题。中国建筑科学研究院等单位开发了钢筋网水泥砂浆抹面层（俗称“夹筋墙”）加固技术，该技术至今仍广泛用于砌筑墙体的加固。
80年代初，辽宁省建筑科学研究院首先引进了法国混凝土构件加固技术，并用于实际工程。这种技术使混凝土受弯构件的抗弯能力加固得到简化。此后，辽宁省建筑科学研究院还和中国科学院大连物化所研制成功用于混凝土构件粘钢加固的JGN结构加固胶，使粘钢加固技术得以在国内迅速推广应用。由粘钢加固技术派生出来了锚粘带钢加固技术和劲性外包钢加固技术。前一技术将锚栓固定技术与粘钢加固技术相结合，用于受弯构件抗弯和抗剪能力不足的加固。后项技术将前项技术与钢-混凝土组合结构技术相结合，用于受弯构件抗弯抗剪能力不足和钢度不足的加固。
JGN结构植筋胶的使用，使得锚栽钢筋的推广相当普及，同时带动了混凝土构件裂缝修补技术的发展。
90年代初，中国建材院研制出高流动性微膨胀快强浆料，如无收缩高强灌浆料，简称CGM等，使得混凝土构件的局部修补技术得以全面革新，该项新材料面世使得混凝土柱的制约加固技术成为现实。
90年代中后期，纤维类材料用于加固的研究掀起了高潮，冶金建筑研究院引进碳纤维加固技术，河北省建筑科学研究院开发了丙纶纤维混凝土加固技术，中国建筑科学研究院开发了玻璃纤维水泥砂浆面层组合砌体加固技术，如深圳海川公司引进了碳纤维改进型芳纶布加固新技术等。
国外金属化学锚栓进入中国市场，这一技术在结构的加固与改造中得到应用。
近几年，建筑物改造过程中出现局部构件原始人工凿除的做法，逐渐被新型机槿式无损切割方式所取代，无损切割系统可有效解决钢筋混凝土开洞或楼板梁柱拆除，不会对保留构件造成损伤，且安全高效。这一技术越来越广泛地应用于建筑加固市场。
二、建筑结构加固理论与施工工艺
随着结构加固技术的发展，结构的改造技术也相应得到了发展，加固技术在结构的改造中发挥了作用。此外，替代结构技术、改变传力途径技术、预应力技术、托梁拔柱技术、结构增层和加层技术，在结构的改造中由广大的科技人员和工程技术人员发明和创造出来。
加固改造技术的标准化是该项技术成熟的标志，颁布在用的加固改造技术规程规范有：
《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2006）；《古建筑木结构维护与加固技术规范》（GB50165-2006）； 《混凝土结构加固技术规范》（CECS25:90）； 《钢结构加固技术规范》（CECS77:2002）； 《多层砖房结构加层技术规范》（CECS78:2001）； 《砌体结构加固技术规范》（CECS25:2006）; 《建筑抗震加固技术规程》 (JGJ 116-98);《混凝土结构后锚固技术规程》 (JGJ 145=2004)等规程、规范。
新型加固材料的研制是推动加固技术发展的动力。以往的经验告诉我们，检测鉴定技术的发展依赖于检验测试仪器的发展，加固技术的发展依赖于新材料的发展。由轻质、高强、抗腐蚀、耐高温的新材料构成的效果好、易施工的加固方法可推动加固材料的发展。
加固改造理论的提高是该项技术发展的另一个方面。目前的加固基本上是针对构造和承载能力不足的构件，缺乏从结构总体上的把握与判别。在结构设计领域则有相应的理论，如建筑抗震设计中的概念设计，混凝土结构设计中的强柱弱梁强节点等。目前的加固有时会适得其反。例如：对多层砖混结构的某一层墙体做夹筋墙加固，使得该层墙体的钢度大幅度增加，形成与相临楼层的钢度差，对结构的抗震不利。此外还有加固后构件的承载能力提高，防火等级大幅度下降等问题。这些问题需要从总体上把握，依靠加固理论的提高来解决。
建筑物加固的原因有许多形式,有混凝土结构加固,墙体(砌体)加固,基础加固等等.加固的方法也分为很多种,因加固类型的不同而不同。如混凝土结构加固有:
1、加大截面加固法 ：该法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验；适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固；
2、置换混凝土加固法：该法的优点与加大截面法相近,适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。
3、作量较小,适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。
4、粘贴钢板加固法：该法施工快速,且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响，适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。
5、粘贴纤维增强塑料加固法：除具有粘贴钢板相似的优点外，还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点，适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。
6、绕丝法：该法的优缺点与加大截面法相近,适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固，或需对受压构件施加横向约束力的场合。
