基于結構設計的建筑加固改造探討

賈 彬

（甘肅嘉榮建設工程科技有限公司，甘肅 蘭州 730000）

隨著社會的不斷發展，一些老舊建筑已經無法使用，如果盲目拆除不僅會造成資源浪費，還會破壞城市整體環境。要想使這類建筑重新發揮作用，提高使用價值，就要通過科學的方法對其進行改造施工，從而賦予其新的能力。因此，需要深入研究結構設計中加固改造技術，明確各項技術的核心原理和應用方法，為建筑結構改造設計提供支持。

1 建筑結構加固改造的原因

在我國城鄉一體化發展過程中，建筑工程是核心內容。同時，隨著經濟發展逐漸深入，人們物質生活水平不斷提高，對建筑結構提出更高的要求。從目前城市規劃和建設情況來看，新舊建筑交錯、建筑結構復雜、建筑結構功能要求高，導致一些建筑已經無法滿足人們的生活需求，所以，要對其進行科學的加固改造。

1.1 建筑結構缺陷及隱患

隨著人們的長期使用，部分建筑結構出現了一定的缺陷。這些缺陷造成了嚴重的安全隱患，同時影響了人們的工作和生活。這些缺陷和隱患產生的原因包括3 個方面：第一，人為因素造成。建筑結構長期使用中，由于人們對建筑結構有了新的使用要求，原有空間結構存在沖突問題，所以，拆除結構中的墻體進行重建，直接破壞了建筑結構原有的安全性和穩定性，造成事故風險。第二，工程建設方面出現缺陷隱患。影響因素主要有：原有結構設計問題、設計錯誤及偏差、施工單位未按要求選用物料、施工技術和工藝問題等，都會造成結構缺陷，影響人員的使用效果。第三，竣工驗收階段。主要是未及時發現并處理建筑結構自身的缺陷和隱患，讓不符合要求的建筑結構投入使用，建筑結構不能保證應有的安全和穩定。

1.2 外界因素影響降低安全性能

除了建筑結構先天缺陷外，后天缺陷也會嚴重影響使用安全和結構穩定。第一，建筑機構維護和管理不當，無法排除隱患問題，導致小問題變成大隱患，影響其穩定性。第二，極端天氣影響，如臺風、冰雹等天氣破壞了原有的安全性。第三，地震、洪水等自然災害影響。第四，火災、爆炸事故影響。這些外界影響因素具有突發性和不可預料性，會給建筑結構造成嚴重影響，破壞原有結構。一旦出現這些問題，建筑結構將無法繼續使用，需要進行加固改造。

1.3 國家及行業標準規范變化提出的新要求

建筑行業是國家經濟建設的支柱型產業，同時也是各地區城市規劃和建設的關鍵，因此，建筑工程建設受到了廣泛關注。而國家為了規范建筑領域發展，提高工程建設質量，不斷完善標準規范，為建筑工程建設提供指導。從標準規范進程角度來看，不同時期對建筑結構的性能指標要求明顯不同。相比于傳統工程建設，現代工程標準規范指標更詳細，也更嚴格，以往的建筑結構已經無法滿足現代社會的建筑結構安全、質量要求。但由于這些建筑物還在使用壽命內，盲目拆除會造成嚴重的成本浪費和資源損失。因此，需要結合現階段國家、行業標準規范對其進行加固改造，通過后期優化的方法，使傳統建筑結構符合現代工程使用要求。

2 建筑結構加固改造的意義

建筑結構的安全性、穩定性和耐久性是評價建筑結構質量的重要指標。在建筑行業長期發展過程中，這3 項指標一直是評價人員管控的重點內容。但隨著科技和經濟的不斷發展，傳統老舊建筑的這3 方面指標很難滿足現代工程要求。因此，需要進行加固和改造處理。只有經過補強后才能繼續使用。現階段，我國建筑加固工程作為建筑行業的一個分支，在短期內得到了飛速發展，相關技術逐漸完善，并且工程實踐經驗越來越多，為加固改造發展提供了有力的支持。目前，國家和行業已經針對加固改造出臺了相應標準，指導施工單位科學施工，進一步提高改造工程質量。

