建筑結(jié)構(gòu)加固淺析

1、    建筑結(jié)構(gòu)加固淺析    劉希光摘要：介紹了建筑結(jié)構(gòu)加固的原則、要點，常用的加固方法，目前建筑加固行業(yè)存在的問題及對策。關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；加固方法；問題；對策1 引言近幾十年來，由于舊建筑物逐漸增多，工程事故不斷發(fā)生。并且隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展及人們對生活居住環(huán)境安全舒適性要求的提高，對現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)的鑒定和加固也日益增多。許多國家逐漸把建沒的重點轉(zhuǎn)移到舊建筑物維修、改造和加固方面。建筑工程維修加固業(yè)的發(fā)展越來越快，已成為建筑業(yè)的重要組成部分。2 加固的原則及要點2.1 結(jié)構(gòu)加固的基本原則(1) 結(jié)構(gòu)經(jīng)可靠性鑒定需要加固時，必須進行加固，加固的范圍可以是

2、整體房屋，亦可是指定的區(qū)段或特定的構(gòu)件。(2) 加固設(shè)計應(yīng)考慮施工方便且可行的施工方法。對于混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)提高一級強度等級，并加強構(gòu)造和連接措施等，以保證原結(jié)構(gòu)與新結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作。(3) 由于高溫、凍融、腐蝕、振動等原因造成的結(jié)構(gòu)損壞，加固時應(yīng)采取減小、抵御或排除上述不利因素影響的對策，保證加固后的結(jié)構(gòu)安全可靠。(4) 結(jié)構(gòu)加固應(yīng)盡量考慮經(jīng)濟效果，盡可能做到在不停產(chǎn)的條件下加固，盡量不損傷原構(gòu)件和減少構(gòu)件的拆除。(5) 加固過程一定要注意安全，若發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)造有嚴(yán)重缺陷，應(yīng)立即停止施工，待消除隱患后方能繼續(xù)。2.2 結(jié)構(gòu)加固的要點(1) 應(yīng)根據(jù)可靠性鑒定結(jié)果和結(jié)構(gòu)功能降低的原因，結(jié)合結(jié)構(gòu)布置的特

3、點、主體結(jié)構(gòu)傳力、承力的特征、新的功能要求、周圍環(huán)境等因素，從安全、適用、經(jīng)濟的角度出發(fā)進行結(jié)構(gòu)加固的方案的選擇。(2) 加固方案要在滿足加固本身的要求上，多考慮使用新技術(shù)、新材料、新工藝。3 常用的建筑結(jié)構(gòu)加固方法建筑加固要針對不同的情況，選擇合適的方法，這樣才能取得經(jīng)濟、安全的效果。基本方法主要有：(1) 增大截面加固法：根據(jù)原結(jié)構(gòu)構(gòu)造和受力的實際情況，選用在受壓區(qū)或受拉區(qū)增設(shè)現(xiàn)澆鋼筋混凝土外加層。適用于梁、板、柱、墻和一般構(gòu)造的混凝土的加固。該法的優(yōu)點是應(yīng)用面較廣，適用性強，施工簡單；缺點是施工濕作業(yè)比較長，養(yǎng)護周期較長，截面增大對結(jié)構(gòu)外觀及房屋凈空有一定影響。(2) 置換混凝土加固法：

4、用強度高、韌性好的混凝土材料置換原有結(jié)構(gòu)強度低、韌性差的構(gòu)件材料，以提高結(jié)構(gòu)的整體強度、剛度和承載力。適用于承重構(gòu)件受壓區(qū)混凝土強度偏低或有嚴(yán)重缺陷的部位。該法的優(yōu)點是工藝簡單，占用空間小，造價較低；缺點是濕作業(yè)時間較長。(3) 外粘型鋼加固法：在混凝土柱的四角或兩面包以型鋼的一種加固方法。對于方形或矩形柱，大多在柱的四角用角鋼，并在橫向用綴板連成整體；對圓形柱、煙囪等圓形構(gòu)件，多采用扁鋼加套箍的辦法。該法的優(yōu)點是既能增大結(jié)構(gòu)承載力又不會引起剛度較多增加而導(dǎo)致地震作用的增大，同時又能利用型鋼套箍和綴板對混凝土進行有效約束提高混凝土的極限應(yīng)變和抗剪能力，使結(jié)構(gòu)的變形能力大大提高；缺點是用鋼量較大

5、，不宜用于60以上高溫場所，施工難度大，施工質(zhì)量難于控制。(4) 外加預(yù)應(yīng)力加固法：采用高強度鋼筋或型鋼，在被加固構(gòu)件體外增設(shè)預(yù)應(yīng)力拉桿或撐桿，通過施加預(yù)應(yīng)力，使體外拉桿與被加構(gòu)件共同受力，克服被圍構(gòu)件的應(yīng)力超前現(xiàn)象，改變原有截面的受力特征，提高加固后結(jié)構(gòu)的承載力和剛度。該法的優(yōu)點是：占用空間小，施工周期短，加固效果好，提升幅度大；缺點是技術(shù)要求高，施工難度大。(5) 粘貼鋼板加固法：在構(gòu)件表面采用專用結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板以提高結(jié)構(gòu)承載力的加固方法。適用于對鋼筋混凝土受彎、受拉和大偏心受壓構(gòu)件的加固。該法的優(yōu)點是施工快速、現(xiàn)場無濕作業(yè)或僅有抹灰等少量濕作業(yè)，加固后對原結(jié)構(gòu)外觀和原有凈空影響較小；缺點

