对现代建筑结构加固技术发展的探讨

　　摘要：结构在长期的自然环境和使用环境的作用下，其功能必然逐渐减弱，我们结构工程的任务不单要作好建筑物前期的设计工作，还要能科学的评估结构损伤的客观规律和程度，并采取有效的方法保证结构的安全的使用，那么，结构的加固将成为一项重要的工作。文章结合实际施工经验，对房屋建筑结构的加固设计及具体施工技术的应用做了探讨。

　　关键词：建筑结构;加固;发展趋势

　　Abstract: This paper based on actual construction experience, discussed the application of the structural reinforcement of housing construction design and concrete construction technology.

　　Key words: building structure; reinforcement; development trends

　　中图分类号：TU746.2 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2012)01-0020-02

　　1 常用的建筑结构加固方法

　　混凝土结构加固补强的方法很多, 直接加固法有加大截面法、外包钢加固法、预应力加固法、外部粘钢加固法等, 其它加固方法还有增设支点加固法、托梁拔柱技术、增设支撑体系和剪力墙加固法等。下面是目前常用的几种加固方法的介绍:

　　1.1 加大截面加固法

　　加大截面加固法是在构件外部外包混凝土, 增大构件截面面积和配筋量的一种加固方法, 从而达到提高构件承载能力的目的。可广泛用于梁、板、柱、墙等混凝土结构的加固。在以加大混凝土截面为主的结构中, 为了保证后浇混凝土的正常工作, 需适当配置构造钢筋; 在以加配钢筋为主的加固方法中, 即增加钢筋截面积, 为保证加固钢筋的正常工作, 需按构造要求浇灌混凝土保护层。外包材料一般以普通混凝土为主, 当外包层较薄、钢筋较密时,可用细石混凝土, 配筋除采用钢筋外, 也常用型钢和钢板。

　　1.2 外包钢加固法

　　外包钢加固法分湿式和干式两种情况。湿式外包钢加固: 外包型钢与构件之间是采用乳胶水泥粘贴或环氧树脂化学灌浆等方法粘结, 以使型钢与原构件能整体工作共同受力; 干式外包钢加固: 原构件与外包型钢之间无任何粘结, 有时虽填有水泥砂浆, 但彼此只能单独受力, 承载力提高不如湿式外包钢加固有效。该方法施工简便, 现场工作量较小, 受力较为可靠, 适用于在使用上不允许增大原构件截面尺寸, 但又要求大幅度地提高截面承载能力的混凝土结构, 主要用于钢筋混凝土柱、梁、桁架弦杆和腹杆的加固。

　　1.3预应力加固法

　　预应力水平拉杆加固的混凝土受弯构件，由于预应力和新增外部荷载的共同作用，拉杆内产生轴向拉力，该力通过杆端锚固偏心地传递到构件上(当拉杆与梁板底面紧密贴合时，拉杆会与构件共同找曲，此时尚有一部分压力直接传递给构件底面)，在构件中产生偏心受压作用，该作用克服了部分外荷载产生的弯矩，减少了外荷载效应，从而提高了构件的抗弯能力。

　　同时，由于拉杆传给构件的压力作用，构件裂缝发展得以缓解、控制，斜截面抗剪承载力也随之提高。

　　1. 4 增设支点加固法

　　增设支点加固法是通过增设支承点来减小结构计算跨度, 改变结构内力分布并提高其承载能力的加固方法。梁、板在跨中增设支点后, 减小了跨度, 从而能较大幅度地提高承载能力, 并能减小和限制梁、板的挠曲变形。

　　1. 5 粘贴钢板加固法

　　粘钢加固法是在混凝土构件表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板, 使其共同工作、整体受力, 以提高结构承载力的一种加固方法。它实质是一种体外配筋,提高原构件的配筋量, 从而相应提高结构构件的刚度、抗拉、抗压、抗弯和抗剪等方面的能力。采用此法加固对结构胶的要求较高, 结构胶必须具有强度高、粘结力强、耐老化、弹性模量高、线膨胀系数小的特点, 并且具有一定弹性。相对于传统加固方法, 粘钢加固法更为简单、快速,因而在建筑领域和公路桥梁领域中都得到了普遍应用。

