摘要：建筑物加固近幾年是發(fā)展比較迅速的行業(yè)，由于種種原因造成建筑物結(jié)構(gòu)不能滿足要求， 加之自然災(zāi)害和節(jié)約用地的需要，建筑物加固與改造將面臨更多的挑戰(zhàn)， 其新技術(shù)、新方法的研究與開發(fā)有著十分廣闊的發(fā)展空間與運用前景。本文將對建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)和原則進(jìn)行初步探討。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu) 加固 技術(shù) 原則

前言：

隨著我國改革開放和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，人們對建筑物的造型、安全性、適用性和耐久性也提出了越來越高的要求，建筑結(jié)構(gòu)加固已成為建筑行業(yè)的一個重要分支。我國是一個自然災(zāi)害較多的國家，地震、水災(zāi)、火災(zāi)等都會對建筑物造成損害，使混凝土結(jié)構(gòu)面臨更嚴(yán)酷的考驗；在五六十年代修建的大批工業(yè)、民用建筑也已進(jìn)入超齡期；前些時期的新建工程又由于設(shè)計規(guī)范偏低、施工和管理等問題，造成工程質(zhì)量不盡理想，存在著諸多安全隱患，等等。這些因素致使我國對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行評估和加固更加迫切和突出。據(jù)統(tǒng)計，我國現(xiàn)有的60 多億平方米的房屋建筑面積中，40%以上需要分期分批進(jìn)行檢測評估和加固。

一、加固技術(shù)

1.混凝土結(jié)構(gòu)加固方法與技術(shù)

混凝土結(jié)構(gòu)的加固分為直接加固與間接加固兩類，設(shè)計時可根據(jù)實際條件和使用要求選擇適宜的方法和配套的技術(shù)。

1.1 直接加固的一般方法

1.1.1 加大截面加固法

施工工藝簡單、適應(yīng)性強，技術(shù)成熟，適用于梁、板、柱、墻和一般構(gòu)造物的混凝土的加固，但現(xiàn)場施工的濕作業(yè)時間長，且加固后的建筑物凈空有一定的減小。

1.1.2 置換混凝土加固法

該法的優(yōu)缺點與加大截面法相近，但加固后不影響凈空，適用于受壓區(qū)混凝土強度偏低或有缺陷的梁、柱等混凝土承重構(gòu)件的加固。

1.1.3繞絲法

優(yōu)缺點與上兩種相似，適用于混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件斜截面承載力不足的加固， 或需對受壓構(gòu)件施加橫向約束力的場合。

1.1.4 有粘結(jié)外包加固法

受力可靠、施工簡便、現(xiàn)場工作量較小，適用于使用上不允許顯著增大原構(gòu)件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承截能力的混凝土結(jié)構(gòu)加固。粘貼加固法可分粘貼鋼板和貼纖維增強塑料兩種，都具有顯著地優(yōu)點。

1.1.5 錨栓錨固法

該法適用于混凝土強度等級為C20～C60 的混凝土承重結(jié)構(gòu)的改造、加固；不適用于已嚴(yán)重風(fēng)化的上述結(jié)構(gòu)及輕質(zhì)結(jié)構(gòu)。

1.2 間接加固的一般方法

1.2.1 預(yù)應(yīng)力加固法

該法加固效果好，能較大幅度地提高結(jié)構(gòu)整體承載力，但加固后對原結(jié)構(gòu)外觀有一定影響； 適用于大跨度或重型結(jié)構(gòu)的加固以及處于高應(yīng)力、高應(yīng)變狀態(tài)下的混凝土構(gòu)件的加固。

1.2.2 增加支承加固法

該法簡單可靠，但易損害建筑物的原貌和使用功能，并可能使用空間；適用于具體條件許可的混凝土結(jié)構(gòu)加固。

2.砌體結(jié)構(gòu)加固方法

砌體結(jié)構(gòu)的加固分為直接加固與間接加固兩類，設(shè)計時，可根據(jù)實際條件和使用要求選擇適宜的方法。

2.1 適用于砌體結(jié)構(gòu)的直接加固方法

2.1.1 鋼筋混凝土外加層加固法

其優(yōu)點是施工工藝簡單、適應(yīng)性強，承載力有較大提高，經(jīng)驗成熟；其缺點是現(xiàn)場施工的濕作業(yè)時間長，對生產(chǎn)和生活有一定的影響，且加固后的建筑物凈空有一定減小。

2.1.2 鋼筋水泥砂漿外加層加固法

其優(yōu)點與鋼筋混凝土外加層加固法相近，擔(dān)提高承載力不如前者；適用于砌體墻的加固，有時也用于鋼筋混凝土外加層帶壁柱墻時兩側(cè)穿墻箍筋的封閉。

2.1.3 增設(shè)扶壁柱加固法

其優(yōu)點亦與鋼筋混凝土外加層加固相近， 但承載力提高有限， 且較難滿足抗震要求，一般僅在非地震區(qū)應(yīng)用。

2.2 適用于砌體結(jié)構(gòu)的間接加固方法

2.2.1 無粘結(jié)外包型鋼加固法

該法屬于傳統(tǒng)加固方法，其優(yōu)點是施工簡便、現(xiàn)場工作量和濕作業(yè)少，受力較為可靠；適用于不允許增大原構(gòu)件截面尺寸，卻又要求大幅度提高截面承載力的砌體柱的加固；其缺點為加固費用較高，并需采用類似鋼結(jié)構(gòu)的防護(hù)措施。