6、是需要專業(yè)隊伍操作，加固效果和施工質(zhì)量及粘膠工藝密切相關(guān)，須做專門防腐防火處理。(6) 粘貼纖維復(fù)合材加固法：一種將高強度碳纖維織物或預(yù)成型板材通過改性環(huán)氧樹脂粘貼于被加固構(gòu)件表面的一種新型加固方法。優(yōu)點是輕質(zhì)高強，一般無需搭接，能適應(yīng)曲面形狀混凝土的粘貼要求，耐潮濕、耐腐蝕、施工便捷；缺點是使用環(huán)境的溫度有限制，且需作專門的防護處理，若防護不當(dāng)，易遭受火災(zāi)或人為破壞。(7) 增設(shè)支點加固法：通過減少受彎構(gòu)件的計算跨度，達到減少作用在被加固構(gòu)件上的荷載效應(yīng)，提高結(jié)構(gòu)承載水平的目的。本方法適用于梁、板、桁架、網(wǎng)架等結(jié)構(gòu)的加固。優(yōu)點是簡單可靠。缺點是：易損害建筑物的原貌和使用功能，會減小使用空間。

7、4 建筑加固行業(yè)存在的問題及對策4.1 我國建筑加固行業(yè)發(fā)展存在的問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面：(1) 從事建筑物加固改造施工的單位多數(shù)是從事一般建設(shè)的施工隊伍，對建筑物修復(fù)施工并不熟悉，加之修復(fù)改造工程的施工組織和管理的難度比較大，造成工程質(zhì)量低下，設(shè)計意圖不能完全實現(xiàn)，甚至違背設(shè)計意圖。(2) 目前已有建筑物診斷技術(shù)水平還比較低，主要是檢測手段比較落后，也沒有相應(yīng)的檢驗標(biāo)準(zhǔn)供遵循。(3) 缺少配套的施工操作規(guī)程、規(guī)范和質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)等。即使是一些專業(yè)隊伍也極少能制訂出自己的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范施工過程。施工操作的隨意性大，多數(shù)情況下很難獲得最佳修復(fù)效果，從而導(dǎo)致工程質(zhì)量低劣。4.2 解決建筑加固業(yè)中

8、存在問題的對策(1) 方案的制定應(yīng)考慮總體效應(yīng)。在制定建筑物的加固方案時除考慮可考性鑒定結(jié)論和加固內(nèi)容外，還應(yīng)考慮加固后總體效應(yīng)。(2) 材料的選用和取值應(yīng)謹(jǐn)慎合理。在進行結(jié)構(gòu)加固的設(shè)計時，如原結(jié)構(gòu)材料種類和性能與原設(shè)計一致，按原設(shè)計(或規(guī)范)取值，如原結(jié)構(gòu)無材料強度資料時，可通過實地測量評定材料強度等級，再按現(xiàn)行規(guī)范進行取值。結(jié)構(gòu)加固時，為保證安全，材料強度比設(shè)計強度要高一級。當(dāng)采用粘結(jié)材料和化學(xué)灌漿材料時，其強度應(yīng)高于被粘結(jié)結(jié)構(gòu)混凝土的抗拉強度和抗剪強度。(3) 荷載計算應(yīng)科學(xué)規(guī)范對加固結(jié)構(gòu)承受的荷載，應(yīng)如實地調(diào)查和取值。建筑一經(jīng)確定需加固，則加固驗算應(yīng)按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(gbj88)規(guī)定

9、取值。對于在先行規(guī)范中未做規(guī)定的永久荷載，可根據(jù)情況進行抽樣實測確定。抽樣數(shù)不得少于5個，以其平均值的1.1倍作為其荷載標(biāo)準(zhǔn)值。對于工藝荷載和吊車荷載等，應(yīng)根據(jù)使用單位提供的數(shù)據(jù)取值。(4) 承載力驗算應(yīng)實事求是。對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，已知材料實際強度和現(xiàn)狀后，可對其承載力進行驗算。驗算時，結(jié)構(gòu)的計算簡圖應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)實際受力狀況和結(jié)構(gòu)實際尺寸確定。構(gòu)件截面積應(yīng)采用實際有效截面面積，考慮結(jié)構(gòu)損傷、缺陷、銹蝕等不利的影響因素。驗算時應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)加固部分與原結(jié)構(gòu)協(xié)同工作程度，并對加固部分的材料強度設(shè)計值進行適當(dāng)?shù)恼蹨p；還應(yīng)考慮實際荷載偏心、結(jié)構(gòu)變形、局部損傷、溫度作用等造成的附加應(yīng)力。當(dāng)加固后使結(jié)構(gòu)重量增大時，尚

10、應(yīng)對相關(guān)結(jié)構(gòu)及建筑物基礎(chǔ)進行驗算。當(dāng)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)無法確定配筋量時，可根據(jù)現(xiàn)有荷載及結(jié)構(gòu)變形狀況進行荷載驗算。必要時可加一定量荷載，通過在新荷載下裂縫變化，主筋應(yīng)變量的增加和撓度發(fā)展，對結(jié)構(gòu)進行抗力測算。5 結(jié)語需要指出的是，建筑結(jié)構(gòu)的加固，雖然有一些常規(guī)、常用的方法可供選擇，但這些加固方法不一定就完全符合某一特定實際工程的特點。對某一特定結(jié)構(gòu)來說，很難有完全固定的加固模式。因此加固設(shè)計時應(yīng)在符合加固的相應(yīng)規(guī)范的前提下，根據(jù)實際工程特點靈活選用加固方案，或針對實際情況采用特殊、有效的處理方法，達到最佳加固效果。參考文獻：1 文明才. 建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)及發(fā)展趨勢j. 湖南城市學(xué)院學(xué)報, 2003(14): 404l.2 袁浩. 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計優(yōu)化研究d. 長沙: 湖南大學(xué), 2000.3 范錫盛. 建筑物改造和