建筑工程施工中的結構加固技術探討

孫樹 石家莊市建設工程質量監督管理站

建筑工程施工中的結構加固技術探討

孫樹 石家莊市建設工程質量監督管理站

文章介紹了建筑結構加固技術現狀、加固原因、加固原則、加固方案的選擇，并對各種方法的特點和適用范圍以及有待改進的地方進行了探討。

建筑工程 加固技術 結構

一、引言

目前我國已有建筑物加固的方法很多，如增大截面法、預應力加固法、改變結構受力體系加固法、外包鋼筋加固法，分別適用于不同的情況。

二、建筑結構加固原因

（一）人為因素。首先，設計人員原設計有誤，考慮不周。設計出現失誤常常是由于設計人員對結構承受的載荷和作用力估計不足，考慮載荷漏項，以及施工過程中的實際載荷遠遠超過設計值等原因造成的。其次是施工質量差。由于施工管理混亂，施工人員技術水平不高，施工企業未能把好質量關等原因造成的施工質量差在已有工程事故原因統計中占有較高的比例。

（二）環境因素。在長期的外部環境及使用環境條件下，建筑結構材料每時每刻都受到外部介質的侵蝕，導致材料狀況的惡化，可分為以下三類：（1）化學作用: 例如化工車間的酸、堿氣體或液體對鋼結構、混凝土結構的侵蝕。（2）生物作用: 如微生物、細菌使木材逐漸腐朽等。（3）物理作用: 如高溫、高濕、凍融循環、晝夜溫差的變化等, 會使結構產生裂縫等。自然災害如風災、地震等的破壞，重者可使建筑物毀于一旦，輕者會降低結構的安全性和耐久性。

（三）其他因素。除了上述人為因素和自然環境因素的影響外，在建筑使用期內由于結構使用要求和設計標準的變化，使原有建筑滿足不了繼續使用要求，因而需要對其進行加固改造。

三、建筑結構加固原則

1.結構體系總體效應原則。盡管加固只需針對危險構件進行，但同時要考慮加固后對整體結構體系的影響。因此，在制定加固方案時，應對建筑物總體考慮，不能簡單采用“頭痛醫頭，腳痛醫腳”的辦法。

2.先鑒定后加固的原則。結構加固方案確定前，必須對已有結構進行檢查和可靠性鑒定分析，分析結構的受力現狀和持力水平，為加固方案的確定奠定基礎。

3.材料的選用和取值原則。原結構的材料強度應按規定取用，如原結構材料種類和性能與原設計一致，按原設計(或規范)值取用；當原結構無材料強度資料時，可通過實測評定材料強度等級，再按現行規范取值。

4.加固方案的優化原則。建筑結構加固方案的選擇應充分考慮已有結構實際現狀和加固后結構的受力特點，對建筑結構整體進行分析，保證加固后結構具有較高的安全性和可靠度。

5.與抗震設防結合的原則。我國是一個多地震的國家，為了使在地震高發地帶上的建筑物具有相應的安全儲備，在對其進行承載力和耐久性加固、處理時，應與抗震加固方案結合起來考慮。

四、常用建筑結構加固方法及其特點

（一）直接加固法

1.增大截面法。增大截面法是用同種材料加大構件截面積來提高承載力，工藝簡單、適應性強, 并具有成熟的設計和施工經驗。不僅可提高被加固構件的承載力，還可加大其截面剛度，改善使用性能。適用于梁、板、柱、墻和一般構造物的混凝土加固。

2.外包鋼加固法。外包鋼加固法是在結構構件(或桿件)四角(或兩角)包以型鋼的加固方法，分為干式外包鋼和濕式外包鋼兩種形式。它可在基本不增大構件截面尺寸的情況下提高承載力，增大延性和剛度。該方法適用于混凝土柱、梁、屋架、及砌體柱和窗間墻以及煙囪等構筑物的加固。

3.預應力加固法。預應力加固法是采用外加預應力鋼拉桿或型鋼撐桿，在被加固構件體外增設預應力拉桿或撐桿，通過施加預應力，提高建筑物體承載能力和剛度的方法。該方法被廣泛用于加固砼梁、 板等受彎構件以及砼柱等。該方法的優點是：可在幾乎不改變使用空間的條件下，改變原結構內力分布并降低原結構的應力水平，提高構件的承載力。其缺點是：施工時需要增加預應力工序和設備，對施工技術要求高，預應力桿與被加固構件的連接(錨固)處理較復雜，施工難度大。

4.外部粘鋼加固法。外部粘貼加固法是用粘結劑將鋼板或纖維增強復合材料等粘貼到構件需要加固的部位，以提高構件承載力和剛度的一種加固方法。這種方法在提高承載力的同時, 還可以約束核心混凝土，提高混凝土強度和構件的延性。這種方法常被用來加固承受靜力作用下的砼 (或型鋼)受彎及受拉構件。

（二）間接加固法

1.增設構件加固法。該方法是通過在原有構件基礎上增加新的構件，改變構件剛度比等途徑，減少受荷面積，從而達到結構加固之目的。采用該方法一般不會損害原結構，且易于操作，但需增加新構件，有時會對原有的構件功能產生負面影響。

2.增設支點加固法。增設支點加固法是通過增設支承點來減少結構計算跨度，達到減小結構內力和提高其承載力的加固方法。按照增設支承結構的變形性能可分為剛性支點和彈性支點兩種。

3.增加結構整體性加固法。增加結構整體性加固法即通過增加支撐等措施使結構構件形成整體，共同作用。因整體結構構件被破壞的概率遠遠小于單個構件，所以可以達到結構加固的目的。

（三）綜合加固法

綜合加固技術就是同時采用多種加固技術增強結構某一方面的性能，進行綜合加固設計的關鍵是利用各種加固方法的優勢，其基本思路為：

1.充分利用單一加固法的優點。例如，預應力加固法可以克服其它方法不能克服的應力應變滯后，減小撓度和裂縫寬度；碳纖維材料比常規材料(如鋼材)抗腐蝕能力要強得多，尤其適用于腐蝕性環境以及沿海的混凝土結構。

2.彌補單一加固方法的缺陷。例如，增設支點加固法通過增設支點以改變結構的受力體系的加固方法，此方法可以減小結構構件的計算跨度，大幅度地提高結構構件的承載力；但采用這種方法會減小建筑結構的使用空間。因此，必須考慮輔以其它加固方法。

五、結束語

隨著建筑業的蓬勃發展，建筑物的加固、維修、改造的應用領域和范圍也將越來越廣，在發展新的建筑加固技術的同時, 也應較好的結合傳統的加固技術, 實現二者的優勢互補, 真正做到為建筑物的加固提供切實可靠的技術支持。