建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)探析

摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，各種高層建筑越來(lái)越多，城市化進(jìn)程穩(wěn)步發(fā)展。為了確保建筑正常使用年限，維護(hù)人民生命及財(cái)產(chǎn)安全，建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)至關(guān)重要，并在各項(xiàng)建筑工程中引起高度重視。本文結(jié)合當(dāng)前建筑施工發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)幾種常見的建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)進(jìn)行分析與闡述。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)加固方法技術(shù)手段

中圖分類號(hào)：TU3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X(2012)03(c)-0000-00

隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和生活水平的不斷提高，人們對(duì)建筑的數(shù)量、質(zhì)量和使用功能提出了越來(lái)越多的要求，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步也促使各種新型結(jié)構(gòu)、新型材料以及新的施工工藝不斷出現(xiàn)。為保證建筑工程的質(zhì)量，促使建筑業(yè)健康發(fā)展，我國(guó)于1997年通過了《中華人民共和國(guó)建筑法》，明確規(guī)定：“建筑物在合理使用壽命內(nèi)，必須確保地基基礎(chǔ)工程和主體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，對(duì)已發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量缺陷，建筑施工企業(yè)應(yīng)當(dāng)修復(fù)。因此，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕B(tài)度、科學(xué)的加固方法，確保建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性、安全性，具有一定重要的意義。

1加大截面積技術(shù)方法

通過加大截面積的方式，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)加固，在構(gòu)件的外部包裹混凝土，以增加構(gòu)件的配筋量與橫面積，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)加固目標(biāo)。在建筑結(jié)構(gòu)施工中，加大截面積的方法較為傳統(tǒng)、常用，因此工藝簡(jiǎn)單、適用范圍廣，可應(yīng)用于各種墻體、梁柱等混凝土結(jié)構(gòu)中。結(jié)合構(gòu)件的加固要求、受力特點(diǎn)等區(qū)別，可選擇單側(cè)加厚、雙側(cè)加厚等方式。為了確保后期澆筑混凝土的正常運(yùn)行，可適當(dāng)增設(shè)構(gòu)造鋼筋；如果工程以加配鋼筋為主，則應(yīng)增加鋼筋的截面積，為了確保鋼筋加固后的正常工作，還應(yīng)澆筑一層混凝土保護(hù)層。一般情況下，外包材料多是普通混凝土，如果外包層薄弱、鋼筋密集，就可利用細(xì)石混凝土，除了利用鋼筋配筋之外，還可應(yīng)用鋼板或型鋼。

通過采取加大截面積的技術(shù)方法，在設(shè)計(jì)構(gòu)造時(shí)，應(yīng)充分考慮原有部分與新加部分的整體受力情況。在產(chǎn)生受力時(shí)，加固結(jié)構(gòu)的結(jié)合面就會(huì)產(chǎn)生各種應(yīng)力，以剪力和拉力為主。在彈性塑性階段，結(jié)合面的反向拉力、剪應(yīng)力等，主要通過新舊混凝土粘合的強(qiáng)度來(lái)承擔(dān)。如果裂縫達(dá)到極限狀態(tài)，就通過貫穿結(jié)合面的錨固螺栓或者錨固鋼筋而產(chǎn)生被動(dòng)的剪切力、摩擦力。但是這種方法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)的工程量較大，養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)正常生產(chǎn)與生活造成一定影響。同時(shí)，當(dāng)構(gòu)件截面增大后，將對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的外觀及房屋凈空產(chǎn)生一定影響。

2預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)主要通過外加預(yù)應(yīng)力撐桿或者鋼拉桿的方式，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)加固。也就是說，通過施加預(yù)應(yīng)力，使撐桿或者拉桿受力，對(duì)原有結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布產(chǎn)生變化，降低結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平，提升結(jié)構(gòu)承載力。預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的特點(diǎn)是通過預(yù)應(yīng)力手段，強(qiáng)迫提升撐桿受力或者后加拉桿，減少原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平。這樣，就可避免一般加固結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力應(yīng)變滯后現(xiàn)象，發(fā)揮改變、卸載、加固結(jié)構(gòu)內(nèi)力的作用，提升結(jié)構(gòu)承載能力。

采取預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)，根據(jù)加固對(duì)象的具體差別，可分為預(yù)應(yīng)力撐桿加固、預(yù)應(yīng)力拉桿加固兩大內(nèi)容。一方面，預(yù)應(yīng)力撐桿加固技術(shù)，主要加固軸心受壓力或者小偏心受壓柱，根據(jù)不同的柱受力狀況，又可分為單側(cè)撐桿加固、雙側(cè)撐桿加固兩種方式；另一方面，預(yù)應(yīng)力拉桿加固主要應(yīng)用于一般的框架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、梁板結(jié)構(gòu)、桁架結(jié)構(gòu)等。鑒于加固的要求以及被加固結(jié)構(gòu)的受力情況不同，又可將預(yù)應(yīng)力拉桿加固分為水平式（正截面的受彎承載力不足）、下?lián)问剑ㄐ苯孛娴氖芗舫休d力及正截面的受彎承載力不足）、混合式（正截面的受彎承載力不足及斜截面的受剪承載力稍有不足）三種方式，分別適用于不同的截面中。