建筑加固改造的意義和目的主要體現在以下兩個方面：一方面，使建筑物滿足現代社會的使用要求，增加建筑結構功能；另一方面，提高建筑結構的安全性和耐久性，針對其自身存在的缺陷制定優化措施，從而消除隱患影響，提高建筑結構的使用安全性。同時，對于一些需要保護的建筑結構，通過加固改造可以延長其使用壽命。

3 建筑結構加固改造的原則

建筑加固改造非常復雜，同時具有施工標準高、質量管控難度大、影響因素多等特點。因此，在制定加固改造方案時，要嚴格遵守標準規范要求，遵循基本原則來完成相關工作。加固改造原則具體包括以下幾個方面：

3.1 統一性原則

制定建筑加固改造方案時，要以建筑結構的基本情況為出發點，分析結構的完整性。由于建筑結構內部構件在長期使用中已經無法保持應有的安全性和穩定性，如果盲目地進行加固改造，不僅不會得到理想效果，反而會加速建筑損毀。基于此，在制定方案前，應全面檢查建筑結構，根據得到的數據信息制定加固改造方案，充分分析改造施工對建筑結構整體性能的影響。

3.2 合理性原則

從項目本質來看，加固改造是在建筑結構原有基礎上進行施工。和新建項目相比，其周期較短、覆蓋較小，但直接關系到被改造建筑的后續使用，所以，必須合理制定改造方案，目的是保證加固改造各項工作之間的協調關系，使項目施工順利完成。同時，要深入分析各項影響因素，做好預防措施。

3.3 必要性原則

要想提高建筑結構加固改造水平，就要在初始設計階段分析加固改造的必要性。建筑結構在長時間使用下，受到多方面因素影響，會出現不同程度的缺陷或者老化。一些建筑結構缺陷、老化比較嚴重，必須進行加固改造處理；而一些建筑結構的缺陷、老化不會影響整體穩定性和耐久性，如果對這類建筑進行改造，不僅無法發揮作用，還會造成經濟損失。所以，在項目開始前，需要詳細分析加固改造的必要性，以判斷項目開展方向。

3.4 安全性原則

建筑加固改造的目的是提高其穩定性和耐久性，解決以往存在的質量問題。所以，要將安全理念貫穿始終，加大安全管控力度，有效提高建設水平。安全性原則體現在多個方面：第一，施工單位的安全施工資質。第二，使用材料、設備的安全性能。第三，施工人員及工作人員的安全資質，尤其是特種作業崗位，要求工作人員持證上崗。第四，施工環節的安全管理。只有全面落實安全要求，科學、順利地完成建筑加固改造項目，才能最大程度地提升改造水平，使其符合人們的使用需求。

3.5 經濟性原則

建筑結構加固改造應堅持經濟性原則。主要是在項目開展前，深入分析改造需求，制定科學的施工方案。同時，做好項目預算及成本控制，在保證加固改造質量和效率符合要求的情況下，盡可能地降低成本投入，從而提高項目的經濟效益。

3.6 節能環保原則

國家加大環境保護和可持續發展的管控力度，各個行業都將環保節能作為未來發展的核心，建筑行業也是如此。所以，在進行建筑加固改造時，要明確環保節能要求，避免出現資源浪費和環境污染問題。要求施工單位選用綠色、環保的施工材料，調整設備運行參數，從根源上減少能耗，消除污染隱患。