7、植筋及锚栓锚固法：该法适用于混凝土强度等级为C20~C60的混凝土结构构件的二次锚固。
三、结构加固技术应用浅析
1、加固能提高结构的承载力
1.1籍此验证泉州某银行加固技术应用可满足功能需求及设计要求。某银行因地下室要求加大库存容量,需对地下室一层梁板进行加固。根据加固设计意图，主要加固方法：楼板粘贴碳纤维布,框架梁粘贴钢板加固及加大梁截面3种加固方法。在混凝土楼板加固时,首先凿除原有粉刷层，直到露出新鲜混凝土面,检查混是否存在麻面、蜂窝及空鼓现象。如有麻面、蜂窝、空鼓现象，应对薄弱位置预先清洗干净待干，并用结构胶修复补平。接着涂刷碳纤维布底胶，如局部不平整采用找平胶补平,后涂刷浸渍胶,压贴碳纤维布时采用专用的滚筒顺碳纤维方向进行多次滚压,挤除气泡,使浸渍胶充分浸透碳纤维布。多层粘贴时重复上述步骤,并在最后一层碳纤维布表面均匀涂抹浸渍胶。
1.2进行框架梁粘贴钢板。首先打磨梁面混凝土直到露出新鲜面,表面不平时采用高强环氧树脂砂浆修补，钢板打磨时宜粗糙,打磨纹路尽量与钢板受力方向垂直,打磨后用脱脂棉沾丙酮擦拭干净，然后配胶粘贴。加固施工前，应考虑对预粘框架梁进行卸荷，避免梁加固后出现应力滞后问题。
1.3框架梁采用加固截面法。加固设计单位考虑到原混凝土强度高，且新旧混凝土结合问题，采用浇筑高强无收缩自密性灌浆料。因灌浆料本身具有微膨胀性，解决了新旧混凝土易产生现象，14天强度达到C45，满足设计要求，证实新材料新工艺在改造加固中的应用是切实有效的。
以上粘贴碳纤维布加固法、粘贴钢板加固法及加大截面加固法在建筑中的综合应用实例，有力验证加固确实能有效提高建筑物的结构承载力,满足建筑物使用的功能要求,经实际应用说明加固的重要作用。
2、泉州地区普遍存在的加固特点
加固能提高结构的抗震性能,使建筑物符合安全使用要求，结构加固给予建筑物第二生命，能有效延长建筑物的使用寿命。
现泉州地区仍然存在着许多老旧建筑物，有的砖混结构未设置圈梁构造柱的，有的块石堆切墙体，且楼板采用钢筋混凝土筑造的石头房，这些形式在泉州地区是普遍存在的，砌体结构本身抗震能力差，使得建筑存在严重的安全隐患甚至是危房，很大程度地危及广大人民的生命财产安全，这已经是十分棘手的社会问题。
砌体结构加固方法现已广泛应用于达不到安全使用要求的砌体建筑,砌体结构常用的加固方法有以下几种：
2.1钢筋混凝土外加层加固法。该法属于复合截面加固法的一种。其优点是施工工艺简单、适应性强，砌体加固后承载力有较大提高，并具有成熟的设计和施工经验，适用于柱、带壁墙的加固。
2.2钢筋水泥砂浆外加层加固法。 该法属于复合截面加固法的一种。其优点与钢筋混凝土外加层加固法相近，提高承载力不如前者。适用于砌体墙的加固，有时也用于钢筋混凝土外加层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭。
2.3增设圈梁加固。当圈梁设置不符合现行设计规范要求，或纵横墙交接处咬搓有明显缺陷，或房屋的整体性较差时，应增设圈梁进行加固
2.4增设构造柱加固。当砖混结构未按抗震要求设置构造柱，内外墙转角或交接部位可采用设置构造柱与圈梁、地梁连为一体的做法来提高整体抗震能力。
2.5增设梁垫加固。当大梁下砖砌体被局部压碎或大梁下墙体出现局部竖直裂缝时，应增设梁垫进行加固。
2.6砌体局部拆砌。当房屋局部破裂，在查清其破裂原因后，尚未影响承重及安全时，可将破裂墙体局部拆除，并按提高砂浆强度一级用整砖填砌。
2.7砌体裂缝修补。在进行裂缝修补前，应根据砌体构件的受力状态和裂缝的特征等因素，确定造成砌体裂缝的原因，以便有针对性地进行裂缝修补或采用相应的加固措施。
以上几种方法在福建泉州地区的学校及众多民宅抗震加固中广泛使用。通过抗震加固后效果良好，不但有效提高了加固建筑物的抗震能力和结构承载力，而且为社会节省了大量的重建设资金和不可造资源。
建筑加固是一门特殊的行业,它需要特殊的材料及特殊的工艺。建筑加固质量的控制影响着加固的效果。有效监控、提高加固质量应遵循以下原则。
1.要按照设计图纸及技术交底要求谨慎编制加固施工方案;
2.要根据现行加固施工规范,施工工艺及标准组织施工;
3.加固材料要有出厂合格证及检验报告,进场后见证取样送检，合格方使用于加固中，并注意加固材料的妥善保存；
4.加固施工完毕后，需注意过程养护及成品保护。
四、结语
建筑加固是建筑行业发展的需求,是人类起居生活的有力保障,并为国家节省了大量的建设资金。他使建筑物起死回生,他给予了建筑的第二生命,使废旧的建筑物再一次得以利用。
加固质量的好坏及整体效果直接影响到建筑的使用要求及安全性。判断一幢建筑物是否危房,是否达到抗震要求或构件是否达到承载要求,需对它进行检测及评估。而加固后的建筑是否达到设计要求也需要对它进行整体评估。检测及评估是保证加固后安全使用的一个必要环节。建议建立专业定期评估机制，每隔10年为一周期，对已加固的建筑物进行跟踪检测及使用年限评估。建筑结构加固是一项“人命关天”的社会工程，它关系到人民群众的生命安全，建设主管部门应建立有效的监管体系。