試述各種建筑結構的加固方法

摘要: 隨著社會的進步，城市建設發生了突飛猛進的變化，其中以多(高)層建筑的增多最為引人注目，為了確保城市建設的有序發展，也為了保障人民的生命財產安全，各種建筑結構的加固技術就顯得尤為重要。在此，筆者僅就各種建筑結構的加固技術闡述一下自己的看法，不妥之處，請同行批評指正。

關鍵詞: 建筑;加固;技術

建筑結構的科學檢測、加固是建筑工程質量安全保障體系中的一個重要組成部分。嚴格遵循規范要求是做好建筑工程加固工作的前提。建筑結構加固的設備在日益發展，同時，結構的問題也經常表現出個性特征，因而加固方法也必須不斷發展和創新。

1 混凝土結構加固方法與技術:

一般所需加固的結構大都存在由于結構自身的承載能力因災害(如火災、腐蝕、凍害)或施工質量不到位或功能改變等因素的影響而導致結構承載能力不足的現象，所采用的加固方法多是從提高結構的有效受力面積出發(如加大載面法等)減小截面的應力，或者直接改變結構的受力體系，改變其傳力途徑(如增加支撐法等)從而降低結構構件的受力，最終達到加固的目的。

混凝土結構的加固分為直接加固與間接加固兩類，設計時可根據實際條件和使用要求選擇適宜的方法和配套的技術。

1.1直接加固的一般方法有:

a.置換混凝土加固法:該法的優點是加固后不影響建筑物的凈空，但同樣存在施工的濕作業時間長的缺點;適用于受壓區混凝土強度偏低或有嚴重缺陷的梁、柱等混凝土承重構件的加固。

b.粘貼鋼板加固法:該法施工快速、現場無濕作業或僅有抹灰等少量濕作業，對生產和生活影響小，且加固后對原結構外觀和原有凈空無顯著影響，但加固效果在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平;適用于承受靜力作用且處于正常濕度環境中的受彎或受拉構件的加固。

c.粘貼纖維增強塑料加固法:除具有粘貼鋼板相似的優點外，還具有耐腐濁、耐潮濕、幾乎不增加結構自重、耐用、維護費用較低等優點，但需要專門的防火處理，適用于各種受力性質的混凝土結構構件和一般構筑物。

d.錨栓錨固法:該法適用于混凝土強度等級為C20~C60的混凝土承重結構的改造、加固;不適用于已嚴重風化的上述結構及輕質結構。

1.2 間接加固的一般方法有:

a.預應力加固法:該法能降低被加固構件的應力水平，不僅使加固效果好，而且還能較大幅度地提高結構整體承載力，但加固后對原結構外觀有一定影響;適用于大跨度或重型結構的加固以及處于高應力、高應變狀態下的混凝土構件的加固，但在無防護的情況下，不宜用于混凝土收縮徐變大的結構。

b.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，并可能減小使用空間;適用于具體條件許可的混凝土結構加固。

1.3與混凝土結構加固改造配套使用的技術一般有:

a.植筋技術:該技術系一項對混凝土結構較簡捷、有效的連接與錨固技術;可植入普通鋼筋，也可植入螺栓式錨筋;已廣泛應用于已有建筑物的加固改造工程，如:施工中漏埋鋼筋或鋼筋偏離設計位置的補救，構件加大截面加固的補筋，上部結構擴跨、頂升對梁、柱的接長，房屋加層接柱和高層建筑增設剪力墻的植筋等。

b.托換技術:系托梁(或桁架，以下同)拆柱(或墻，以下同)、托梁接柱和托梁換柱等技術的概稱;屬于一種綜合性技術，由相關結構加固、上部結構頂升與復位以及廢棄構件拆除等技術組成;適用于已有建筑物的加固改造;與傳統做法相比，具有施工時間短、費用低、對生活和生產影響小等優點，但對技術要求較高，需由熟練工人來完成，才能確保安全。

c.裂縫修補技術:根據混凝土裂縫的起因、性狀和大小，采用不同封護方法進行修補，使結構因開裂而降低的使用功能和耐久性得以恢復的一種專門技術;適用于已有建筑物中各類裂縫的處理，但對受力性裂縫，除修補外，尚應采用相應的加固措施。

d.混凝土表面處理技術:系指采用化學方法、機械方法、噴砂方法、真空吸塵方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油跡、殘渣以及其它附著物的專門技術。

