陳生

【摘 要】 隨著時間的推移，建筑物的構(gòu)件會出現(xiàn)老化、損傷等問題，為了有效的延長建筑物的壽命，確保人民群眾的生命財產(chǎn)安全，修復(fù)和加固建筑物成為建筑行業(yè)的工作重點。本文闡述了建筑結(jié)構(gòu)加固的原因，深入探討了建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)的方法。

【關(guān)鍵詞】 建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)方法

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展以及建筑規(guī)模的不斷擴大，現(xiàn)有城市土地將不能有效滿足經(jīng)濟發(fā)展的要求，建筑加層加固行業(yè)也隨之變?yōu)橐婚T熱門的新興產(chǎn)業(yè)。現(xiàn)階段，國內(nèi)外建筑物加層加固改造項目日益增多，加固技術(shù)不斷創(chuàng)新，就我國而言，加固改造業(yè)已經(jīng)成為國家和人民日益重視的新行業(yè)，合理開展加層加固技術(shù)的工程實踐，有其重要的社會意義和經(jīng)濟意義。

一、建筑結(jié)構(gòu)加固的主要原因

1、人為因素

建筑物常常因設(shè)計錯誤、施工低劣、使用不當(dāng)?shù)热藶樵虿荒軡M足其正常的使用要求。設(shè)計錯誤包括設(shè)計計算錯誤和設(shè)計概念錯誤。前者如選用錯誤的計算參數(shù)、計算時主要荷載被漏掉；后者如按桁架設(shè)計計算的構(gòu)件，荷載作用在節(jié)間而未作用在節(jié)點。施工低劣造成施工質(zhì)量事故常見的有：使用水泥超過使用期限；使用的鋼筋質(zhì)量低劣；施工過程中，懸挑板的負筋被踩下。使用不當(dāng)常見的有：長期未清理工業(yè)建筑的屋面積灰荷載；使用荷載因任意改變使用用途而大大超載。

上述原因造成的工程事故如尚未導(dǎo)致建筑的倒塌，均可通過結(jié)構(gòu)加固使其能正常、安全使用。

2、自然因素

建筑結(jié)構(gòu)材料因長期的使用、外部環(huán)境條件而時刻受到外部介質(zhì)侵蝕， 使材料狀況日益惡化。例如：結(jié)構(gòu)由于高濕、高溫的變化產(chǎn)生裂縫；酸、堿等對結(jié)構(gòu)的侵蝕；木材因細菌、微生物逐漸腐朽。

建筑結(jié)構(gòu)的功能在以上自然因素的長期作用下將日益下降，當(dāng)積累達到一定程度后，就會威脅到結(jié)構(gòu)的安全，就有必要對其進行加固。

3、結(jié)構(gòu)使用要求的變化

隨著科技的不斷進步，大規(guī)模的技術(shù)改造和結(jié)構(gòu)調(diào)整正在我國的工業(yè)界有條不紊地進行。生產(chǎn)工藝發(fā)生變化，就要提高建筑結(jié)構(gòu)的功能。例如，原有設(shè)備要更新，工廠廠房的局部要增層，設(shè)備的基礎(chǔ)相應(yīng)有了新的更高的要求，為了保證其安全使用，結(jié)構(gòu)的檢測、鑒定與加固就成了必然。

二、建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)

1、 砌體結(jié)構(gòu)加固方法

砌體結(jié)構(gòu)的加固分為直接加固與間接加固兩類，施工時可根據(jù)實際條件和使用要求選擇適宜的方法和配套的技術(shù)。

（1） 直接加固方法。

第一、 復(fù)合截面加固法： A、 鋼筋砼外加層加固法。 其優(yōu)點是施工工藝簡單、 適應(yīng)性強、 砌體加固后承載力有較大提高，并且有成熟的設(shè)計和施工經(jīng)驗。適用于柱和帶壁墻的加固。缺點是現(xiàn)場施工的濕作業(yè)時間長，對生產(chǎn)和生活有一定的影響， 且加固后的建筑物凈空會有一定的減小。B、鋼筋水泥砂漿外加層加固法。其優(yōu)點是與鋼筋砼外加層加固法相近，但提高承載力有限，適用于砌體墻的加固，有時也用于鋼筋砼外加層加固帶壁柱墻時兩側(cè)穿墻箍筋的封閉。

第二、增設(shè)扶壁柱加固法。系砌體局部加大截面法，其優(yōu)點與鋼筋砼外加層加固法相近，但提高承載力有限，且較難滿足抗震要求，一般僅在非震區(qū)使用。

（2） 間接加固方法。

第一、無粘結(jié)外型鋼加固法。該法屬于傳統(tǒng)的加固法，其優(yōu)點是施工簡便、 現(xiàn)場工作量和濕作業(yè)少，受力較可靠。適用于不允許增大原構(gòu)件截面尺寸，卻要求大幅度提高截面承載力的砌體柱的加固； 缺點是加固費用較高， 并需采用類似鋼結(jié)構(gòu)的防護措施。

第二、預(yù)應(yīng)力撐桿加固法。該法能大幅度提高砌體柱的承載能力，且加固效果可靠。適用于加固處理高應(yīng)力、高應(yīng)變狀態(tài)的砌體結(jié)構(gòu)的加固，其缺點是不能用于溫度在600℃以上的環(huán)境中。

（3） 砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)造特性加固與修補。

第一、增設(shè)圈梁加固。適用范圍： A、 原有圈梁不符合現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范要求； B、 縱橫墻交接處有明顯缺陷處； C、 房屋的整體性能較差處。

