建筑結構加固技術及發展趨勢研究

薛梅松

摘 要 建筑工程是現代群體賴以生存的環境，也是促進社會經濟健穩發展的重要基礎，故而優化建筑工程施工效果具有很大現實意義。建筑結構加固技術是近年來發展的技術類型，其作用以維護建筑結構穩定性、延長建筑使用壽命等為主。文章在概述建筑結構加固原則的基礎上，分別探討了現代工程建設期間常用的加固方法、技術及未來發展趨勢。

關鍵詞 建筑工程;建筑結構;加固技術;發展趨勢

新時期下，人們對建筑工程的實用性、美觀性、安全性及耐久性等均提出較高要求，這對建筑行業發展增加很多挑戰，其中對現存建筑進行鑒定評估、加固整改是典型問題之一。有資料記載[1]，國內目前的60億㎡房屋建筑中，超過40%的需要進行分期、分批次進行檢定與加固處理。由此可見，對建筑工程結構進行加固逐漸演變成建筑行業的重要分支之一。在這樣背景下，建筑行業急需對建筑結構加固技術做出研究，并嘗試使用。

1建筑結構加固

對建筑結構進行加固實質上就是增強建筑體結構的安全性。建筑結構的施工是一項繁雜工作，在具體實踐中需考慮多個因素，在選擇加固方法技術過程中，一般需要遵照如下原則：

（1）施工應減少或規避停產情況，這主要是因為停產帶來的經濟損失通常是加固費用的數倍有余，甚至數十倍。怎樣實現不停產加固，和結構的應力應變狀態密切相關。通常要求構件的內應力低于鋼材設計強度的80%，并且在構件損壞、形變不是很明顯時，均應可以負荷不停產加固方法[2]。

（2）加固方案便于制作、施工及檢查。

（3）結構制造組裝操作最好在生產區域外部進行。

（4）加固操作最好使用高強螺栓或焊接進行。

2常用的加固方法

2.1 砌體結構加固

（1）直接加固法：①鋼筋混凝土外加層加固技術，在應用過程中流程較繁雜、具有較強的適應能力，經加固處理后能明顯提升建筑結構的承載能力，該種技術多被用于柱、帶壁墻結構的加固領域，但其使用期間濕作業時間較漫長，可能會延長工程改造時間。②鋼筋水泥砂漿外加層加固法，用于鋼筋混凝土外加層加固帶壁柱墻的加固領域，但柱、墻結構兩端穿墻箍筋應處于封閉狀態。③增設扶壁柱加固法，該種加固技術在使用過程中很難滿足建筑結構的抗震要求，故而該加固方法多被應用在非地震區建筑結構加固領域中。

（2）間接加固法：在砌體結構中的常用的間接加固法以預應力撐桿加固、無黏結外包型鋼加固較為常見。前者通常被應用在對應力提出較高要求、應變強度較大的結構中，其能大幅度增強砌體柱的承載性能，但外界環境溫度會影響該類技術的應用效果;后者加固技術的優點是施工工藝流程較簡易、受力作業也較穩定，但在一定應力強度作用很難明顯提升截面承載力。

2.2 混凝土結構

鋼筋混凝土加固是建筑行業中使用最頻繁的技術類型。在加固操作期間，其對施工方法、流程、設施條件等均提出較高要求，故而在實踐中應予以其高度重視。加大截面面積是最常用的傳統方法之一，其具有施工流程簡單、成本較低廉的優勢，但工期較長，故而推廣受限。采用增加支撐的形式進行結構加固取得的效果也較好，其主要是把整個構件的受力轉嫁至建筑體上，故而該技術多被應用于建筑體的整體加固、維修方面上。既往有大量的生產實踐表明[3]，混凝土加固中常用的技術類型是外包型鋼加固技術，該加固法多適用于原構件不便于加大尺寸且承載強度較大的建筑體中。

2.3 預應力加固

該種加固方法等同于應用外加預應力鋼拉桿或型鋼撐桿實現對建筑結構的加固，技術原理是通過調整建筑結構初始應力分布狀態，進而在很大程度上降低原始應力水平，實現預期的加固目的。預應力加固有加固、卸載與調整結構應力分布狀態多重功能，并持續拓展結構加固范疇，具體體現在如下幾個方面：

（1）以體外配筋張拉預應力為支撐，實現有效提升主筋、正截面及斜截面強度、剛度的目標，也有助于延長其使用壽命;

