试述框架结构加固设计

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摘要：随着我国建筑行业的发展，框架结构在新建楼房建筑中应用越来越广泛。但是由于建筑受到多方面因素的影响，很多框架结构建筑出现不同程度的问题，为了保证建筑的安全性与稳定，切实保护人民生命财产安全，需要进行加固处理。本文中结合多年来的实际工作经验对当前多层建筑的框架结构加固方法进行了分析，供今后同类工程借鉴。

关键词：框架结构；加固；设计；问题

中图分类号： TU323.5 文献标识码： A

框架结构建筑进行加固处理，可以提高建筑的整体性能，保证建筑稳定可靠，保证人们的使用安全，能够避免因拆除重建产生的高额成本，免除因重建造成的巨大损失。据相关研究表明，对建筑进行加固处理比拆除重建节省约40%的成本，工期也能够大大缩短。因此加强对框架结构建筑加固的研究具有非常重要的意义。

一、多层框架结构建筑加固设计的主要方案

实际的工程加固设计中，设计人员应根据多层框架结构建筑的实际情况选取科学、有效的加固设计方案，并进行严谨施工。以下，笔者将对主要的多层框架结构加固设计方案进行总结。

（一）抗震墙加固法

抗震墙加固法是多层框架结构建筑加固中的一种重要方案。一般来说，当框架结构抗震能力不足或扭转效应偏大时，设计人员可优先考虑采用增加抗震墙加固方法。在具体施工中，可通过增设剪力墙或翼墙实施。

抗震墙加固法的施工技术较为成熟，然而存在废料、造价高等缺点，且施工周期长、对周边环境影响较大。

（二）碳纤维布加固法

当多层框架建筑出现承载能力不足问题时，设计人员可考虑采用碳纤维布加固法进行施工。施工过程中，可在建筑物构件表面黏贴碳纤维布或碳纤维板，能够有效提升多层框架结构建筑的承载能力。

该方法所用材料质量较轻、强度足够，且施工较为方便，主要适用于对架结构建筑中的梁、板、柱等构件进行加固。

（三）增大截面加固法

增大截面加固法主要针对多层混凝土框架结构建筑。在实施过程中，设计施工人员需采用与原建筑相同材料的钢筋混凝土增大原框架构建的截面积，以此达到提升整体建筑物承载能力的目的。

采用上述方法能够提升框架结构建筑抗弯、抗拉的性能，也能够修复已经存在损伤的混凝土框架截面，常用于对建筑物梁、板、柱以及钢结构中的屋架等构件进行加固。

此外，对框架结构建筑物进行加大截面加固法时，设计人员应充分考虑整体效应，避免施工过程中出现局部刚度过大的状况，从而保证建筑物局部与整体承力均匀。

（四）外包钢加固法

外包钢加固法是一种适用于多层钢结构框架结构建筑的加固方法。在具体的施工过程中，设计施工人员需要将固定钢板包在框架结构构件的外侧，并通过精确计算，实现外包钢与原有构件的充分受力，从而实现整体建筑承载力、延性和刚度的全面提升。

外包钢加固法一般使用与对框架结构建筑梁、柱、屋架等构件的加固，特别适合对大型多层大跨结构框架结构建筑的加固。采用上述方法时，一般可结合化学灌浆法进行外包钢加固，但要保证钢结构表面的温度低于60度，当施工环境具有腐蚀性时，应当采取适当的防护措施，例如，可通过采用高分子材料包裹钢型构件或采用氧气隔绝法等。对于多层框架结构建筑来说，应用外包钢加固法存在用钢量偏大的弊端，因此施工经济成本较高。

二、多层框架结构建筑加固设计施工中应注意的问题

在对多层框架结构建筑进行加固设计施工时，施工人员应结合建筑物的实际情况和周边施工环境的状况，通过精确计算、综合分析，确定合适的设计施工方案，因此，整个加固工程中需要注意的问题有很多。笔者结合平时的工作经验，将多层框架结构建筑加固设计施工中应注意的问题总结如下：

（一）进行实地调查

设计人员在确定加固方案之前，要深入建筑物实地进行调查，对建筑物的实际情况进行调研。调研的主要内容应包含建筑物的受损情况测定、承载能力评估等，并结合调查的内容确定初步的加固方案。

