建筑结构加固改造技术发展进程及工程应用

建筑结构加固改造技术发展进程及工程应用

武汉大学土木建筑工程学院工程加固结课论文

摘要：本文对建筑结构加固改造技术重要性进行了分析，并对国内外建筑加固行业发展现状做了综合阐述，指出了我国工程建设中的现状，存在的问题及面临的挑战。通过对需要加固改造建筑的原因进行分析，找出从勘测设计施工及使用上各方面潜在的问题，并从根源上提了实际可行的建议，针对我国的具体国情和实际管理体系提出了具体的改进方案。同时文章对建筑结构加固的基本方法做了系统的介绍，并分析了各种方法的适用范围，优缺点及经济效益。对于建筑纠偏本文亦有一定篇幅的讨论。最后对建筑结构加固改造技术的发展趋势做出展望。

关键词：建筑检测；建筑加固；结构改造；加固应用；纠偏；

1 建筑结构加固改造的意义

1.1建筑结构加固改造的重要性

国内外结构工程的发展过程表明，当工程建设进行到一定阶段后，工程结构的维修改造将成为主要的建设方式。我国的工程结构，特别是建筑物则因为特殊的历史和发展方式，在许多方面更需要对既有建筑物进行加固与维修改造。建筑物加固与维修改造的前提是对其进行鉴定，然后根据鉴定结果采取相应的加固处理措施。由于城市化进程加快，设计、施工和管理使用存在先天不足，同时由于地震、火灾等灾害的影响，建筑结构鉴定与加固改造已成为我国基本建设急需解决的重大问题。当前国内发展生产，提高生产力的重心，已从新建工业企业转移到对已有企业的技术改造，以取得更大的投资效益。同样，对民用建筑进行改造的要求，在我国也日益迫切。

1.2实际工程中建筑需要加固改造的原因

随着经济、社会和科技的发展，越来越多的建筑物会出现变更用途，改变业主，工业建筑的更新改造等。还有如建筑的质量问题或者使用环境恶化，接近或超过使用年限，这些都是建筑物需要进行加固改造的原因。

1.2.1建筑物接近或超过其设计年限

据1986 年国家统计局和建设部的调查，我国城镇民用建筑面积达46.76 亿m2，使用期限超过20年的约占64%；工业建筑13.5 亿m2，使用期限超过30 年的约占65%，越来越多的建筑物进入老龄化。

1.2.2 先天性缺陷、使用不当及环境劣化

建筑物在施工中出现问题造成先天缺陷或者由于使用不当及环境变化都有可能导致建筑物需要经过检测加固改造后方能投入正常使用。

1.2.2.1勘察引起的缺陷

结构的先天不足首先表现在地质勘察不能准确反映地基土、地下水的真实情况，如勘察布点过稀、钻孔深度不够等，造成建筑物施工中、竣工后出现地基沉降等。

1.2.2.2 设计引起的缺陷

设计人员在设计建筑物时，虽然尽量考虑了影响建筑结构安全和使用的各种各样的因素，然而在建筑物竣工使用后，每个结构实际上都有自己的特性，它不可能完全被设计时采用的数学模型所描述。原先的设计构思总是与实际使用中发生的情况有一定距离。尽管建筑技术有了很大的进步和发展，但结构仍有可能由于先天不足而出现各种缺陷。同时，我国建筑结构设计冗余度较低，为其安全使用留下隐患。

1.2.2.3施工造成的缺陷

结构的先天不足还来源于施工。造成这类隐患的原因虽然很多，但当前最引起人们关注的是低素质队伍施工所造成的建筑物低质量的现状。众所周知，随着建筑队伍的迅速发展，特别是农村建筑队伍的迅猛扩大，建筑队伍的技术和管理素质普遍下降，在管理方面也存在混乱和违纪问题，这些都给建筑物正常使用留下大量隐患。

1.2.2.4使用不当及环境劣化

建筑物的缺陷还来自恶劣的使用环境：如高温、重载、腐蚀、粉尘、疲劳、潮湿……，以及由于缺乏对建筑物正确的管理、检查、鉴定、维修、保护和加固的常识所造成的对建筑物管理和使用不当，致使不少建筑物出现不应有的早衰。如建筑物使用过程中，未经鉴定而增加荷载，装修时增加荷载，增设设备等；未经相关单位鉴定或加固即拆除承重构件，造成周围或上部构件承载力不足等。

1.2.3 自然灾害

我国是一个自然灾害多发的国家，历次地震都在不同程度上对建筑物造成了损坏，而

且风灾、水灾年年不断，仅风灾平均每年损坏房屋30 万间，经济损失十多亿元，每年水灾损失更难准确统计。另外，随着国民经济的发展和城市化进程的加速，人口和建筑群的进一步密集，建筑物的火灾概率大大增加。这些意外的灾害，使不少建筑物受到严重损伤或者提前夭折。

综上所述，不论是对建筑物先天不足，还是对后天管理不善、使用不当；不论是为抗御灾害所需进行的加固，还是为灾后所需进行的修复，不论是为适应新的使用要求，而对建筑物实施的改造，还是为建筑物进入中老年期而进行的正常诊断、处理，都需要对建筑物进行检查和鉴定，以对其可靠性做出科学的评估，都需要对建筑物实施正确的管理维护和改造加固，以延长其使用寿命。由此可见，建筑物鉴定与加固改造的任务，不仅量大面广，而且任重道远，对国力薄弱的我国来讲有着极其重要的现实意义[1]。

2 建筑结构鉴定与加固改造技术在国内外的发展

2.1 建筑结构鉴定与加固改造技术在国外的发展

对建筑物进行评估和维修、加固和改造，是伴随着人类房屋建设而出现的，但其真正的发展还是在20 世纪中叶以后。20世纪人类历史上的两次世界大战，对建筑物的毁坏是空前的，战后对房屋建筑的大量需要，刺激了建筑业的发展，而其时建造的房屋规模大、标准低，致使这些建筑在使用不到30年，就不得不进行大修、改造，有了这样的市场需求，使得鉴定加固行业迅速发展起来[2]。同时，科技水平的提高，也为本行业的发展奠定了基础。西欧、美国和日本等国以及相关国际行业协会对已有建筑的维修、改造的研究十分重视，已经制定了相应的法规，各国投入到建筑物维修改造的资金占房屋建筑投入资金的比例也越来越高。

2.2 建筑结构加固改造技术在国内的发展

在我国，由于战争和其他历史原因，大规模的基建建设比世界晚了几十年。建国年以来，我国经历了三个建设高潮期：一是解放初期的50年代；二是改革开放后的80年代、90年代；三是进入新世纪以来。我国同样也遵循了新建、新建与维修加固、改造并重的这样一个发展道路

建筑结构检测鉴定行业从个别从业者率先进行鉴定加固和改造工作，到队伍越来越大，渐成规模；从无章可循，到各种标准对检测、鉴定、加固各个阶段越来越规范；从依赖专家经验的“传统经验法”，到专家经验与现场实测数据、复核鉴定相结合并原则性采用统计概率的“实用鉴定法”；从注重可靠性(安全性、正常使用性)鉴定，到可靠性、耐久性评价并