建筑结构加固技术浅析

Abstract: with the passage of time, the component of the building will be aging and damage, and other problems, in order to prolong the life span of the buildings, and ensure that the people's life and property security, repair, and strengthening the building of the construction industry become focus. This paper expounds the cause of building structure reinforcement, probes into the method of building structure technology.

Keywords: building structure strengthening technology

随着我国经济建设的快速发展以及建筑规模的不断扩大，现有城市土地将不能有效满足经济发展的要求，建筑加层加固行业也随之变为一门热门的新兴产业。现阶段，国内外建筑物加层加固改造项目日益增多，加固技术不断创新，就我国而言，加固改造业已经成为国家和人民日益重视的新行业，合理开展加层加固技术的工程实践，有其重要的社会意义和经济意义。

一、建筑结构加固的主要原因

1、人为因素

建筑物常常因设计错误、施工低劣、使用不当等人为原因不能满足其正常的使用要求。设计错误包括设计计算错误和设计概念错误。前者如选用错误的计算参数、计算时主要荷载被漏掉;后者如按桁架设计计算的构件，荷载作用在节间而未作用在节点。施工低劣造成施工质量事故常见的有：使用水泥超过使用期限;使用的钢筋质量低劣;施工过程中，悬挑板的负筋被踩下。使用不当常见的有：长期未清理工业建筑的屋面积灰荷载;使用荷载因任意改变使用用途而大大超载。

上述原因造成的工程事故如尚未导致建筑的倒塌,均可通过结构加固使其能正常、安全使用。

2、自然因素

建筑结构材料因长期的使用、外部环境条件而时刻受到外部介质侵蚀, 使材料状况日益恶化。例如：结构由于高湿、高温的变化产生裂缝;酸、碱等对结构的侵蚀;木材因细菌、微生物逐渐腐朽。

建筑结构的功能在以上自然因素的长期作用下将日益下降，当达到一定程度后,就必须对其进行加固。

3、结构使用要求的变化

随着科技的不断进步,大规模的技术改造和结构调整正在我国的工业界有条不紊地进行。生产工艺发生变化,就要提高建筑结构的功能。例如，原有设备要更新，工厂厂房的局部要增层，设备的基础相应有了新的更高的要求，为了保证其安全使用，结构的检测、鉴定与加固就成了必然。

二、建筑结构加固技术

1、砌体结构加固方法

砌体结构的加固分为直接加固与间接加固两类，施工时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。

(1) 直接加固方法。

第一、复合截面加固法： A、钢筋砼外加层加固法。其优点是施工工艺简单、适应性强、砌体加固后承载力有较大提高，并且有成熟的设计和施工经验。适用于柱和带壁墙的加固。缺点是现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空会有一定的减小。B、钢筋水泥砂浆外加层加固法。其优点是与钢筋砼外加层加固法相近，但提高承载力有限，适用于砌体墙的加固，有时也用于钢筋砼外加层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭。

第二、增设扶壁柱加固法。系砌体局部加大截面法，其优点与钢筋砼外加层加固法相近，但提高承载力有限，且较难满足抗震要求，一般仅在非震区使用。

(2) 间接加固方法。

第一、无粘结外型钢加固法。该法属于传统的加固法，其优点是施工简便、现场工作量和湿作业少，受力较可靠。适用于不允许增大原构件截面尺寸，却要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固; 缺点是加固费用较高，并需采用类似钢结构的防护措施。

第二、预应力撑杆加固法。该法能大幅度提高砌体柱的承载能力，且加固效果可靠。适用于加固处理高应力、高应变状态的砌体结构的加固，其缺点是不能用于温度在600℃以上的环境中。

(3) 砌体结构构造特性加固与修补。

第一、增设圈梁加固。适用范围： A、原有圈梁不符合现行设计规范要求; B、纵横墙交接处有明显缺陷处; C、房屋的整体性能较差处。

第二、增设梁垫加固。当大梁下砖砌体被局部压碎或大梁下墙体出现局部竖直裂缝时，必须采用此法加固。

第三、砌体局部拆砌。当建筑物局部破裂但尚未查清原因且未影响承重及安全时，可将破裂墙体局部拆除，并按提高砂浆强度一级及整砖填砌。

第四、砌体裂缝修补。裂缝修补前，应根据构件的受力状态和裂缝的特征等因素，确定造成裂缝的原因，以便有针对性地修补裂缝或采取相应的加固措施。值得注意的是，对于受力裂缝危及结构安全的应先加固结构后处理裂缝。

2、钢结构加固方法

钢结构加固的主要方法有：减轻载荷、加大原构件截面和连接强度、改变结构计算图形、阻止裂纹扩展等。

(1)加大构件截面加固法。在采用此加固方法时，应根据构件已经有的缺陷和损伤的状况而选择适当的截面形式，以提高构件的稳固。

(2) 连接的加固和加固件的连接。

第一、钢结构连接方法，即焊接、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择，应根据结构需要、加固的目的、原因、受力状况、构件及施工条件，并考虑原有的连接方法确定。

第二、钢结构加固采用焊缝连接，摩擦型高强度螺栓连接，有依据时也采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。应当采用焊缝连接时，应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。

(3) 改变结构计算图形。此加固方法是指采用载荷分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固。针对不同的构件及受力可采用不同的加固方法。

第一、对结构可采用增加结构或构件刚度的方法进行加固： A、增加支撑、形成空间结构，并按空间结构验算;B、加设支撑增加结构刚度，或者调整结构的自振频率及提高构件承载力和改善结构受力特性;C、增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少，以提高其稳定性;D、在排架结构中重点加强某一列柱的刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其它柱列负荷;E、在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉锁，以加强结构的刚度。

第二、对于受弯构件，采用改变其截面内力的方法进行加固：A、改变载荷的分布，例如将一个集中载荷转化为多个集中载荷;B、改变端部支撑情况，例如简结变铰结、铰结变刚结;C、增加中间支座或将简支结构端部连接为连续结构;D、调整连续结构的支座位置;E、将结构构件变为撑杆式结构;F、施加预应力以改变其受力。

第三、对于桁架，可通过改变杆件内力的方法进行加固：A、增设撑杆，变桁架为撑杆式结构;B、加设预应力拉杆。

(4)裂纹的修复与加固。钢结构因载荷反复作用及材料选择，构造、制造、施工安装不当等产生具有扩张性或脆断倾向性裂纹损伤时，应当设法修复。

第一、焊缝产生裂缝的加固;钢结构焊接后产生的裂纹有不同种类，如结晶裂纹、液化裂纹、再热裂纹、氢致延迟裂纹等。修复时应针对不同情况采取适宜的方法修补或加固：A、卸补施加固;B、负荷状态下进行补强加固应尽量减少荷载;C、轻钢结构尤其是受弯物件不宜负荷状态下补强及加固;应注意的是修复时，同一部位修复次数不宜超过两次。

第二、钢结构构件本身产生的裂纹修复与加固; 修复前，必须分析裂纹产生的原因及其影响的严重程度，而有针对性地采取改善结构实际工作或进行加固的措施。修复与加固的要求与焊缝裂纹修复要求相近。对于那些不宜采用修复加固的构件，应予以拆除、更换。

随着时间的推移，建筑物的构件会出现老化、损伤等问题，只要秉承科学严谨的态度，认真分析出现老化、损伤的原因，掌握规律，然后采取有效的加固维修措施，就可以有效的延长建筑物的寿命，确保人民群众的生命财产安全。

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