房屋建筑結構加固設計及施工技術應用探析

王海波

摘要：目的：探究房屋建筑結構加固的必要性，做好房屋結構加固是確保房屋建筑穩定的關鍵。方法：探討房屋結構加固方法與加固技術，分析房屋結構存在問題，列舉各種技術應用的優勢，提出幾點房屋結構加固措施，并對不同加固方法對比分析。結果：分析發現外界環境會影響建筑結構穩定性，出現裂縫、脫皮等情況，使用加固技術以后，房屋穩定性增強。結論：加強房屋結構加固設計，提升了房屋建筑結構穩定性。

Abstract： Objective： to explore the necessity of building structure reinforcement， do a good job in building structure reinforcement is the key to guarantee the stability of housing construction. Method： to investigate the methods and technologies of building structure reinforcement， analyze the problems existing in the building structure， enumerate the application advantages of various technologies， put forward some building structure reinforcement measures and comparatively analyze the different reinforcement methods. Result： the analysis found that the external environment will affect the stability of building structures， there are the crack， peeling， etc.， after using reinforcement technology， the housing stability is enhanced. Conclusion： design of strengthening the building structure reinforcement can improve the building structure stability.

關鍵詞：房屋建筑；加固設計；施工技術

Key words： housing construction；reinforcing design；construction technique

中圖分類號：TU746.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）05-0156-02

0 引言

房屋建筑結構經常出現耐久性與穩定性不良的問題，極大威脅到了建筑結構的安全，更會威脅到居住人員的生命財產安全，這是房屋建筑結構設計急需解決的問題。施工人員不僅要使用積累到的經驗，更要充分借鑒國內外先進成果與技術，但是，鑒于房屋建筑結構設計存在復雜性，過去的結構加固設計存在諸多弊端。由此，加強結構加固技術的研究與應用，是治理房屋結構穩定性低的關鍵。下面將對加固技術具體分析。

1 常見建筑結構加固方法的缺陷

1.1 直接加固法缺陷 直接加固法中有置換混凝土加固法，這一方法的使用不會影響到建筑物凈空，但施工需要花費非常多的時間，將嚴重影響到混凝土強度，并使梁、柱混凝土承重加大，影響建筑結構穩定性；還有一種大截面加固法，這一施工方法現場濕性作業時間長，影響到正常生產與生活，還會使凈空減少；粘結外包型鋼加固法現場需要使用大量鋼筋，需要將混凝土結構強度增大，加固效果與膠黏工藝水平相關，在濕度環境下會使構件出現彎曲或者變形；黏貼纖維增強塑料加固法的使用需要設置防火層，不適合應用在所有的建筑構件中；繞絲法的不足與截面法相似，需要對構件施加較大約束力；錨固法需要對構件混凝土承重改造[1]。

1.2 施工中存在的不足

1.2.1 結構設計不合理 在房建施工，很多技術人員對建筑工程性質與內容不夠了解，也很少到施工現場考察，不能與工程相關人員交流探討，造成實際施工與設計圖紙不契合，使施工工藝操作缺少技術指導。從大型建筑結構到小型裝修風格，這些問題的出現都會拖延工期，為施工單位帶來一定損失。由此，加強房建結構設計是確保房建結構施工質量的關鍵[2]。

1.2.2 房建結構施工人員專業技術能力差 房建工程所需的勞動力非常多，不同崗位人員技術能力存在差異，并且隨著科技進步，對施工人員的技術能力也提出了更高的標準。但是，很多技術人員不能按照設計要求操作，缺少對材料、設備使用方法的掌握，缺少對新型材料、技術的研究興趣，消極怠工的情況較嚴重，極大影響到了施工進度與質量[3]。此外，現場施工人員流動性大，使用的農民工數量較大，這部分工人缺少技術經驗不足，文化素養低，只能開展一些體力工作，并且施工團隊精神缺失，缺乏積極性。由此，加強對施工技術人員的培訓與教育顯得尤為重要，是做好房建結構加固施工的前提[4]。

1.2.3 鋼結構設計不合理 鋼結構是房建施工中最常使用的結構材料，鋼結構特性決定了其在施工中的應用方法與程序。但是很多設計人員都缺乏對鋼結構設計的重視度，不按照設計流程開展鋼結構布設與安裝是常見問題，造成鋼結構設計缺乏規范性與合理性，在進行鋼結構設計過程中，要做好鋼結構選項與布置，這樣才能更好地對設計內容進行規范，滿足設計標準[5]。

2 房建結構新型加固技術

2.1 增大截面加固法 當混凝土材料處于三向應力狀態時，三向應變將受到約束，進而將混凝與承載力增強；當側向壓力增大時，約束混凝土構件也會出現橫向變形的增大，促使結構承載力增大。按照三向受力原理，新、舊混凝土結合構件將共同受力，使構件剛度與強度增大，進而使整體承載力增強。這種加固方法優勢是能夠在構件外表面增加一個鋼筋混凝土套箍層，進而將原來的混凝土強度與延伸性增強，提升混凝土抗壓性能。