（2）預應力有益于減少或解除后加桿件的應力滯后現象，維持加桿件可以正常運作;

（3）因為產生了負彎矩，故而能在很大上消除局部荷載彎矩，初始構件的撓度也會相應減小，裂縫寬度也受到一定擠壓作用。

2.4 鋼結構加固

建筑結構加固期間，常用的鋼結構加固方法以減輕荷載、調整結構計算圖形、增強原結構構件截面與銜接強度、抑制裂紋拓展進程等。

在結構加固實踐中，若采用調整結構計算圖形加固法進行，施工人員不僅要考慮結構的承載能力與正常運行期間的極限狀態，還要分析加固操作期間對有關構件與使用功能形成的負面影響，進而從根本上保證構件構造的合理性[4]。其在實踐中還要保證結構加固方案與施工兩者銜接的緊湊性，將偏差問題的發生率降至最低水平。

若應用加大截面加固鋼構件，則應確保所選用的截面樣式符合加固設計要求，并認真檢查其是否存在結構破損情況，利用該方法加固時需考慮如下幾點問題：

（1）加固期間應考慮到的凈空限制，進而保證新增設的加固構件不和他類構件相互沖突;

（2）在設計過程中應維持原構件幾何狀態，進而促進加固施工作業進程。

（3）立足于工程實況，選擇焊接加固技術，這樣有益于減輕加固作業量，減少加固后期構件形體改變情況的發生率。

（4）加固期間應盡量維持構件截面形心軸位置恒定，以減少或規避彎矩情況。

3建筑結構加固技術的發展趨勢

3.1 鋼絲網復合砂漿（或水泥砂漿）加固法

采用鋼絲網復合砂漿（或水泥砂漿）加固鋼筋混凝土結構，盡管有20余年的研究流程，但在土木工程中依然處于開創性研究時段，國內在該方面的研究處于起步階段。針對該種加固技術的應用和使用有機膠作黏結劑法相比較，其在相容性、協調性、滲透性等諸多方面占據優勢，且和有機加固片材相比較，其在抗老化、耐火、耐久性方面更占據優勢。

3.2 纖維復合材料加固法

纖維復合材料加固法在我國的應用歷程較為短暫，但特色明顯，效果優良，已成為科研院、大專院校研究的焦點，具有較高的實用性。特別是粘貼纖維加固法較成熟。結合既往研究結果，總結纖維加固法在現實應用過程中需處理的問題：

（1）加大對纖維材料加固構件受力性能研究的深度;

（2）分析纖維材料對節點加固性能形成的影響;

（3）利用纖維加固的構件在高溫條件下強度明顯降低，此時怎樣改善加固材料性能、提升材料的耐火性是后續研究中的重要課題[5];

（4）加強與抗疲勞加固問題相關的理論研究;

（5）簡化施工流程，在保證結構加固質量的基礎上，降低造價成本。

纖維嵌入式加固法在國外有較廣泛的研究，在國內研究剛剛起步，且很多問題有待研究，常見的有加固法試驗與理論研究、黏結材料對界面黏結性能形成影響的研究等。

4結束語

對現有建筑體進行加工是后續幾年中建筑行業發展的重點，做好加固技術的研發與應用，是保證加固質量的關鍵。最近幾年中，伴隨科學技術的日新月異，新的加固材料與方法不斷涌現出來，新技術具有很大優勢，故而應用范疇不斷拓展，但其不能完全將傳統加固技術取代。這就要求技術人員做好各種加固方法的優勢互補，進而為建筑結構加固提供更可靠的技術支撐。

參考文獻

[1] 吳志飛.基于耐久性的建筑結構檢測及加固技術研究[J].居舍，2019，

74（23）：58.

[2] 黃兵華.建筑工程結構加固改造技術應用探討[J].綠色環保建材，

2019，13（8）：137-138.

[3] 鄧永旗.結構工程應用注膠粘鋼加固技術的有效性研究[J].中國標準化，2019，41（14）：90-91.

[4] 張帥帥.既有建筑改建為大空間的結構加固施工技術[J].居業，2019，

47（7）：64，66.

[5] 劉會影，劉瑜惠，汪楊，等.建筑結構鑒定與加固改造技術的應用現狀及應對措施[J].居業，2019，17（6）：15，18.