建筑結構加固技術的研究與應用

程子晏

（宿遷東潤建設工程有限公司 江蘇省 宿遷市 223800）

我國目前因土地資源有限，使得人們越來越多地把目光投向了對既有建筑的修繕與改造，與新建建筑物相比，對原有建筑物進行加固和現代化改造不僅見效快，而且其造價僅為新建建筑物的30～60%，經濟效益和社會效益顯而易見。

1 鋼筋混凝土結構加固理論

科學技術的迅猛發展，新材料、工藝的不斷涌現使得結構加固的方法也越來越多，綜合總結學者們的研究，可將現有的加固技術按照加固原理大致分為提高建筑結構的構件性能和改變結構受力體系這兩種加固方法，如表1。

表1 建筑結構加固原理

目前應用較多的是提高建筑結構的構件性能的加固方式。既有建筑結構由于其特殊性，使得它的加固設計、施工等均要比新建建筑結構復雜：既有建筑加固設計包括原建筑的承載力驗算、材料性能檢測、加固計算和新舊結合后的組合建筑的構件的強度和剛度驗算等。在進行加固設計時，需要考慮新舊結構的協調工作、加固施工對周圍環境的影響、周圍建筑造成的現場局限等等因素。

2 我國目前的建筑結構加固技術

2.1 增大截面加固法

增大截面加固法是較為經典的一種建筑物加固技術，主要是借助在建筑物的構件外表面，增大其截面面積或增配鋼筋來提高建筑物的構件承載能力和整體剛度，增大截面加固法可廣泛的應用于一般的梁、板、柱、墻等混凝土受彎、受壓構件，其工藝簡單、適用面較廣泛，是目前建筑行業最為廣泛的一種建筑結構加固形式。根據結構構件受力特點、加固目的、構件尺寸等，可將既有建筑結構的增大截面加固方案設計分為單側加固、雙側加固、三側加固、四面包裹四種；根據不同的加固目的和要求又可分為以增大截面面積為主要形式的加固方式和以增加鋼筋用量為主的加固方式以及增大截面同時增加鋼筋的加固形式。較早的民間運用增大截面加固技術對自己房屋等進行加固，具有相對成熟的設計理論和豐富的實際工程經驗，并且增大截面加固的工程成本較低，但加固時候的施工工藝較復雜，現場施工的濕作業時間長、會增大結構的自重、會減少建筑物的凈空的和實際使用面積（如圖1）。

2.2 外貼型鋼加固法

圖1

外貼型鋼法主要是通過在既有混凝土結構的外表面粘貼型鋼，讓新增的型鋼與被加固的原構件共同作用形成一個受力體系，以增強被加固構件的抗彎能力和抗剪能力，從而進一步提高結構的安全度。外貼型鋼加固法適用承受靜力作用且處于正常濕度環境中的受彎構件的加固，是近年來發展最快的一種加固方法。這種方法適用于需要大幅度提高承載力、增大延性和剛度，但不允許過大的增大結構構件截面尺寸的混凝土結構構件的加固。一般較適用于混凝土柱、梁、屋架、特別是大型結構和大跨度結構的加固。外貼型鋼加固法施工方便、現場工作量少、工期短、受力可靠、對房屋外觀和凈空影響小，施工時只需卸荷和按要求對原有構件外表面進行除銹等處理后即可，現場的濕作業少，構件被加固后24h 便能夠使用。

2.3 粘貼碳纖維復合材料加固法

纖維聚合物具有強度高、剛度大、優異的耐腐燭、抗疲勞性能并且剪裁方便，碳纖維的主要組成部分是碳元素（一般為90%以上），不同種類的碳纖維含碳量個不相同，碳纖維耐高溫、耐腐燭、具有顯著的各向異性、可加固各種形狀的構件。碳纖維的比重僅為鐵的1/4～1/5，但是它的強度和重量比卻是鋼板的3～5 倍，碳纖維擁有與鋼材相近甚至比鋼材更高的的強度和剛度，而且具有鋼材所不能比擬的耐腐燭性和各向異性、耐螺動性、耐熱性、抗疲勞能力，碳纖維增強材料能在具有高腐燭危害的環境中使用，碳纖維復合材料在延續了碳纖維材料各種性能的同時添加了部分新新材料（樹脂、陶瓷、特殊金屬等）以提高材料自身性能。

目前，在許多領域，碳纖維（CFRP）加固技術已經取代了粘鋼加固技術，但因為碳纖維的彈性模量低，常用的一般只有230GPa左右，高彈性模量的也不過380～640GPa，外貼碳纖維復合材料加固受彎混凝土構件，被加固的結構構件能提高其自身的強度方面，但剛度的提高相比較小。

2.4 鋼筋網砂漿加固

鋼筋網砂漿加固的施工是在既有鋼筋混凝土結構構件外表面綁扎鋼筋網，借助高壓噴射設備將復合砂漿噴射到其表面，使鋼筋網和復合砂漿形成一個加固整體。其施工工藝簡單、占地面積少、效率高，施工現場也不需要大型的固定設施。鋼筋網水泥砂漿可在較大程度上克服鋼絲網砂漿加固的局限。但因需保證鋼筋與砂漿薄層共同工作，而只適合釆用小直徑鋼筋（一般3～6mm），同樣只適合加固一些受力不很大的混凝土構件，且由于小直徑鋼筋網在砂漿中的配筋分散性明顯低于鋼絲網，鋼筋網復合砂漿加固后的構件的延性和耐久性會明顯低于鋼絲網砂漿加固后的構件。

3 結束語

建筑物自身性能漸漸老化、結構功能慢慢衰減是建筑物的一個不可逆轉的客觀規律，及時采取有效措施進行加固和修繕，可延緩既有建筑的結構損傷進程，達到延長建筑物使用壽命的目的。所以對建筑結構的加固技術進行研究并使之發展應用，具有重要的經濟效益和作用。

[1]趙榮超.淺談建筑結構加固技術的研究與應用[J].中國石油和化工標準與質量，2012（02）.