楊勇 劉萍萍

摘要：鋼結構基礎加固工程設計技術作為民用建筑工程設計的重要技術組成部分，對不斷提高大型民用建筑的結構安全性和穩(wěn)定性起著重要的指導作用。本文首先介紹了民用建筑結構加固的設計和施工的基本原則，然后詳細闡述了民用建筑結構基礎加固的設計和施工的具體方法，為企業(yè)的相關工程技術和結構設計改造提供一定的理論參考。

關鍵詞：結構設計;民用建筑;加固改造

民用的現(xiàn)代建筑通常被視為一種特殊的建筑商品，在建設完成并投入使用后，應保證其能夠使用幾十年甚至作為永久性建筑存在。然而，隨著我國經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，對各種民用建筑結構的安全性能的設計要求也在不斷變化。一些大型的民用建筑加固工程主要是由于住宅用戶生活需要的變化;而對于一些小規(guī)模的民用建筑改造項目，其主要原因可能是通過不斷改變建筑外觀和室內(nèi)裝飾，以跟上居住時代的發(fā)展趨勢，從而充分滿足我國現(xiàn)代住宅建筑的城市規(guī)劃，或滿足新一代現(xiàn)代住宅業(yè)主生活功能的要求。大型的民用建筑加固工程的一些原因也可能是由于其建筑質量本身存在一定的安全風險，或者建筑在投入使用后的有效壽命已經(jīng)到期，可能需要重新安裝、加固或維修。因此，探討大型民用建筑主體建筑結構進行加固設計的基本問題，對民用建筑結構加固工程的初步改造具有重要的理論和客觀的現(xiàn)實指導意義。

1結構加固設計改造原理

1.1混凝土加固材料的使用

為了有效地提高早期結構在后續(xù)加固中的應力應變和早期應力收縮滯后，結構鋼加固的鋼筋一般應選用大一級鋼筋，并對比其進行加固的Ⅱ鋼筋應力比大、極限小、變形量小。為了有效減少鋼筋材料的使用，應考慮采用高強度鋼筋，通過早期預應力加固處理，有效提高鋼筋的早期應力收縮水平。為了保持兩種無縫組合鋼筋結構材料具有較高的無縫連接度和性能，同時能實現(xiàn)新舊復合材料在應力下的協(xié)調工作，還要在選擇鋼筋混凝土與鋼筋混凝土的材料壓縮性的同時，盡量保證原材料組分間無縫結合良好、早期粘結強度高;灌漿用化學粘結劑等用于灌漿的化學材料一般應保證其應力收縮小、附著力和強度高、耐腐蝕性強、填充能力好。

1.2加固結構的受力特性

與普通無筋鋼結構體系相比，加筋鋼結構往往具有不同的受力穩(wěn)定特性。

（1）加固結構通常是二次加固結構的組合，新舊加固結構之間往往存在協(xié)調、彈性一致性的問題，使得加固工作出現(xiàn)問題。接觸面施工做法的處理和建筑結構施工做法的設計是保證新舊建筑結構協(xié)調的重點。

（2）二次鋼筋混凝土結構通常是二次鋼筋混凝土應力組合結構，在二次鋼筋混凝土結構未被原混凝土結構第一次接受應力之前，其受力狀況特別好，但在二次鋼筋混凝土結構中其整體承載力較低，而整體應變應力水平和結構表面的橫截面應力水平都會較高。然而，新加固結構的一部分只能在二次荷載的共同作用下承受應力。此時，整體基礎設施新增作用應力和新增應變的增加很可能是新增累積效應比原有結構加固應力和新增應變強度滯后，當原有的鋼筋結構應力超限累積設置新的附加應力時，鋼筋結構的強度可能還是比較低的，在原有結構尚未出現(xiàn)嚴重破壞的情況下，可加固結構的能量尚未完全超過規(guī)定的強度，此時應力已達到極限。

1.3新舊結構的協(xié)同工作

在新舊基礎加固結構中，機械應力在使用過程中存在一定的特殊性，就是加固結構出現(xiàn)特殊情況或整個面受到了嚴重損壞，在舊的和新的加固結構中，機械接口往往同時產(chǎn)生剪力、拉力、彎曲和壓縮應力，尤其是經(jīng)常產(chǎn)生水平偏應力分量的構件。接觸點表面應力的有效流動和傳遞是保證新舊結構協(xié)調利用的重要環(huán)節(jié)。軸承應力在接觸面上的橫向傳遞通常不是一個重要的因素，重要的點在于軸承的張力和表面的剪力。由于直接結構面離散性和間接結合強度，接觸面的壓縮拉伸和剪力性能以及間接粘結面的壓縮剪切性能，往往不能同時滿足直接拉伸與壓縮剪切承載力的綜合要求。