2 砌體結構加固方法:

砌體結構的加固分為直接加固與間接加固兩類，設計時，可根據實際條件和使用要求選擇適宜的方法。

2.1適用于砌體結構的直接加固方法一般為:

a.鋼筋混凝土外加層加固法:其優點是施工工藝簡單、適應性強，砌體加固后承載力有較大提高，并具有成熟的設計和施工經驗;適用于柱、帶壁墻的加固;其缺點是現場施工的濕作業時間長，對生產和生活有一定的影響，且加固后的建筑物凈空有一定的減小。

b.鋼筋水泥砂漿外加層加固法:該法優點與鋼筋混凝土外加層加固法相近，但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加固帶壁柱墻時兩側穿墻箍筋的封閉。

c.增設扶壁柱加固法:該法優點亦與鋼筋混凝土外加層加固法相近，但承載力提高有限，且較難滿足抗震要求，一般僅在非地震區應用。

2.2適用于砌體結構的間接加固方法一般為:

a.預應力撐桿加固法: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力、高應變狀態的砌體結構的加固;其缺點是不能用于溫度在60℃以上的環境中。

2.3砌體結構構造性加固

a.增設梁墊加固:當大梁下磚砌體被局部壓碎或大梁下墻體出現局部豎直裂縫時，應增設梁墊進行加固。

b.增設圈梁加固:當圈梁設置不符合現行設計規范要求，或縱橫墻交接處咬搓有明顯缺陷，或房屋的整體性較差時，應增設圈梁進行加固。

3 鋼結構加固方法

鋼結構加固的主要方法有:減輕荷載、改變結構計算圖形、加大原結構構件截面和連接強度、阻止裂紋擴展等。

3.1改變結構計算圖形

改變結構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、節點性質和邊界條件，增設附加桿件和支撐、施加預應力、考慮空間協同工作等措施對結構進行加固的方法;

改變結構計算圖形的一般加固方法:

(1)對受彎桿件可采用下列改變其截面內力的方法進行加固:改變荷載的分布;改變端部支承情況;增加中間支座或將簡支結構端部連接成為連續結構;調整連續結構的支座位置;將結構變為撐桿式結構;施加預應力。

(2)對結構可采用下列增加結構或構件的剛度的方法進行加固:增設支撐或輔助桿件使結構的長細比減少以提高其穩定性;在排架結構中重點加強某一列柱的剛度，使之承受大部分水平力，以減輕其它柱列負荷;加設支撐增加結構剛度，或者調整結構的自振頻率等以提高結構承載力和改善結構動力特性;增加支撐形成空間結構并按空間結構驗算;在塔架等結構中設置拉桿或適度張緊的拉索以加強結構的剛度。

3.2加大構件截面的加固

采用加大截面加固鋼構件時，所選截面形式應有利于加固技術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

鋼結構連接方法，即焊縫、鉚釘、普通螺栓和高強度螺栓連接方法的選擇，應根據結構需要加固的原因、目的、受力狀況、構造及施工條件，并考慮結構原有的連接方法確定。

鋼結構加固一般宜采用焊縫連接、摩擦型高強度螺栓連接，有依據時亦可采用焊縫和摩擦型高強度螺栓的混合連接。當采用焊縫連接時，應采用經評定認可的焊接工藝及連接材料。

4 結論

目前，我國建筑已開始從大規模新建時期邁向了新建與維修并重時期。很多重要的建筑物由于建造地段和文化因素，不能夠輕易拆除，致使國內加固和改造行業的需求迅速增長。加固改造工程由于結構受力的特點，其設計和分析具有較大的技術難度，這就需要建筑工作者根據工程實際情況，采取切實有效的措施，以達到加固建筑，延長使用壽命的目的。

參考文獻:

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