房屋结构加固设计技术应用探析

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摘要：结构在长期的自然环境和使用环境的作用下，其功能必然逐渐减弱，我们结构工程的任务不单要作好建筑物前期的设计工作，还要能科学的评估结构损伤的客观规律和程度，并采取有效的方法保证结构的安全的使用，那么，结构的加固将成为一项重要的工作。可以预见的是21世纪，人类建筑物还会以混凝土结构、钢结构、砌体结构等为主，现阶段我认为我们在结构的加固这方面的研究应该还以此为主要突破方向。

关键词：建筑结构;工程加固;施工技术

Abstract: The structure of the long-term natural environment and the use of the environment, its function must gradually weakened, our structural engineering tasks not only to prepare the preliminary design of the building work, but also can the objective laws of the scientific evaluation of structural damage and extent of and adopt effective measures to ensure the safe use of the structure, then the reinforcement of the structure will become an important work. It is foreseeable that in the 21st century, human building will be the main concrete structure, steel structure, masonry structure, at this stage, I think that we study the reinforcement of the structure should be as a major breakthrough direction.Key words: building structure; engineering reinforcement; construction technology

中图分类号：TU765文献标识码： A 文章编号：

引言

近年来，随着国民经济的迅速增长，建筑领域里，不断出现越来越多的混凝土建筑物由于设计变更、施工质量、使用功能改变或经受灾害破坏等原因，而必须对原建筑物进行加固改造。现对目前常用的几种施工方法进行简单的介绍，对混凝土结构常见的加固对象进行分类,并对其破坏的特性进行描述，对混凝土结构加固技术在设计中的应用作了初步探索和理解,阐述了各加固技术的特点。

当前的一些混凝土构筑物因建成时间长、出现功能性改变、受到外力破坏、设计时配筋不足、施工时质量控制不严等因素,都需要对相应的混凝土构件进行加固。对需加固的混凝土构件,首先要分析其损伤的原因及破坏特性,明确其破坏机理,从而制定科学、经济、合理的加固方案。混凝土结构的加固可分为直接加固和间接加固。结构加固中需根据实际条件以及使用要求选择适宜的加固方法。

一、直接加固方法  

一般所需加固的结构大都存在由于结构自身的承载能力因灾害（如火灾、腐蚀、冻害）或施工质量不到位或功能改变等因素的影响而导致结构承载能力不足的现象，所采用的加固方法多是从提高结构的有效受力面积出发（如加大载面法等）减小截面的应力，或者直接改变结构的受力体系，改变其传力途径（如增加支撑法等）从而降低结构构件的受力，最终达到加固的目的。

1．加大截面加固法。在钢筋混凝土受弯构件现浇混凝土可增加截面有效高度，扩大截面面积，同时可增加主筋从而提高构件正截面抗弯、斜截面抗剪承载力。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；但现场施工的湿作业时问长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。  

2．置换混凝土加固法。该法的优点与加大截面法相近，且加固后不影响建筑物的净空，但同样存在施工的湿作业时间长的缺点；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．外包型钢加固法。外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边，外包钢加固钢筋混凝土梁一般应采用湿式外包法，即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固构件粘结成一整体，加固后的构件，由于受拉和受压钢截面面积大幅度提高，因此正截面承载力和截面刚度大幅度提高。 

4．外粘钢板加固法。该方法是在构件承载力不足区段表面粘贴钢板来提高承载力达到加固补强作用。注意的是，加固工程完成后，应用小锤轻轻敲击粘贴钢板，从响声判断粘接效果或用超声波法探测粘贴密度。如锚固区粘贴面积少于90%，非锚固区粘贴面积少于70%，则此粘贴无效，应剥下重新粘贴。对于重大工程，为真实检验加固效果，尚需抽样进行荷载试验，一般仅作标准使用荷载试验，即将卸去的荷载重新全部加上，其结构的变形和裂缝开展应满足设计使用要求。

 5．粘贴纤维复合材加固法。该方法是用胶结材料把纤维复合材料贴于构件受拉区域表面，且使纤维方向于构件受拉方向一致，它于被加固截面共同工作，除具有粘结外包型钢加固法相似的优点外，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，但需要专门的防火处理，适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。