2加固改造的步驟

（1）積極收集相關信息。調查主要是了解工程的具體情況（包括：施工設計圖紙、完成的設計資料、使用過程中的維修工藝日志、使用和維修環(huán)境等），以及工程準備、安裝和改造的具體內(nèi)容（包括使用過程中的功能和條件，等等）。

（2）現(xiàn)場調查和測試。及時收集主要建筑材料（現(xiàn)場）的設計資料和其他主要建筑結構的設計資料。

3加固改造方法

3.1混凝土結構加固改造

（1）增大物體橫截面的方法。特點：本產(chǎn)品采用原材料制造，加大結構件截面，大大提高整體承載力。適用范圍：梁、柱、板、墻等一般建筑構件。

（2）了解外鋼模板的加固方法。特點：鋼筋混凝土框架構件纏繞在鋼筋型鋼周圍，可與其他混凝土構件協(xié)同工作，提高整體承載力。實踐主要分為干地或濕地。限制使用范圍：由于高度限制或需要大幅度提高整體承載力時，適當增加構件截面高度。當鋼是由各種化學材料制成的灌漿時，鋼基體的表面溫度不應高于60℃℃.當室內(nèi)環(huán)境有強腐蝕性介質時，必須有可靠的環(huán)保和防腐措施。

（3）研究預應力結構的加固方法。特點：一是采用新型預應力鋼結構拉桿或鋼支撐桿來加固原有的基礎結構基礎，使原有的基礎結構需要承受的大部分荷載可以傳遞并連接到結構上進行加固。使用壽命范圍：該產(chǎn)品能有效提高機械承載力、剛度和機械抗裂性。同時這種鋼筋結構占用場地空間小，主要產(chǎn)品適用于梁、板、屋架等。不宜用于建筑溫度通常高于60℃的高溫環(huán)境導致建筑結構中混凝土墻體的收縮力逐漸增大。

（4）添加支點操作。特點：可根據(jù)構件高度增加多支點，有效減少空間長度和結構變形的計算，提高整體承載力。高剛度高強度彈性矩形支點結構有兩種。適用范圍規(guī)格：適用于室內(nèi)凈空或限制施工的梁、板、桁架等。

（5）粘貼不銹鋼板的方法。特點：鋼筋混凝土墻面可粘貼不銹鋼板，有效提高整體承載力。適用范圍規(guī)格：本產(chǎn)品適用于箱體彎曲、承壓等結構件（梁、板）。不適合在相對溫度通常高于60℃的高溫環(huán)境中使用℃。當此類環(huán)境條件具有強腐蝕性和水性時，應采取可靠的環(huán)保處理措施。

3.2砌體結構加固改造

（1）對于建筑砌體，水泥問題的主要原因可能是建筑砌體基礎的承載力和結構穩(wěn)定性明顯不足。水泥加固施工方法主要有轉扣柱法和磚網(wǎng)基水泥加固法（2）墻體磚柱磚對應的墻體鋼筋處理方法主要有采用增加大截面鋼筋法和采用大鋼筋外包裝加固方法。磚墻、砌體結構常見裂縫需要根據(jù)實際情況進行分析處理。對于墻體溫度變化引起的脆性裂縫，可考慮兩種方法：填充和加固密封，以及基礎鋼筋和錨固。由于脆性裂縫較薄，裂縫孔數(shù)較大，脆性裂紋繼續(xù)發(fā)展穩(wěn)定后，可考慮鋼筋灌漿縫和加固錨固方法。而由于墻體結構的強度等原因以及脆性裂縫引起的一般要求首先對結構承載力或結構穩(wěn)定性性能不足的裂縫問題進行綜合處理，再進行處理，解決裂縫發(fā)展問題。

結語

民用的現(xiàn)代建筑通常被視為一種特殊的建筑商品，在建設完成并投入使用后，應保證其能夠使用幾十年甚至作為永久性建筑存在。然而，隨著我國經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，對各種民用建筑結構的安全性能的設計要求也在不斷變化。目前，主體加固主要是針對基礎結構和主體承載能力相對不足的主體構件，而對主體結構構件的整體合理把握和診斷與判別能力相對較弱。要注意房屋局部相鄰構件的加固對房屋相鄰局部構件乃至房屋整體建筑結構的直接影響。否則，加固或改造的需要最終會適得其反。另外，隨著鋼筋鋼構件整體承載力的提高，要著重注意防火等級可能會明顯降低等諸多問題。

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