加固設計結構穩定性探討與分析

楊君

摘?要：加固設計是對一些放大利用或是循環利用建筑體進行加固施工的重要依據。要做好加固設計需要在充分了解工程情況下，弄清工程加固設計的關鍵因素，了解工程需要加固設計的具體涉及內容，把握好設計原則。將加固設計的因素充分考慮進去，保證建筑結構施工后的穩定性。

關鍵詞：加固設計;結構穩定性;建筑

文章編號：2095-4085（2020）06-0051-02

隨著我國經濟規模的擴大，我國的建筑規模和水平得到了很大的提升，自然環境、人居環境、工業生產環境等等也都發生了一系列的變化，為了節省成本，提高利用率，一些過去或是現在正在運營中的建筑物體要得到進一步放大利用，必須進行一些加固施工。加固設計是對一些工程進行改造加固施工的重要依據，要保證建筑結構的穩定性，有效控制建筑結構的整體安全性，在設計階段都是采取多種措施進行把控。后期性能不穩定的，必須進行加固，并進行抗震驗算，保持安全穩定的運行。作為加固實施的關鍵一環，結構加固設計如何確保建筑穩定性是需要科學認真嚴謹的對待。因為建筑結構穩定性是建筑整體安全重要的控制要素之一，在設計階段就須做好多項把控。文章結合工程中的一些案例介紹一下房屋結構加固設計方案具體需要注意事項，以及如何做到加固設計能確保結構穩定性。

1?加固設計需控制的關鍵要素

加固設計要控制好六個要素來保證施工穩定性。一、抗震等級、人防等級。對于加固的建筑要根據用途及環境確定是否需要考慮抗震、人防需要，應該考慮幾級。要結合經濟性、安全性、使用壽命及突發性等因素進行綜合考慮。二、地基承載能力分析及處理，設計地基的基礎等級。地基處理要確保達到一定的承載能力，要根據現場勘測及當初主體建筑施工記錄情況科學制定工藝流程。淤處理、原地面處理、墊層處理都要合理設計。地基基礎設計安全等級及按抗震要求設計必須要符合國家出臺的建筑結構的安全等級要求。案例加固設計要根據地基基礎設計劃分的等級級別，從理論和實際情況選擇適合自己工程的加固設計級別。三、原材料質量要求，加固材質的選取必須把握好五道關。設計采用的原材料供應廠家要嚴格依照國標GB50728-2011內的具體性能及供貨流程提供權威機構出具的產品安全性能鑒定報告;結構膠黏劑應通過下列嚴禁使用成分的檢測——綠色報告和乙二胺檢測;通過耐濕熱老化和耐長期應力作用能力檢測;加固工程使用的結構膠黏劑一次進場到位并封閉管理;碳纖維材料的質檢報告要對抗拉強度、伸長率、彈性模量、碳纖維織物的K數、單位面積質量5個參數給出準確評價。四、雪荷載與風荷載;雪載荷是要考慮遭遇惡劣罕見雪災的時候，額外增加載荷造成的結構失效。雪載荷在結構載荷的計算過程中需參考全國基本雪壓分布圖，屬于靜態載荷，歸于準永久荷載一類。要與恒荷載組合的。風荷載隨風力大小變化，是一種活載荷，一般與建筑地點的地貌、離地面或海平面高度、風的自然屬性及建筑物自身特征有關。五、地下水類型及標高，基礎防水防滲漏設計;要根據地質勘測確定建筑物地下水的類型，距離地表距離，做好基礎防水設計，防止倒灌和地下水滲漏，造成塌陷。六、地基土質類型判定。

2?加固設計具體設計內容

對建筑體進行加固處理，通常分為兩大類體系加固和構件加固。體系也就是對整個建筑物體全面加固。構件即對部分地方進行加固。不同的加固需求需要設計的內容不同。作為一個完整的工程案例進行加固設計，一般需要包括以下內容：框剪結構設計、框架結構優化設計、鋼結構穩定控制、結構補強加固及結構抗震驗算。

