伍文雄

摘 要：本文從建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的必要性出發(fā)，介紹了建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)原則，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)及技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；加固設(shè)計(jì)；施工技術(shù)

前言

在建筑工程建設(shè)過(guò)程中，建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性直接影響著人們生活、工作的安全性，是人們高度重視的一個(gè)問(wèn)題。加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)及施工技術(shù)應(yīng)用對(duì)于建筑工程的整體施工建設(shè)質(zhì)量及建筑單位的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展意義重要。隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)也在不斷得到完善，在提高建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性方面發(fā)揮了重要的作用。

1建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)的必要性

建筑結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中一旦發(fā)生結(jié)構(gòu)性能的劣化，就容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)過(guò)早地進(jìn)行維修或拆除，甚至發(fā)生嚴(yán)重事故。為繼續(xù)滿足使用要求，需對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的加固。在進(jìn)行建筑物加固設(shè)計(jì)和施工前，應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的檢測(cè)和鑒定。明確建筑性能、使用耐久性等方面能否滿足加固要求，提高建筑結(jié)構(gòu)加固的針對(duì)性。同時(shí)，要求技術(shù)人員根據(jù)建筑的實(shí)際情況，對(duì)各個(gè)影響因素進(jìn)行綜合考慮，制定合理科學(xué)的結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)方案，以保證加固技術(shù)能夠在建筑施工中發(fā)揮出有效的作用，使加固后的房屋結(jié)構(gòu)繼續(xù)滿足使用要求。

2 建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)原則

2.1 整體性原則

對(duì)建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)，首先要遵循整體性原則。所謂整體性，主要指加固方案的應(yīng)用應(yīng)該充分考慮到房屋建構(gòu)加固后的整體效果，對(duì)建筑構(gòu)件的加固不會(huì)影響建筑的整體穩(wěn)固性。如果對(duì)建筑中的某個(gè)構(gòu)件進(jìn)行加固后，建筑的整體抗力卻存在下降等不良現(xiàn)象，那么這種構(gòu)件的加固應(yīng)用是不合理的。在建筑結(jié)構(gòu)加固施工中，對(duì)某個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行加固可能會(huì)對(duì)其他一些構(gòu)件的性能造成影響，使其內(nèi)力、剛度等發(fā)生變化，因此，在加固設(shè)計(jì)階段，一定要全面考慮到構(gòu)件加固對(duì)周圍結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的影響，以減小、防止對(duì)周圍結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的影響為前提條件進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。

2.2 合理、經(jīng)濟(jì)性原則

建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)及施工技術(shù)的應(yīng)用在確保建筑整體穩(wěn)固性性能得到提高的前提下，遵循合理、經(jīng)濟(jì)性原則是非常重要的。一般來(lái)說(shuō)，如果對(duì)某個(gè)構(gòu)件進(jìn)行加固后就能滿足建筑結(jié)構(gòu)整體體系受力性能的要求，那么加固該構(gòu)件即可；而如果某構(gòu)件加固后，建筑的整體穩(wěn)固性能還不能達(dá)到相應(yīng)要求，那么就需要結(jié)合建筑實(shí)際情況，對(duì)其他關(guān)鍵構(gòu)件進(jìn)行加固；而當(dāng)無(wú)論是否加固局部的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，結(jié)構(gòu)整體性能都不能達(dá)到要求時(shí)，就要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的整體進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。

3建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)及技術(shù)運(yùn)用

3.1建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)

建筑結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)，應(yīng)充分考慮加固后結(jié)構(gòu)的受力特征，充分發(fā)揮加固效率，且加固設(shè)計(jì)應(yīng)考慮施工的可行性，采取有效措施，保證新增構(gòu)件和部件與原結(jié)構(gòu)連接可靠，新增截面與原截面粘接牢固，形成整體工作； 并避免對(duì)未加固部分及相關(guān)的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件和地基基礎(chǔ)造成不利影響。

結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)又分為整體加固、構(gòu)件加固、構(gòu)造措施等。結(jié)構(gòu)整體加固能顯著改善結(jié)構(gòu)整體受力性能，構(gòu)件加固能提高局部構(gòu)件承載力，恰當(dāng)?shù)臉?gòu)造措施則能保證加固的合理性。無(wú)論整體加固還是局部加固，均應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體計(jì)算分析，并采取合理的構(gòu)造措施，以期達(dá)到相應(yīng)的加固效果。

地震區(qū)結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的加固，除應(yīng)滿足承載力要求外，還應(yīng)復(fù)核其抗震能力，并采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施。該類建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)，可按照新的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行整體計(jì)算分析，并充分考慮新增結(jié)構(gòu)或構(gòu)件對(duì)抗震性能的影響，應(yīng)避免因局部加強(qiáng)或剛度突變而形成新的薄弱部位； 同時(shí)，還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)剛度的增大而導(dǎo)致地震作用效應(yīng)增大的影響。

3.2建筑施工中常用的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)