4 建筑結構加固改造技術

通過上文分析可知，建筑加固改造對城市整體規劃和建設起到非常重要的作用，可以有效解決建筑結構缺陷和問題，提升其經濟價值，優化建筑功能。所以，要不斷提高工藝技術，提高加固改造水平。但從項目實際開展情況來看，加固改造技術發展時間較短，市場環境不理想。大部分改造工作集中在設計院、高校研究院等機構，缺少相應的代替產業。隨著加固改造項目越來越多，建筑結構功能變化導致負荷增大，導致改造加固項目難度越來越大，因此，相關單位要重點研究建筑結構加固改造技術，明確各項技術的特點和優勢，在實際項目中有針對性地選擇技術，提高加固改造水平及建筑結構的使用效果。下面對目前建筑結構加固改造工作中常用技術加以分析。

4.1 加大截面法加固技術

加大截面法加固技術是建筑結構加固改造中常用的技術之一，具有施工難度低、操作便利、適用范圍廣等特點，其主要技術原理是通過使用大于原有結構件強度的混凝土來增加建筑結構受力構件截面，以有效提高建筑結構的穩定性和安全性，使其具有更好的承載力。同時，在建筑結構加固過程中，可以使用錨栓或者植筋的方法，將原有結構件和新增結構件進行連接，并處理好連接位置，根據整體截面計算結果，調整施工內容，該技術在承載力、剛性、穩定性、強度等方面有著出色的表現。

4.2 外包型鋼法加固技術

外包型鋼法加固技術主要是應用黏結技術將型鋼或者扁鋼加固到混凝土結構外層，通過型鋼或者扁鋼的力學特點來完成加固改造。在此過程中，鋼材和混凝土之間可以使用粘結劑進行技術處理。外包型鋼法加固技術與加大截面法加固技術相比，穩定性更高，且不會占用過多的建筑空間，適用性更好。但外包型鋼法加固技術容易受到外界因素影響，出現腐蝕、銹蝕問題，所以，在使用前，要做好環境檢查和分析，避免因技術選用錯誤導致改造加固失效。

4.3 置換混凝土法加固技術

置換混凝土法加固技術有著嚴格的使用要求。在加固改造前，需要詳細勘察、檢測建筑結構中的混凝土結構，掌握原有混凝土質量和性能，使用高強度、高性能的混凝土代替存在缺陷和問題的原有混凝土結構，從而達到加固改造目的。從置換混凝土法加固技術的本質來看，該技術屬于直接加固法，操作簡單，效果明顯。但具有一定的局限性，由于混凝土自身特點，只能用于混凝土柱、混凝土梁等位置。所以，在實際施工過程中，施工單位應掌握被改造建筑結構的實際情況，合理應用置換混凝土法加固技術。

4.4 增加支點法加固技術

增加支點法加固技術主要是增加建筑結構內部支撐點降低建筑結構的位移和跨度，屬于提高建筑結構承載力的技術，是現階段應用較為廣泛的加固技術之一。一般情況下，增加支點法加固技術使用在受到沖擊較小的構件位置，如梁、板等。在實際施工過程中，由于建筑結構中各類構件差異較大，所以，在使用該技術時，要注意避免構件異常受力出現結構問題。根據應用方法和位置區別，增加支點法加固技術可以分為彈性支撐加固技術和剛性支撐加固技術，施工中要明確技術特點，科學選用。

4.5 粘貼碳纖維布法加固技術

粘貼碳纖維布加固法是現代科技的產物，已受到施工單位的青睞，具有明顯的技術優勢。粘貼碳纖維布法主要是使用碳布粘接劑將碳纖維布粘貼在原有結構件的混凝土表面上，使其形成一個整體的負荷截面，以提高承載力和延性，屬于直接加固法范圍。該方法的技術優勢主要包括：材料輕便、強度高、操作簡單、施工效果好等。在實際應用中，可有效地提高建筑結構的安全性和耐久性，并且不會影響外觀，該技術具有很好的發展前景。

5 結語

綜上所述，隨著經濟發展，人們的生活水平越來越高，對建筑結構質量和性能提出了新的要求。在這種情況下，要對不符合現代社會要求的建筑結構進行加固改造，從而提高其功能和質量。