2.2 外貼型鋼加固法 外貼型鋼筋加固法具有現場工作量少、受力穩固、工期短的特點，能夠對原有構件除銹以后應用，濕性作業減少，構件在加固后的一天時間內都可以應用；外貼鋼技術受環境與截面面積影響，能夠將剛度與承載力提高，并且使用成本較低。黏貼過程中對粘結強度與彈性模量有較高要求，如果周圍環境有腐蝕介質時需要使用可靠的耐久性防護措施。

2.3 黏貼碳纖維復合材料加固法 使用碳纖維復合材料加強混凝土構件穩定性能使新、舊構件后期強度增大，并提升加固速度，加固以后的結構構件會有更高耐腐蝕性與耐久性，對結構影響小，幾乎不會使截面面積增加，耐久性良好，大大提升結構構件受力性能。碳纖維加固技術使用的越來越多已經漸漸取代了粘鋼加固技術，鑒于碳纖維彈性模量低，一般在220GPa左右，高彈性模量在340～560GPa之間，將碳纖維復合材料外貼會使構件加固效果提升[6]。

2.4 鋼絲網砂漿加固技術 鋼絲網砂漿加固技術優勢在于自身含有較高鋼材與復合水泥砂漿，并且砂漿具有較強的分散性。研究證明，當鋼絲網水泥砂漿含鋼量達到300kg/m3時，會比普通的水泥砂漿更容易增強砂漿特性。鋼絲網砂漿加固使用的材料彈性好、抗拉強度大、抗滲性與抗裂性好。在實際工程中使用普通鋼筋混凝土構件容易出現開裂、斷裂等問題，并使預應力構件自重降低，延性較弱。而使用鋼絲網水泥復合砂漿則能增強混凝土構件的整體承載力，增強結構穩定性。

3 工程實例分析

工程概況：某高校體育場占地面積約為11562.2m2，附屬建筑面積達4532.72m2，建筑耐火等級為2級，建筑使用年限為40年，結構類型為框架式結構，抗震度為7度。結構布置圖示如圖1。

鑒于設計出現變更，原有結構的穩定度與鋼筋混凝土承載力不能滿足標準。該工程使用了加固鋼筋混凝土柱，高為8.2m，另有一根長度在11.2m的鋼筋柱，圖示如圖2。

工程使用了外貼鋼加固法，在混凝土構件外貼一層型鋼，與原有混凝土構件一起工作，受力整體均勻，進而將建筑結構的抗彎性能與抗剪性能增加。在使用外貼鋼加固法以后，使混凝土構件剛度與承載力明顯增強，減少了配筋量，使用膠黏劑與黏貼工藝，增強了黏貼穩固性[7]。本工程是一個看臺結構，使用兩個柱作為加固構件，使用外貼型鋼將構件加固，造價低廉，高分子材料使用比套箍加固法少。此外，本工程還使用了套箍加固技術，將原有鋼筋量輸入，使用PKPM軟件對參數分析，加固原配筋面積為3562.2mm2，在不改變截面面積情況下需要加固的配筋棉結為1230.63mm2，使用套箍加固技術間距控制在120，考慮到厚度，需要在原有截面面積上增加配筋量。使用PKPM軟件中混凝土構件加固設計軟件，對混凝土構件進行驗算。取中間纖維的設計拉應變取值；縱向受鋼筋極限設置為0.02，單層纖維厚度為10mm直徑。使用不同加固軟件對套箍加固技術進行分析。使用加固技術的施工難度與鋼材總重量見表1所示。

從表1可以分析出，鋼筋鋼絲網砂漿加固技術的使用與套箍加固技術相比更加經濟、實用，適合本次工程實際情況。并且此項目擬定這一加固技術以后迅速應用，使用鋼筋鋼絲網砂漿加固以后加固效果更加顯著。

4 結束語

總之在很多因素下，都會加速建筑結構老化，并且我國是地震多發國家，建筑物受地震災害影響較大，對建筑結構穩定性、居住者的生命財產安全都造成了非常大的威脅，加強房屋建筑結構穩定性顯得尤為必要。加強房屋建筑結構穩定性要有加固技術的支持，并且需要在施工中合理使用這些技術，使技術操作達到施工設計標準，合理使用加固技術是房建結構達到穩定性的關鍵，才能更好地促進房建行業穩定、可持續發展。

參考文獻：

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[2]于五星.國家圖書館一期維修改造工程結構加固施工技術[J].城市建設理論研究（電子版），2013（16）：2095-2104.

[3]趙永萍.關于現代建筑混凝土結構加固施工技術的探討[J].建材與裝飾，2012（7）：43-44.

[4]胡海江，曾崢.湘潭市住宅公司綜合樓結構加固施工技術的探討[J].廣東科技，2010（2）：83-84.

[5]孔德志.上海世博會城市最佳實踐區綜合辦公樓加固施工技術[J].建筑施工，2012，34（12）：1155-1156，1163.

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[7]陳大川，胡海波.鋼筋網復合砂漿在火災后結構加固中的應用[J].施工技術，2011，36（5）：23-25.