建筑结构加固改造技术研究进展分析

建筑结构加固改造技术研究进展分析

徐志超彭柏阳

徐志超彭柏阳

浙江省建工建筑设计院有限公司310000

摘要：随着我国经济的飞速发展，社会进入快速现代化建设中，城市的建筑工程及建筑数量迅速攀升，建筑物的样式也呈现多元化的趋势；此外破旧建筑的改建及维护项目也在不断增加，部分工程由于设计缺陷或施工质量纯在缺陷需进行结构改造及加固才能满足安全要求；在此背景下，建筑结构的加固改造技术应运而生；本文着重分析国内几种常见的结构加固改造技术，分析其优缺点及实用场合，同时简单介绍了几种新兴加固改造技术。

关键词：建筑结构；加固技术

1引言

我国是世界人口最多的国家，建筑市场前景巨大，当前土建工程的加固改造工作是我们面临的一项重要任务。土建工程需加固改造主要有以下几点原因[1]。

首先是人为的因素。工程师设计存在缺陷，设计工程师对结构承重力的高估及实际工作环境的载荷超标将造成设计结构的缺陷。施工质量问题是困扰工程质量的另一因素，施工管理措施的混乱，施工人员技术参差不齐，投资方未能把好质量关等原因造成的施工质量差。

其次环境因素也是土建工程需加固改造原因。建筑材料长期在外部环境中，时刻受到外部介质的侵蚀，导致材料性能的恶化。常见腐蚀有化学腐蚀，如化工车间的酸、碱性物质对钢筋混凝土结构的侵蚀；生物腐蚀，如微生物、细菌等对木材的逐渐腐朽。环境变化，如高温、高湿等复杂气候，会使结构产生裂缝。

除了上述因素影响外，人们生活水平的提高，对原有建筑结构的使用要求提出更高的要求，使原有建筑满足不了继续使用要求，因而需要对其进行加固改造。

2传统加固技术及其特点

目前，主要存在以下几种建筑加固技术。如图1所示。

图1传统加固技术

2.1预应力加固法

预应力加固技术的基本原理是借助外加预应力撑杆或者钢拉杆实现结构加固。通过施加预应力，使外加撑杆或者拉杆受力，改变对原有结构的内力分布，最终降低结构的整体应力水平达到提升结构承载力的最终目的。预应力加固技术的优点是可有效避免传统加固结构中的应力应变滞后现象，起到转移、卸载加固结构内力的作用，提升整体承载能力。

预应力加固技术多运用于跨度较大的结构中或者运用于选用传统方式难以满足加固效果的情况；但是该方法不适用于高湿度环境，在高湿度环境下混凝土结构及收缩力有所变大，不利于加固效果。

2.2改变受力体系的加固法

改变受力体系的加固技术是选用特定结构改变原有结构的受力体系，降低承载截面内力来提高建筑结构的整体承载。

常见方案是通过在结构梁柱的中间增设支点，将多跨度简支梁结构转为连续梁结构。这种加固方法优点是使用方法比较简单，缺点是工作量比较多，容易减小建筑物的使用空间。

2.3外包钢加固法

外包钢加固法的基本思想是在原构件的四角包裹角钢，成为钢构套，提高构件的延伸性和承载能力[2]。外包钢加固法不会显著增大构件的截面尺，同时可以明显地提升建筑结构的承载能力。

该方法优点是作量小、操作简便；缺点是成本比较高。

2.4粘钢加固法

粘钢加固法是采用粘贴剂将钢板与建筑构件粘在一起、共同承载，以此增加建筑结构的承载。

粘钢加固法的优点是施工速度快、现场无湿作业，对原结构外观及净空高度影响小[3]，缺点是在加固效果的好坏与技术人员的的操作水平与胶粘工艺密切相关。

2.5增大截面加固法

增大截面加固法是在通过初始建筑构件的上部或下部浇筑一层钢筋混凝土层，达到增加原构件的承载能力[4]。该方法普遍适用于钢筋混凝土结构中受弯和受压构件的加固，是一种最原始的加固方法，与其他加固方法相比较，该设计更成熟，施工经验更丰富。

增大截面加固法的显著优点是成本较低，广泛一般构筑物的加固，缺点是现场施工时需要较长时间的湿作业。

3新兴结构加固技术

传统加固方法在虽然在目前的工程中依旧应用广泛，但是这些方法都具有局限性，因此，为了解决传统加固技术的不足，逐渐出现了新的加固方法[5]，如图2所示。

图2新型结构加固技术

3.1粘贴纤维复合材料加固技术

该技术起源于发达国家，其显著特点是施工简单，不需大型施工工具，现场施工方便；成效显著，该技术加固的结构，其抗拉强度约是普通钢材的十倍，适用范围很广泛。

3.2钢丝网水泥砂浆加固技术

钢丝网水泥是基本原理是借助钢丝网来增强承受力的水泥复合砂浆，因其较高的抗拉性及良好的韧性，很适用于建筑结构的外形修复加固[6]。该方法目前处于试验阶段，还有很多问题需要解决。

3.3纤维材料的嵌入式加固技术

该加固方法实施时预先在加固结构表面开槽，将加固材料放进槽中，同时向槽内注入粘性材料，加固材料与原构件通过粘性材料构成一个整体结构。

4总结

本文分析了建筑结构加固改造的因由，在此基础上分析了几种传统建筑结构加固技术，简析其工作原理及适用的场合，最后展望了几种新兴加固技术。

参考文献：

[1]张鑫，李安起，赵考重.建筑结构鉴定与加固改造技术的进展[J].工程力学，2011，（1）：1-11.

[2]熊大伟.分析建筑结构鉴定与加固改造技术的进展[J].城市建设理论研究：电子版，2014，（23）.

[3]金莹.建筑结构加固改造技术分析[J].建筑工程技术与设计，2014，（16）.

[4]俞春浩.浅谈建筑结构加固改造技术[J].中国科技信息，2013，（2）：62-62.

[5]李冰，王金莉.分析结构加固改造技术[J].城市建设理论研究：电子版，2013.

[6]史国忠.浅谈建筑结构加固改造技术[J].山西建筑，2010，36（26）：141-143.