二、间接加固方法  

间接加固是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法；改变结构计算图形的一般方法为：增加支撑形成空间结构并按空间结构验算：加设支撑增加结构刚度，或者调整结构的自振频率等，以提高结构承载力和改善结构动力特性；增设支撑或辅助杆件，使结构的长细比减小以提高其稳定性；在排架结构中重点加强某一列柱的刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其它柱列负荷。  

1．增设支点加固法。增设支点加固法是通过增设支承点来减小结构计算跨度，改变结构内力分布并提高其承载能力的加固方法。梁、板在跨中增设支点后，减小了跨度，从而能较大幅度地提高承载能力，并能减小和限制梁、板的挠曲变形。适用于房屋净空不受限制的大跨度结构中梁、板、桁架、网架等水平结构的加固。增设支点加固法优点是简单可靠，缺点是使用空间会受到一定影响。

２．外加预应力加固法。对正截面受弯承载力不足的梁板构件可以采用预应力水平拉杆进行加固；正截面和斜截面均需加固的梁式构件可采用下撑式预应力拉杆进行加固。对受压承载力不足的轴心受压柱、小偏心受压柱和大偏心受压柱可采用预应力撑杆进行加固

三、结构加固的技术  

对于混凝土结构，在选择加固方法的同时还需选择相应的配套技术。其中施工技术一般有：

(1）托换技术。该技术系托梁（或析架，以下同）拆柱（或墙，以下同）、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称。托换技术属于一种综合性技术，由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成，适用于已有建筑物的加固改造。与传统做法相比，具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点。但对技术要求比较高，需要由熟练工人来完成，才能确保安全。

(2)植筋技术。该技术系一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术，可植入普通钢筋，也可植人螺栓式锚筋，已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程。

(3)裂缝修补技术。该技术根据混凝土裂缝的起因、性状和大小，采用不同封护方法进行修补，使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术；适用于已有建筑物中各类裂缝的处理，但对承载力不足引起的裂缝，除修补外，尚应采用相应的加固方法进行加固。

(4)碳化混凝土修复技术。该技术系指通过恢复混凝土的碱性（钝化作用）或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术，目前这一技术还不够成熟。

(5)混凝土表面处理技术。该技术是指采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油迹、残渣以及其它附着物的专门技术。

四、工程应用

该工程位于珠海市，原建筑为三星级酒店，但由于种种原因该项目在完成主体框架结构后一直被空置。后由新的投资方收购并重新定位开发，目标为改造成五星级度假酒店。该改造项目难点在于：１、在原地下室顶板上加建两层用作酒店大堂，这就需要在原结构梁上立柱，为此我对原结构重新建模型整体计算，根据计算数据对不满足要求的原框架梁柱增大截面处理，其中就用到植筋、钢包柱等多种加固技术；２、在原三层天面增加游泳池，由于荷载较大，我经过计算采用增加柱及基础的方法，达到减轻原结构承担荷载的目的。３、由于原使用功能的重新划分，使作用在原楼板上的荷载发生变化，经计算后对原不满足计算要求的板及梁采用粘钢的加固技术。该工程现已改造完毕并重新投入使用，由于各项加固技术运用恰当，最大限度地利用了原有结构，取得比较好的经济效益，获得业主方的一致好评。

五、结束语

  在建设中,我们应该选择合适的加固方法,同时还应考虑其是否具有良好的施工性、是否经济等方面。随着现代建筑科学技术的不断进步,新型建筑材料不断出现,混凝土结构加固技术会有更大发展,加固方案的选择范围也将具有更为广泛的空间。

参考文献:

[1] 混凝土结构加固设计规范（GB50367－2006）.

[2]林文修,陈昌松.混凝土加固方法与技术[M].北京:中国建筑工业出版社.

[3]李全旺,赵树红.碳纤维加固钢筋混凝土梁受剪承载力试验分析.清华大学土木工程系

[4] 邢占勇．房屋建筑物加固技术概述[J]．山西建筑，2003，（1）．