框剪結構設計：主要是分析梁柱承載體系所屬類型，根據確定是剛接還是鉸接對設計載荷進行審核。框剪結構若是采用當前流行的現澆支撐梁、柱、樓蓋結構的作業模式時，可以保證建筑體的整體性能及抗震能力比較高。若是選用老式預制模塊化裝配式方案，要考慮預制構件在每一個拼裝節點處的鏈接失效系數及性能，并要同時對比抗震、防水要求下的工作性能。框架結構優化：結構體不同支撐框架梁、柱箍筋之間的間距要利用有效手段進行優化處理，直徑最小箍筋和最大箍筋在加密區設計布置要根據抗震等級進行不同間距布置。仔細審核不同材料特性下，設計的結構基礎等級、砌體結構質量控制情況以及與對應的地基土類型設計的是否合理。鋼結構穩定控制：設計中的鋼結構件要達到國標要求，有足夠的強度和穩定性，可提供構件滿足厚長比要求。設計過程中要考慮受力的對稱性，避免重心偏移。當建筑結構整體在失效前有部件結構失效，如果想增加結構構件整體承載能力可以提升鋼構件的屈曲強度來實現。結構補強加固：若要求保證混凝土強度等級C10，這種加固實現方法有兩種，即增大截面和約束加固法;采用粘鋼加固或者粘貼纖維復合加固，需使用的混凝土要滿足強度C15;若采用的混凝土強度C30，選取的加固法只能采用預應力的辦法;對要求采用植筋技術進行構件連接的懸挑結構，凝土強度級應C25;采用砌體結構進行加固，加固墻體的砂漿現場檢測強度M5;當進行整體加固，采用外加混凝土構造柱、圈梁等措施時，必須保證采用的砂漿強度等級M5。結構抗震驗算：在滿足原有使用功能的前提下，要根據設計使用要求選取的系數進行有效的建筑防震演算，抗烈度審核;若是某個建筑體的加固僅進行抗震加固或局部改造，上述驗算對這個建筑可以省略，對加層改造的結構，必須進行有效的抗震變形驗算;承載力抗震調整系數選取根據使用周期的規定，建筑體使用年限25年的，取規范規定值的0.85倍;地震作用變化對結構剛度和重力代表值變化分別小于10%和5%可忽略，如改變了原有結構體系，則必須按加固后的實際情況進行結構整體抗震復核計算。

3?加固設計的原則

體系加固是整體處理，提高抗震性。構件加固是對局部處理，增強抗震性。不管是哪種，首先需要滿足加固目的，達到使用要求。然后要遵需建筑工程加固設計及施工中的一些原則性要求。一，加固方案必須在現場考察的基礎上根據鑒定報告綜合分析確定，對整體加固的要根據整體加固、區段及構件分步加工原則，逐步進行，逐步修固，提升建筑整體抗震效果，不可急于施工甚至不按次序的隨意加固。二，因需要增加新的部件或是更換部件，應盡可能消除或降低不利因素，防止因為加固聯接處剛度和強度處理不妥埋下潛在隱患。三，新增構件既要保證與原構件親融，又要保證在提供加固支撐時有牢固的基礎。四，對加固材料的選擇必須與原始設計中的選材保持一致性，對材料的強度等機械性能不能低于原先使用材料的性能等級;五，節點連接處的加固設計應給于重視，防止損傷與核算數值不符。

4?結?語

我國是一個地質結構多樣化且事故頻發的國家，經常發生塌陷、小地震等問題，影響范圍較廣。一旦發生事故就會帶來嚴重的損失，為了減少事故的發生，必須對一些年久、施工質量差、設計存在缺陷、地震頻繁或是因業務需要擴建建筑等進行加固，通過加固結構的優化，增加建筑物的強度。面對一些迫切需要，加固設計也必須做到設計原則與技術施工要求相符合，必須要遵循基本加固理論支撐和借鑒實際案例施工經驗相組合。保證加固成本、材料使用、施工技術安排、工期時間等都得到有效監督和審核。總之，加固設計一定要在現場考察的基礎上，根據建筑物用途、使用要求、環境特征等綜合因素進行設計。

參考文獻：

[1]胡和平.對房屋建筑結構的加固設計及施工技術探討[J].低碳世界，2017，（32）：169-170.

[2]王興國，張家軒.房屋建筑混凝土結構加固施工技術[J].企業技術開發，2016，35（3）：165-166.