第二、增設(shè)梁墊加固。當(dāng)大梁下磚砌體被局部壓碎或大梁下墻體出現(xiàn)局部豎直裂縫時，必須采用此法加固。

第三、砌體局部拆砌。當(dāng)建筑物局部破裂但尚未查清原因且未影響承重及安全時，可將破裂墻體局部拆除，并按提高砂漿強度一級及整磚填砌。

第四、砌體裂縫修補。裂縫修補前，應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的受力狀態(tài)和裂縫的特征等因素， 確定造成裂縫的原因， 以便有針對性地修補裂縫或采取相應(yīng)的加固措施。值得注意的是，對于受力裂縫危及結(jié)構(gòu)安全的應(yīng)先加固結(jié)構(gòu)后處理裂縫。

2、 鋼結(jié)構(gòu)加固方法

鋼結(jié)構(gòu)加固的主要方法有：減輕載荷、加大原構(gòu)件截面和連接強度、改變結(jié)構(gòu)計算圖形、阻止裂紋擴展等。

（1）加大構(gòu)件截面加固法。在采用此加固方法時，應(yīng)根據(jù)構(gòu)件已經(jīng)有的缺陷和損傷的狀況而選擇適當(dāng)?shù)慕孛嫘问?，以提高?gòu)件的穩(wěn)固。

（2） 連接的加固和加固件的連接。

第一、鋼結(jié)構(gòu)連接方法，即焊接、鉚釘、普通螺栓和高強度螺栓連接方法的選擇，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)需要、加固的目的、原因、受力狀況、構(gòu)件及施工條件，并考慮原有的連接方法確定。

第二、 鋼結(jié)構(gòu)加固采用焊縫連接，摩擦型高強度螺栓連接，有依據(jù)時也采用焊縫和摩擦型高強度螺栓的混合連接。應(yīng)當(dāng)采用焊縫連接時，應(yīng)采用經(jīng)評定認可的焊接工藝及連接材料。

（3） 改變結(jié)構(gòu)計算圖形。此加固方法是指采用載荷分布狀況、傳力途徑、 節(jié)點性質(zhì)和邊界條件， 增設(shè)附加桿件和支撐、 施加預(yù)應(yīng)力、考慮空間協(xié)同工作等措施對結(jié)構(gòu)進行加固。針對不同的構(gòu)件及受力可采用不同的加固方法。

第一、對結(jié)構(gòu)可采用增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件剛度的方法進行加固： A、 增加支撐、 形成空間結(jié)構(gòu)，并按空間結(jié)構(gòu)驗算；B、加設(shè)支撐增加結(jié)構(gòu)剛度，或者調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振頻率及提高構(gòu)件承載力和改善結(jié)構(gòu)受力特性；C、增設(shè)支撐或輔助桿件使結(jié)構(gòu)的長細比減少，以提高其穩(wěn)定性；D、在排架結(jié)構(gòu)中重點加強某一列柱的剛度，使之承受大部分水平力，以減輕其它柱列負荷；E、在塔架等結(jié)構(gòu)中設(shè)置拉桿或適度張緊的拉鎖，以加強結(jié)構(gòu)的剛度。

第二、對于受彎構(gòu)件，采用改變其截面內(nèi)力的方法進行加固：A、改變載荷的分布，例如將一個集中載荷轉(zhuǎn)化為多個集中載荷；B、改變端部支撐情況，例如簡結(jié)變鉸結(jié)、鉸結(jié)變剛結(jié)；C、增加中間支座或?qū)⒑喼ЫY(jié)構(gòu)端部連接為連續(xù)結(jié)構(gòu)；D、調(diào)整連續(xù)結(jié)構(gòu)的支座位置；E、將結(jié)構(gòu)構(gòu)件變?yōu)閾螚U式結(jié)構(gòu)；F、施加預(yù)應(yīng)力以改變其受力。

第三、 對于桁架，可通過改變桿件內(nèi)力的方法進行加固：A、增設(shè)撐桿，變桁架為撐桿式結(jié)構(gòu)；B、加設(shè)預(yù)應(yīng)力拉桿。

（4）裂紋的修復(fù)與加固。鋼結(jié)構(gòu)因載荷反復(fù)作用及材料選擇，構(gòu)造、 制造、 施工安裝不當(dāng)?shù)犬a(chǎn)生具有擴張性或脆斷傾向性裂紋損傷時，應(yīng)當(dāng)設(shè)法修復(fù)。

第一、焊縫產(chǎn)生裂縫的加固；鋼結(jié)構(gòu)焊接后產(chǎn)生的裂紋有不同種類，如結(jié)晶裂紋、液化裂紋、再熱裂紋、氫致延遲裂紋等。修復(fù)時應(yīng)針對不同情況采取適宜的方法修補或加固：A、卸補施加固；B、負荷狀態(tài)下進行補強加固 應(yīng)盡量減少荷載；C、輕鋼結(jié)構(gòu)尤其是受彎物件不宜負荷狀態(tài)下補強及加固；應(yīng)注意的是修復(fù)時，同一部位修復(fù)次數(shù)不宜超過兩次。

第二、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件本身產(chǎn)生的裂紋修復(fù)與加固； 修復(fù)前，必須分析裂紋產(chǎn)生的原因及其影響的嚴重程度，而有針對性地采取改善結(jié)構(gòu)實際工作或進行加固的措施。修復(fù)與加固的要求與焊縫裂紋修復(fù)要求相近。對于那些不宜采用修復(fù)加固的構(gòu)件，應(yīng)予以拆除、更換。

隨著時間的推移，建筑物的構(gòu)件會出現(xiàn)老化、損傷等問題，只要秉承科學(xué)嚴謹?shù)膽B(tài)度，認真分析出現(xiàn)老化、損傷的原因，掌握規(guī)律，然后采取有效的加固維修措施，就可以有效的延長建筑物的壽命，確保人民群眾的生命財產(chǎn)安全。

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