建筑工程中的整體加固結構設計

【摘要】許多歷史建筑以及舊時期的建筑都面臨著“老齡化”的問題。建筑結構的“老齡化”是由材料老化、結構設計理論更新、建筑功能改變等諸多原因造成的。為適應新形勢下對既有建筑的要求，必須對其現狀進行科學合理地加強加固。基于此，本文對建筑工程中的整體加固結構設計進行探究。

【關鍵詞】建筑工程；整體加固；結構；設計

在新的時代，建筑施工越來越受到人們的關注。對結構的穩定性和安全性有許多新的要求。許多建筑在諸多因素的影響下，結構性能發生了很大的變化，如果不及時進行結構加固很可能導致安全事故的發生。加強對建筑結構加固設計的探索對解決建筑結構隱患是十分重要的。

1、建筑結構加固的必要性

建筑結構的性能一般可采用可靠度來表征，我國的建筑結構設計統一標準中規定：結構的可靠度是結構在規定的時間內，在規定的條件下完成結構預定功能的概率。結構的可靠度設計基準期為50年。結構的可靠度是隨時間的延長其材料的可靠性逐漸降低。因此，為了確保建筑結構的可靠性，就要對其結構及構造進行必要的檢測、鑒定、維修、加固，從而提高和確保建筑結構的可靠度。

2、建筑結構加固設計方法研究

2.1化學植筋技術

化學植筋技術是通過一種化學粘合劑，把加固用螺桿、鋼筋等在混凝土中進行加固，這樣也可以起到加固房屋建筑結構的作用。需要注意的是，在應用此技術進行加固施工時，要先找好正確的加固位置，加固位置選定之后，再進行鉆孔并及時將鉆孔進行清理，最后將預備好的鋼筋在混凝土中進行填充，經過化學粘合劑的應用，對鋼筋在混凝土中的方向及角度進行控制及矯正。加固施工一段時間后，加固鋼筋就會穩定住，可以進行后續養護施工和檢查施工質量。化學植筋技術主要應用在陳舊房屋的建筑結構的變革及增建施工中，此加固技術可以對房屋的剪力墻、柱頭和樓板等進行結構改造，通過這些改造施工，對房屋的建筑結構進行加固。

2.2 加大截面加固法

對于加大截面加固法，可以選擇鋼筋網砂漿層或者采用鋼筋混凝土的方法，繼而把原混凝土結構的截面面積增大，從而提高結構承載能力。該法的優點：適應性強、施工簡單，同時具有施工經驗與成熟的設計，一般經常在板、柱、梁，或者加固一般構造物混凝土結構中用到；同時也有弊端：由于現場施工的作業時間長，會影響正常的生產和生活，而且加固后的建筑物會減小建筑物的凈空間。材料性能、原結構在加固前的應力水平、施工工藝、結合面的處理、加固時是否卸荷等因素會直接影響加大截面法的效果。

2.3 粘貼碳纖維加固法

碳纖維增強復合材料對混凝土起到約束的作用，可以改善構件的受力性。，通過實驗我們可以看到采用碳纖維加固可以把延性性能與柱正截面承載力提高 70%，對提高梁的抗彎抗剪能力的作用是很大的，能提高 50%或者 50%以上。

CFRP 是一種柔性材料，它不會因為加固的結構表面不平整而影響它的粘貼率，不平整的狀況下有效粘貼率基本上也可以達到 100%。所以和粘貼鋼板相比，用碳纖維增強復合材料進行施工，能夠保證施工質量。

CFRP 有穩定的化學結構，有很好的耐久以及耐腐蝕性。由于 CFRP 及結構膠不會和結構物中的堿、鹽或者酸等發生反應，所以在很大程度上就減少了腐蝕，以及相關問題，能節約很大的維修費用。另外 CFRP 對結構可以有效的隔離氯離子。碳纖維布的柔性特質，可以根據我們的需要任意裁剪，使之適應結構形狀的變化，能夠和結構牢牢的結合，也不會因為構件表面不平整或者是不規則等原因而改變原來的結構外觀。

2.4 特殊直徑樁施工技術

鋼筋樁受力強，把直接把直徑大于二十五毫米的粗鋼筋直接打入地下，可以有效的承擔來自上部結構傳來的垂直壓力。所以鋼筋樁加固法經常被用于特殊的施工場地或者復雜的環境中。鋼筋樁是一種柔性樁，它適宜在基巖埋深比較淺及上部土層為粘土的土層中運用。樁身的支撐作用和側向土層有很大地關聯性，樁身的支撐取決于側向士層的支撐，側土層的抗剪強度也決定了它的穩定性，由于與關聯性太緊密，這也成了鋼筋樁的一個明顯弱點。但是也有幾點好處，過程簡單，易于施工、速度快，不會對承臺和原有建筑物的基礎造成擾動。

3、建筑工程結構加固需注意的問題

（1）方案的制定應考慮總體效應。在制定建筑物的加固方案時除考慮可考性鑒定結論和加固內容外，還應考慮加固后總體效應。

（2）材料的選用和取值應謹慎合理。在進行結構加固的設計時，如原結構材料種類和性能與原設計一致，按原設計（或規范）取值，如原結構無材料強度資料時，可通過實地測量評定材料強度等級，再按現行規范進行取值。結構加固時，為保證安全，材料強度比設計強度要高一級。當采用粘結材料和化學灌漿材料時，其強度應高于被粘結結構混凝土的抗拉強度和抗剪強度。

（3）荷載計算應科學規范對加固結構承受的荷載，應如實地調查和取值。建筑一經確定需加固，則加固驗算應按《建筑結構荷載規范》（GB500092012）規定取值。對于在先行規范中未做規定的永久荷載，可根據情況進行抽樣實測確定。抽樣數不得少于5個，以其平均值的1.1倍作為其荷載標準值。對于工藝荷載和吊車荷載等，應根據使用單位提供的數據取值。

（4）承載力驗算應實事求是。對現有結構，已知材料實際強度和現狀后，可對其承載力進行驗算。驗算時，結構的計算簡圖應根據結構實際受力狀況和結構實際尺寸確定。構件截面積應采用實際有效截面面積，考慮結構損傷、缺陷、銹蝕等不利的影響因素。驗算時應考慮結構加固部分與原結構協同工作程度，并對加固部分的材料強度設計值進行適當的折減；還應考慮實際荷載偏心、結構變形、局部損傷、溫度作用等造成的附加應力。當加固后使結構重量增大時，尚應對相關結構及建筑物基礎進行驗算。當現有結構無法確定配筋量時，可根據現有荷載及結構變形狀況進行荷載驗算。

總之，在實際的施工中，需從建筑工程的結構入手，對建筑工程開展全方位的整體加固改造，讓原本已經陳舊的建筑設施煥然一新，成為城市一道亮麗的風景線。

參考文獻：

[1]肖杰.建筑工程中的整體加固結構設計[J].裝飾裝修天地，2018（13）.

[2]張權，文兵.建筑工程中的整體加固結構設計[J].建筑·建材·裝飾，2017（13）.

作者簡介：

滑成，出生年月（1982.3-）性別：男，學歷：大學本科，職稱：工程師，研究方向：建筑結構加固。