建筑结构加固改造设计与施工

建筑结构加固改造设计与施工

朱江

身份证号码：330724199503115835

  摘要：社会的发展与城市化的加速推动了建筑业的迅猛增长，同时也为关联领域创造了广阔的发展空间。然而，早期建筑因多种因素限制，在结构承重能力和刚性方面往往不尽人意，潜藏着安全风险。尤其是那些年代较久的住宅结构，其强度、刚度及耐久性已难以满足现代居住需求。鉴于资源节约的迫切要求，采取科学且恰当的维护、加固及结构转型技术，以增强建筑物的安全性与耐久性，确保其功能完善并符合节能减排标准，成为了当务之急。这不仅能够延长建筑使用寿命，也是提升建筑工程整体质量的关键所在。因此，本文作者依据自身的实践经验，深入探讨了建筑工程中结构加固与改造技术的应用，旨在为业界提供有益的参考与借鉴。

  关键词：建筑结构；加固改造；设计；施工

  引言

  建筑结构加固施工需要把控好加固设计方案和施工技术两个环节。在加固方案的设计工作当中，先要对建筑工程所在的地区进行系统的环境调研工作，调研的内容主要包含有地质信息、气候信息以及其他一些有关环境的信息，将所有的信息汇集在一起，借助电子仿真软件进行数据分析工作，并根据分析的结果对设计方案进行优化。除此之外，还要利用BIM软件，建立起仿真模型，设计人员要根据建筑的实际情况，在模型上进行相应修改。而在施工技术方面，要严格把控施工工艺，要切实做好针对每一个建筑结构的加固作业。对不同的建筑结构，一定要凸显出针对性，尤其是对外墙和主体结构的加固作业，所采取的架构措施要充分满足建筑工程的需求。

  1建筑工程中结构加固施工的必要性

  尽管建筑业总体发展趋势向好，但市场竞争态势激烈，施工单位欲在市场中拓展版图，就必须敏锐洞察市场动态与需求，从而紧跟行业发展趋势，并精准应对现代人对建筑多样性和个性化的诉求。建筑结构作为施工环节的重中之重，它不仅是民生工程的标志性体现，更与民众日常生活紧密相连。然而，近年来建筑结构老化问题日益凸显，影响了结构的稳固性和可靠性，长此以往，将对居民生命安全构成严重威胁。建筑质量直接关乎使用者体验，甚至波及生命财产安全。无奈时间流逝无可阻挡，加之自然界的风雨雷电等外力不可人为干预，建筑物随时间推移不可避免地会出现老化迹象。这一老化过程不仅削弱了建筑结构的稳定性，还缩减了其使用寿命，对公众日常安全构成了重大隐患。

  2建筑结构加固改造设计原则

  2.1 整体性原则

  在开展建筑结构加固改造设计工作时，首要的是将建筑结构的整体性放在首位，这一点至关重要。这不仅是一个设计理念的体现，更是实际施工成效的直观反映——即改造方案实施后，整个建筑结构呈现出的协同一致性和综合效能。建筑作为一个复杂的系统，其内部各个结构部件相互依存，共同支撑着整个建筑的稳定与安全。任何单一结构组件的故障或缺陷，都可能牵一发而动全身，影响到建筑的总体稳定性和抗震能力。因此，面对结构加固改造任务，绝不能孤立地看待和处理问题结构件，而应从全局出发，评估每个加固措施对建筑整体性能的潜在影响。设计初期，进行全面的建筑结构整体性分析是必不可少的步骤，旨在预先识别并解决可能因局部加固而引发的系统性问题，从根本上防止工程实施过程中出现质量安全隐患。

  2.2 合理性原则

  建筑结构加固改造设计不仅要遵循整体性原则，还需兼顾施工的合理性和经济性，确保设计方案既科学又高效。合理性原则的贯彻，意味着设计不仅要基于精确的结构分析和严谨的力学计算，还得充分考虑到施工的可行性和成本效益。在具体的改造实施过程中，应当依据精心策划的设计方案，对目标结构构件进行精准加固，以此优化整个建筑的受力体系。如果施工成果与设计预期存在偏差，应及时组织专业团队，依据现场实际情况，从技术与经济双维度进行深入分析，聚焦于那些对整体结构性能影响最为关键的构件，调整优化施工策略，确保它们及其周边结构的性能均能满足设计标准和规范要求。此外，设计阶段的成本控制同样不容忽视，通过精细化管理和创新技术的应用，努力在保证工程质量的前提下，追求最高的成本效益比，使得加固改造工程既科学合理，又经济高效。

  2.3灵活性与可逆性原则

  在面对快速变化的使用需求和科技进步的背景下，加固设计的灵活性与可逆性原则显得尤为重要。这意味着，在制定加固方案之初，设计师需具备前瞻性思维，不仅仅关注当前的问题解决和性能提升，更要预见到未来可能发生的使用功能变化或技术革新，确保加固措施不会成为建筑进一步发展的阻碍。