（1） 加大截面加固法

在建筑結(jié)構(gòu)加固中，加大截面法是一種較常見(jiàn)且適應(yīng)性較強(qiáng)的一種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)加固方法，主要適用于墻、柱、梁、板等一般結(jié)構(gòu)構(gòu)件。一般情況下，這種加固方法就是通過(guò)在鋼筋混凝土的受彎構(gòu)件、壓彎構(gòu)件的一些受壓區(qū)域新加一層混凝土現(xiàn)澆層，增大截面的面積，增加受壓區(qū)高度，進(jìn)而大幅提高這些構(gòu)件的抗彎、抗壓、抗剪承載力以及增強(qiáng)截面的剛度。另外，也可在構(gòu)件截面的受拉區(qū)域增加新的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層來(lái)增加一些構(gòu)件的截面，使新舊構(gòu)件形成疊合構(gòu)件，共同工作以提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力。這種方法有可靠的使用經(jīng)驗(yàn)，施工簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)，但這種方法也會(huì)使建筑的凈空減小，并且由于濕作業(yè)的時(shí)間較長(zhǎng)，會(huì)對(duì)人們的生產(chǎn)生活產(chǎn)生一定的影響。同時(shí)，這種加固方法加大了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面，容易產(chǎn)生新的剛度突變。鑒于此，在必要時(shí)，可設(shè)置一些過(guò)度區(qū)域（ 如在過(guò)度區(qū)域逐漸增大構(gòu)件截面或在該區(qū)域通過(guò)粘貼鋼板而不加大截面等形式來(lái)提高承載力） ，以免造成局部剛度過(guò)大，來(lái)消除不利影響。

（2）外包型鋼加固法

外包型鋼加固法可以在盡可能少增加原建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面的情況下實(shí)現(xiàn)建筑整體承載力的提高。該方法又分為干式外包和濕式外包兩種技術(shù)，其中，濕式外包型鋼技術(shù)具有施工簡(jiǎn)單易操作，加固效果明顯等突出特點(diǎn)，但不足之處是鋼材使用量較大，導(dǎo)致造價(jià)成本偏高。該技術(shù)主要適用于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求較高，且被加固的面積不能擴(kuò)大的建筑結(jié)構(gòu)，如建筑物的梁、柱等結(jié)構(gòu)，而對(duì)于普通的和高溫場(chǎng)所的建筑結(jié)構(gòu)加固則不宜采用。

（3）粘貼鋼板加固法

該種加固技術(shù)主要用于靜力狀態(tài)下的建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固，主要優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)用后對(duì)建筑的日常使用影響較小，施工無(wú)需濕作業(yè)，施工工期也較短，不會(huì)占用建筑內(nèi)部使用空間及對(duì)外觀的損壞也較小也是其突出特點(diǎn)。但該種技術(shù)也存在著較明顯的缺點(diǎn)，那就是加固效果難以控制，這主要是由于施工中膠粘水平對(duì)結(jié)構(gòu)加固效果有較大的影響，把控不好，效果就有很大的差異。

（4）增設(shè)支點(diǎn)加固技術(shù)

主要是通過(guò)增加支撐點(diǎn)的方式對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，可減小結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨度，實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的控制，進(jìn)而提高整個(gè)建筑的承載力。該技術(shù)主要適用于網(wǎng)架、板、梁等水平結(jié)構(gòu)的加固施工中。一般情況下，支點(diǎn)加固主要分為彈性支點(diǎn)和剛性支點(diǎn)兩種，其中彈性支點(diǎn)主要利用支撐結(jié)構(gòu)中的桁架作用，間接傳遞荷載力；剛性支點(diǎn)主要通過(guò)軸心受拉等荷載力，直接將荷載傳遞至建筑基礎(chǔ)構(gòu)件中。

（5）碳纖維加固法

該方法是以碳纖維、芳綸纖維、玻璃纖維等復(fù)合材料，用結(jié)構(gòu)膠粘貼于結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要受力部位的加固方法。該種方法所采用的材料質(zhì)量輕、強(qiáng)度大，施工特別方便，能適應(yīng)曲面粘貼，且具有很強(qiáng)的耐腐蝕性，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的加固施工中。但材料的耐高溫性能差，易發(fā)生火災(zāi)，所適用的環(huán)境溫度（ 長(zhǎng)期使用的環(huán)境溫度不應(yīng)高于60℃） 、濕度都有較強(qiáng)限制，需作專門的防火及耐候性防護(hù)處理。該加固法主要適用于鋼筋混凝土受彎、軸心受壓、大偏心受壓及受拉構(gòu)件的加固，但其所能提高的承載力有限，多用于梁、板正截面受彎承載力及梁斜截面受剪承載力少量補(bǔ)強(qiáng)。當(dāng)利用其纏繞約束作用時(shí)，也可用于少量提高框架柱抗壓承載力及延性。外貼纖維復(fù)合材加固鋼筋混凝土構(gòu)件時(shí)，應(yīng)將纖維受力方式設(shè)計(jì)成僅承受拉應(yīng)力作用。粘貼在混凝土構(gòu)件表面的纖維復(fù)合材，不得直接暴露在陽(yáng)光或有害介質(zhì)中，其表面應(yīng)進(jìn)行防護(hù)處理。表面防護(hù)材料應(yīng)對(duì)纖維及膠粘劑無(wú)害，且應(yīng)與膠粘劑有可靠的粘結(jié)強(qiáng)度及相互協(xié)調(diào)的變形性能。采用纖維復(fù)合材對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固時(shí)，也應(yīng)采取措施卸除或大部分卸除作用在結(jié)構(gòu)上的活荷載。

4結(jié)束語(yǔ)

總而言之，建筑物在使用過(guò)程中難以避免出現(xiàn)老化及損害的現(xiàn)象，因此建筑結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)與施工具有重要的意義。只有不斷優(yōu)化加固方法， 針對(duì)不同的建筑類型制定合理的加固設(shè)計(jì)方案，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固與維護(hù)，促進(jìn)建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

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