（二）对加固方案进行论证

对建筑物进行实地调查后，加固设计人员应拿出多套施工方案，并会同工程施工小组相关人员进行方案论证，从施工成本、施工流程、施工稳定性等多个方面对所有方案进行详尽考量，并最终确定出最科学合理的加固方案。

（三）预备应急预案

在加固施工前，设计人员应准备相应的应急预案，从而保证施工方案的充分合理性。应急预案应与预实施方案起到互补作用，在施工过程中，一旦发现现有方案出现偏差，施工人员和设计人员应进行及时沟通，在保证加固施工有效实施的基础上，启动应急预案。

三、工程案例分析

（一）工程概况

某中学教学楼共6层，采用框架结构进行设计施工。框架等级为2级，建筑结构安全等级为3级，建筑抗震设防类别为丙类。整栋建筑于2002年3月份竣工，至今已使用11年，由于该中学规模逐年扩大，需在该教学楼基础上增建1层，考虑到增加楼层可能对原有教学楼带来多余的承载负荷，因此，需要对现有教学楼进行加固处理。

（二）加固方案

经过技术人员的测算，该栋教学楼由于使用年限过久，部分框架构件中的钢筋承载能力不能满足现行规范要求，一些框架结构梁端负弯矩以及跨中正弯矩也与现行施工规范不符，因此，需要对1-6层的柱、梁等构件进行加固。由于该栋建筑作为教学楼和办公楼使用，在综合多方面数据后，设计人员制定了如下加固施工方案：

1、基础加固

在原基础承台四周均布12根直径400mm成孔灌注桩，桩长12m，同时，在将原基础表面打毛后，植入钢筋后，浇筑混凝土，扩大基础截面尺寸，使新增桩基与承台连为一体。

2、主体结构加固

对存在梁端裂缝相对应的框架柱，采取扩截面的方式进行加固，目的为了改变该梁的传力途径，同时采用灌封胶进行存在的裂缝进行灌浆处理，然后应沿裂缝粘贴1条≥200mm宽的碳纤维布，裂缝每侧碳布宽度不小于100mm。在板面加固时，可以采用将混凝土的使用度增加的方式，也就是指使用双层的钢筋混凝土板或者采用密度较高，较为厚实的混凝土板进行加固。

3、针对框架中箍筋雕筋无法满足现行要求的状况，拟采用外包角钢加固法施工，以此提升建筑物的承载能力。

4、针对狂接结构梁端负弯矩以及跨中正弯矩不满足现行承载要求的状况，拟采用碳纤维法进行加固施工。

5、在缝隙处或者阳台处等的设计过程中，应避免受到较大的压力或者施重力后就会扭曲变形。

（三）施工细则

外包角钢加固施工流程如下：

1、对需要施工的构件进行打磨、洗净、除锈等工作，并用夹具固定角钢。

2、对角钢进行焊接，并用LJH灌浆料填充柱子与角钢之间的缝隙。

3、保证焊接缝高度大于6MM，确保无虚焊、假焊现象。

4、焊接、填充完后，在加固层表面涂抹水泥砂浆，厚度应大于25MM，以此提升整体加固层的承载稳定性。

（四）碳纤维加固法施工流程如下：

1、进行表面清理。需对施工构件表面进行打磨、除污等清理，并保证构件转角黏贴出呈圆弧状，半径大于25MM。

2、将底层树脂均匀涂抹在需要加固构件的表面，并进行找平处理，保证构件表面不留棱角。

3、黏贴碳纤维布。将碳纤维布黏贴于构件表面，并在最后一层碳纤维布表面均匀涂抹浸渍树脂，该工序24小时后，在构件表面环向围束纤维布，一般来说，纤维布层数不少于3层。

五、结论

本文对多层框架结构建筑加固设计施工的相关内容进行了总结与综述，并结合工程实例分析了加固施工的具体细则和注意事项。因此，本文的研究成果符合预期设想。在对框架结构建筑进行加固设计过程中，设计人员应对实践经验进行不断总结，敢于拓展设计思路，从而保证工程加固项目的有效实施。

参考文献：

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[2]赵士永，强万明，李占文，边智慧．某多层框架结构加固设计与施工[J]．建筑结构，2007(7)．

[3]由中甲.建筑框架结构加固设计途径[J]．现代商贸工业，2013（18）