  灵活性方面，设计应充分考虑如何在不大幅改动现有结构的基础上，预留出足够的空间或接口，以适应未来可能的功能调整。比如，随着建筑智能化趋势的发展，加固设计时可预留线路通道和设备安装位置，便于智能系统的集成。同时，加固方案应易于调整，如采用模块化设计，使得在不破坏整体结构的前提下，可根据新需求灵活添加或更换部分结构模块，增强建筑的适应性和扩展性。

  可逆性原则强调的是，加固措施在必要时应能被相对容易地拆除或替换，而不对原结构造成不可逆的损害。这要求在材料选择、连接方式以及施工技术上，都需考虑其后续的可替换性。例如，使用非永久性粘合剂代替高强度难以拆除的材料，或者设计易于解构的加固结构，确保未来技术有了革命性进步时，原结构能够以最小的代价被升级，而不至于因过于牢固的加固措施而被迫进行大规模重建。

  3建筑结构加固改造施工技术研究

  3.1 碳纤维材料加固技术

  在当前建筑结构加固领域，碳纤维材料加固技术正逐渐崭露头角，成为一种高效且应用广泛的创新手段。该技术的核心在于碳纤维的使用，尽管其弹性模量相对传统钢材较低，大约位于230GPa上下，但通过不断的技术革新，市场上已出现弹性模量高达380至640GPa的高级碳纤维材料，展现出卓越的高强度和高弹性特征。碳纤维复合材料的外贴应用，尤其是在受弯混凝土构件的加固中，因其自身强度高，虽在提升刚度上的贡献有限，却能显著增强构件的承载能力。碳纤维加固技术主要分为碳纤维布加固和碳纤维板加固两种形式，选择哪种方式需依据工程的具体荷载条件和结构特性，确保加固措施的针对性和有效性。该技术的优势在于，它不仅能有效提升结构的承载力和安全性，而且对原结构外观影响小，可灵活适应复杂曲面和转角部位的加固需求，同时显著增强了结构的耐久性和抗腐蚀性，为建筑的长期安全使用提供了有力保障。

  3.2 置换混凝土材料技术

  在复杂的建筑环境中，不同结构组件因承载力要求各异，传统单一混凝土材料的应用常难以满足所有结构的长期稳定需求。长期以往，强载区域易产生裂缝，威胁建筑整体稳定性。因此，基于结构差异化的混凝土材料置换技术显得尤为重要。这一策略要求在加固施工前，详细分析各建筑结构的特性与承载要求，定制化选用混凝土材料。例如，对于承担主要荷载的梁结构，采用更高强度等级的混凝土，确保结构的绝对稳固；而对于承受弯矩的构件，则通过适度增厚混凝土层，优化结构厚度，以平衡和分散应力分布，增强结构的整体抗弯能力。通过这种精细化的材料匹配策略，不仅能够显著提升建筑的加固效果，还能有效延长建筑使用寿命，确保结构安全与功能的持久发挥。

  3.3外贴型钢加固技术

  外部加固技术以其作业空间紧凑、施工效率高、稳定性强、对建筑外观破坏小以及对结构间缝隙影响微乎其微等特点而著称。该技术分为湿式和干式两种应用方式，尤其擅长在湿润环境下增强建筑结构的抗弯能力。湿式外贴钢加固技术，依托胶乳水泥浆作为媒介，将加固用钢筋与原结构牢固粘合，形成统一的受力体系，进而实现全面加固的目的。这种方法加固效果显著，适用场景广泛，但实施步骤繁琐，工艺较为复杂。

  相比之下，干式加固则是在构件与钢材之间留有空隙，并以水泥砂浆填充其间，这使得原结构与新增钢筋并不能实现完全的应力协同，从而在一定程度上减弱了加固效果，不过其施工流程简便快捷。综合分析这两种方法，显而易见，在选择外贴钢加固策略时，优先推荐湿式加固方法，因为它能更好地保持原结构截面不变，有效提升原有结构的刚度与韧性，确保加固作业达到最佳效果。

  结语

  建筑物在使用过程中会出现各种质量问题，对其进行结构加固改造能够保证使用者的生命财产安全，提高建筑物的安全性和稳定性。对建筑结构进行加固改造主要从设计阶段和施工阶段两个方面进行，在设计阶段遵循整体性、合理性和必要性原则，常使用碳纤维材料加固技术、置换混凝土材料技术、外贴型钢加固技术等技术，通过合理分析得出工程设计方案，在施工阶段则通过科学规划开展加固改造结构施工、混凝土弱剪力墙体施工和平屋顶改造坡屋顶施工，建筑结构加固改造设计和施工对于保证建筑物的稳固安全有重要作用。

  参考文献 

[1]朱旭峰.既有建筑结构加固改造技术研究[J].工程技术研究，2019，4（7）：67–68.

[2]黄乐英.浅谈建筑结构加固改造的技术探究[J].绿色环保建材，2019（8）：174.

[3]王刚.建筑工程结构加固改造技术的应用分析[J].工程建设与设计，2020（4）：1–2.