有關(guān)預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)，一般適用于跨度較大的結(jié)構(gòu)中，或者采取一般方法難以滿足加固效果的情況，但是這種方法不適合在高濕度環(huán)境下作業(yè)，這種環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)或者混凝土收縮力有所變大，不利于加固效果。

3外包鋼加固技術(shù)

應(yīng)用外包鋼加固技術(shù)，利用角鋼外包在構(gòu)件的四角位置，在角鋼之間采取綴板連接方式。外包鋼加固法可分為濕式與干式兩種情況。一方面，濕式外包鋼法，在原有構(gòu)件和型鋼之間，利用環(huán)氧樹脂或者乳膠水泥等粘結(jié)，將新舊材料之間進(jìn)行有效協(xié)同，確保工作整體性，但是作業(yè)強(qiáng)度較大；另一方面，干式外包鋼法，即原有構(gòu)件和型鋼之間沒有任何粘結(jié)作用，雖然有時(shí)候以水泥砂漿填補(bǔ)，但是并不能實(shí)現(xiàn)結(jié)合面拉力與剪力的傳遞，難以保障原構(gòu)件和型鋼的整體工作，只能實(shí)現(xiàn)單獨(dú)受力。與濕式外包鋼方式相比，干式外包鋼的施工更加簡(jiǎn)單，但是提高承載力的能力遠(yuǎn)不如濕式外包鋼；這種方法基本對(duì)原結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面尺寸更改不大，僅是提高構(gòu)件承載力，增加剛度與延性，一般在屋架、磚窗間墻、梁、混凝土柱等結(jié)構(gòu)構(gòu)件、構(gòu)筑物加固中應(yīng)用廣泛。這種外包鋼加固技術(shù)，尤其應(yīng)用于不需要增大截面尺寸的工程中，可極大提高承載力的軸心與偏心，施工的工作量小、效率高、質(zhì)量好，但是用鋼量較多，加固成本高。

4外部粘鋼加固技術(shù)

外部粘鋼加固法，主要利用粘貼劑，與加固設(shè)計(jì)相符，將鋼板粘貼在鋼結(jié)構(gòu)或者混凝土表面，共同產(chǎn)生作用力。外部粘鋼加固技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于：施工便捷、效率高，基本不會(huì)改變構(gòu)件外觀及使用空間，提高了結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力。當(dāng)采取外部粘鋼加固技術(shù)時(shí)，一般將鋼板粘貼在梁底的受拉位置，增加梁的承載力，如果在梁的側(cè)端粘貼鋼板，也可保障梁的斜截面承載力。

當(dāng)前，外部粘鋼加固技術(shù)主要應(yīng)用于受拉構(gòu)件或受彎構(gòu)件的補(bǔ)強(qiáng)加固工程中，要求環(huán)境溫度控制在60℃以內(nèi)，相對(duì)濕度則小于70%，且沒有化學(xué)腐蝕。如果工作條件不能滿足以上條件，則要采取對(duì)應(yīng)的處理措施。另外，外部粘鋼加固技術(shù)對(duì)施工工藝的要求較高，需要確保施工隊(duì)伍的專業(yè)性，提高施工質(zhì)量。

5增設(shè)支點(diǎn)技術(shù)

增設(shè)支點(diǎn)加固技術(shù)，主要通過增加支撐點(diǎn)的方式，降低結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨度，以控制結(jié)構(gòu)內(nèi)力，提高承載力。這種方法既簡(jiǎn)單又可靠，但是會(huì)對(duì)使用空間造成一定影響，一般適用于網(wǎng)架、桁架、板、梁等水平結(jié)構(gòu)的加固施工中。

結(jié)合新增加支撐結(jié)構(gòu)的變形特質(zhì)，應(yīng)用支點(diǎn)法可分為彈性支點(diǎn)與剛性支點(diǎn)兩種方式。彈性支點(diǎn)主要通過支撐結(jié)構(gòu)中的桁架或者受彎力作用等，間接傳遞荷載力。由于支撐結(jié)構(gòu)變形與被加固結(jié)構(gòu)變形屬于同一個(gè)數(shù)量等級(jí)，那么支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)按照彈性支點(diǎn)來(lái)考慮，涉及到復(fù)雜的內(nèi)力分析技術(shù)；剛性支點(diǎn)通過軸心受拉或者軸心受壓等荷載力，直接傳遞到柱子或者基礎(chǔ)構(gòu)件部分。這種方法的內(nèi)力計(jì)算較為簡(jiǎn)單。相對(duì)來(lái)說，采取剛性支點(diǎn)技術(shù)加固，可較大提高結(jié)構(gòu)的承載能力，而彈性支點(diǎn)則對(duì)空間使用的影響程度較低。

總之，建筑結(jié)構(gòu)加固的技術(shù)方法較多，本文介紹了幾種常見方法。為了在實(shí)際加固工程中選擇最合理、最經(jīng)濟(jì)的方案，還應(yīng)加深學(xué)習(xí)與交流，以應(yīng)用更多先進(jìn)加固技術(shù)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

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