2.2.2 預(yù)應(yīng)力撐桿加固法

該法能較大幅度地提高砌體柱的承載能力， 且加固效果可靠；適用于加固處理高應(yīng)力、高應(yīng)變狀態(tài)的砌體結(jié)構(gòu)的加固。

3.鋼結(jié)構(gòu)加固方法

鋼結(jié)構(gòu)加固的主要方法有： 減輕荷載、改變結(jié)構(gòu)計算圖形、加大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面和連接強度、阻止裂紋擴(kuò)展等。當(dāng)有成熟經(jīng)驗時，亦可采用其它加固方法。

3.1 改變結(jié)構(gòu)計算圖形

改變結(jié)構(gòu)計算圖形的加固方法是指采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節(jié)點性質(zhì)和邊界條件，增設(shè)附加桿件和支撐、施加預(yù)應(yīng)力、考慮空間協(xié)同工作等措施對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法。改變結(jié)構(gòu)計算圖形的一般加固方法：

3.1.1 對結(jié)構(gòu)可采用下列增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度的方法進(jìn)行加固：

（1）增加支撐形成空間結(jié)構(gòu)并按空間結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)驗算；

（2）加設(shè)支撐增加結(jié)構(gòu)剛度，或者調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振頻率等以提高結(jié)構(gòu)承載力和改善結(jié)構(gòu)動力特性；

（3）增設(shè)支撐或輔助桿件使結(jié)構(gòu)的長細(xì)比減少以提高其穩(wěn)定性；

（4）在排架結(jié)構(gòu)中重點加強某一列柱的剛度，使之承受大部分水平力，以減輕其它柱列負(fù)荷；

（5）在塔架等結(jié)構(gòu)中設(shè)置拉桿或適度張緊的拉索以加強結(jié)構(gòu)的剛度。

3.1.2 對受彎桿件可采用下列改變其截面內(nèi)力的方法進(jìn)行

加固

（1）改變荷載的分布，例如將一個集中荷載轉(zhuǎn)化為多個集中荷載；

（2）改變端部支承情況，例如變鉸接為剛結(jié)；

（3）增加中間支座或?qū)⒑喼ЫY(jié)構(gòu)端部連接成為連續(xù)結(jié)構(gòu)；

（4）調(diào)整連續(xù)結(jié)構(gòu)的支座位置；

（5）將結(jié)構(gòu)變?yōu)閾螚U式結(jié)構(gòu)；

（6）施加預(yù)應(yīng)力。

3.1.3 對桁架可采取下列改變其桿件內(nèi)力的方法進(jìn)行加固

（1）增設(shè)撐桿變桁架為撐桿式結(jié)構(gòu)；

（2）加設(shè)預(yù)應(yīng)力拉桿

3.2 加大構(gòu)件截面的加固

采用加大截面加固鋼構(gòu)件時， 所選截面形式應(yīng)有利于加固技術(shù)要求并考慮已有缺陷和損傷的狀況。

3.3 連接的加固與加固件的連接鋼結(jié)構(gòu)連接方法， 即焊縫、鉚釘、普通螺栓和高強度螺栓連接方法的選擇，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)需要加固的原因、目的、受力狀況、構(gòu)造及施工條件，并考慮結(jié)構(gòu)原有的連接方法確定。

3.4 裂紋的修復(fù)與加固

結(jié)構(gòu)因荷載反復(fù)作用及材料選擇、構(gòu)造、施工安裝不當(dāng)?shù)犬a(chǎn)生具有擴(kuò)展性或脆斷傾向性裂紋損傷時，應(yīng)設(shè)法修復(fù)。在修復(fù)前，必須分析產(chǎn)生裂紋的原因及其影響的嚴(yán)重性，有針對性地采取改善結(jié)構(gòu)實際工作或進(jìn)行加固的措施， 對不宜采用修復(fù)加固的構(gòu)件，應(yīng)予拆除更換。

二、建筑加固原則

1.盡可能使加固措施發(fā)揮綜合效應(yīng)，提高加固效率。

2.盡可能保留和利用原結(jié)構(gòu)構(gòu)件，發(fā)揮原結(jié)構(gòu)的潛力，避免不必要的拆除和更換。

3.盡可能減小對建筑物使用功能的影響。

4.加固后結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析和校核除了應(yīng)遵守結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則外，尚應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)在加固時的工作應(yīng)力，加固部分應(yīng)變滯后的特點，新舊材料協(xié)同工作的程度，加固后構(gòu)件截面形心和剛度的變化等。

5.避免或盡可能減小設(shè)計方案的負(fù)面效應(yīng)，充分考慮加固措施對結(jié)構(gòu)體系、未加固構(gòu)件、地基等可能造成的不利影響。

6.應(yīng)采取可靠措施保證新舊材料的共同工作，盡可能通過合理安排新舊構(gòu)件的拆裝順序，通過臨時卸載、臨時支頂或采取預(yù)應(yīng)力加固的方法等，減小應(yīng)力滯后現(xiàn)象，充分發(fā)揮新增部分的作用。

結(jié)語

中國擁有一個龐大的建筑市場，大量的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑需要加固，隨著我國建設(shè)包括建筑物的加固和重建標(biāo)準(zhǔn)化過程和實施標(biāo)準(zhǔn)化，結(jié)構(gòu)加固技術(shù)在我國也會被廣泛使用，同時也必將對我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)起到積極的作用。

參考文獻(xiàn)

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