　　2 工程加固施工前设计的必要性

　　2.1 现实的需要既有房屋，有的由于使用性质改变而导致荷载增加;有的为了增加使用面积，在层高较大的部位或在屋顶上进行加层;有的为满足节能有关规定，需将楼层周边凹凸部分补平改造;有的需要进行抗震加固;有的由于遭受火灾、超载、地基不均匀沉降等原因需要进行加固处理等。既有房屋的改造、加固日益增多，因此，建筑结构设计人员根据形势的发展应不但能熟练地从事新建筑的结构设计，还要逐渐熟悉和掌握对既有房屋的改造和加固设计工作。

　　2.2 检测和鉴定的必要性为了解既有房屋结构的安全性、适用性和耐久性是否满足要求，在改造加固前必须要对结构进行检测和鉴定，对其可靠性作出正确的评价。检测和鉴定工作应该由有资质的单位承担。检测时可根据房屋结构实际情况和特点确定重点内容，钢筋混凝土结构应着重检测构件的混凝土强度等级、钢筋配置、裂缝情况、混凝土碳化深度、蜂窝缺陷等。

　　2.3 房屋结构的改造、加层、加固必须进行设计

　　(1)按有关规定，对既有房屋进行改造加固设计实施以后，承担此任务的设计单位应该对该房屋结构的安全性和耐久性负完全责任，而原来的设计单位未参与改造加固设计时，则

　　不再负此责任。因此，改造加固设计应该由有资质的设计单位或研究单位来承担。

　　(2)进行改造加固设计时，力求与承担施工的单位进行配合，根据该施工单位的经验和水平确定更合理的设计实施方案。如果由于招投标等原因，在设计时不能确定施工单位，那么在完成设计确定了施工单位后，开工之前应就设计中构造做法和施工要求与施工单位作交底和讨论，必要时进行方案调整和修改设计，以确保工程质量和降低造价。

　　3 加固技术的研究现状及发展趋势

　　传统的加固方法如增大截面法、外包钢加固法、粘钢加固法等的技术和研究都较为成熟，并广泛运用于工程实际，取得了较好的效果.我国近年来出现的一些新加固技术，如粘贴纤维复合材料加固法、钢丝网水泥砂浆加固法、纤维材料的嵌入式加固法等，它们以优异的性能、特点和加固效果得到了工程界的关注和青睐.随着新加固技术的逐步成熟，一定会在工程中得到广泛应用.

　　3.1 碳纤维加固技术的研究和应用起步较晚，发展却很迅猛.一些科研院所和大学在碳纤维加固技术的研究和应用方面开展了大量工作，主要包括以下几方面：

　　(1)研究碳纤维材料加固的构件在抵抗各种荷载和变形中的承载性能以及承载力计算方法等.如在构件的受拉面粘贴片材研究加固构件的抗弯性能;在交变荷载作用下研究加固构件的抗疲劳性能等.

　　(2)研究碳纤维材料加固构件的破坏形式和机理.通过对碳纤维布加固的受弯、受剪构件的破坏研究表明，其破坏形式分为：碳纤维布断裂、受压区混凝土压碎、剥离破坏及粘结破坏.剥离破坏是最为常见的一种破坏形式.

　　(3)开展预应力碳纤维布加固及施工机具和工艺的研究.根据碳纤维材料强度高而弹性模量相对较低的特点，通过对碳纤维布施加预应力可以发挥其高强度性能，提高加固效果.

　　3.2 钢丝网水泥砂浆加固技术的研究，特别适于轮廓外形的结构单元的修复和加固.目前国内已将该项技术用于下水管道的内补维修、大坝防渗面板的加固[4]及水库泄洪闸墩的加固。

　　3.3 纤维复合材料嵌入式加固技术，克服了碳纤维材料粘贴加固技术存在的防火性能差、粘贴在楼面上(负弯矩区域)易被人为或环境破坏、易产生剥离破坏等缺陷，加快完善和推广纤维复合材料嵌入式加固技术;建立此项技术的标准和规范;进行这方面的理论研究。

　　4 结束语

　　综上，建筑物结构加固是一项系统工程，除了在加固方法、设计及施工技术方面努力外，还应从源头上抓起，加强管理，提高工程质量可以有效避免损坏的发生。由于作者水平有限，文中不足之处望行业同仁多多指正，今后的工作学习当中亦会时刻保持积极进步不断探索的精神，争取为我国在房屋建筑结构加固设计及施工技术方面作出更大的贡献。

　　参考文献：

　　[1]王亚勇.我国大型公共建筑抗震加固技术[J].工程质量，2005(12).

　　[2]王朝秀，周亚平.碳纤维布(CFRP)在混凝土结构加固工程中的应用[J].安徽冶金科技职业学院学报，2005(1).