建筑结构加固技术及发展趋势

建筑结构加固技术及发展趋势

摘要：本文首先介绍几种传统的建筑结构加固技术，然后分析加固技术的发展趋势。

关键词：建筑结构，加固技术，发展趋势。

中图分类号：g267 文献标识码：a 文章编号：

一、加固设计应遵循的原则

根据建筑结构加固工程的特点，加固设计应遵循下述原则

1.1首先应充分考虑调查研究并掌握建筑物的原始资料、受力性能和事故状况，并作周密细致的全面评定，再根据房屋种类、结构特点、材料情况、施工条件及要求等综合考虑进行加固设计，才能做到摸清根源对症下药；

1.2根据房屋的重要程度，分清主次，明确项目，区别对待，在一般建筑中，要优先加固人员集中的房屋和要害部门；

1.3加固设计时，应尽量保留和利用有价值的结构，避免不必要的拆除，同时又要能保证保留部分的安全可靠和耐久，若要拆除也应考虑材料加以回收及重复利用的可能性；

1.4加固方案设计也应考虑建筑美观，结合立面造型和室内装修，进行必要的艺术处理，可取得良好的艺术效果，尽量避免遗留加固的痕迹。加固方案应切实可行、安全可靠、施工方便，尽量减少施工难度；

1.5由于高温、腐蚀、冻融、振动、地基不均匀沉降等原因造成的结构破坏，加固时必须同时考虑消除、减少或抵御这些不利因素

的有效措施，以免加固后的结构继续受害，避免二次加固。

二、传统加固技术

根据建筑结构加固方式及其加固补强的作用,混凝土结构的加固补强方法可以分为直接加固法与间接加固法。直接加固法包括加大截面法、外层包钢法、增加预应力法、外贴钢板法等;间接加固法包括增加支点法、增加支撑体系法、剪力墙加固法等。下面介绍几种传统的加固技术。

2.1加大截面加固法

顾名思义,加大截面法就是在混凝土构件的四周再包筑一层混凝土,增大结构的受力截面积,从而提高结构的承载力。该法,应用十分的广泛,施工工艺简单成熟,适应范围广,可应用于柱、梁、墙、板等混凝土构件。但是,增大截面法现场是作业量大,混凝土养护期长,而且构件的截面尺寸加大后会影响房屋的空间及美观。

增大截面法又可以分为以增大截面尺寸为主和以增大截面配筋

为主两种形式。前者,为了确保后补浇筑的混凝土正常的工作性能,必须配置适当的构造钢筋;后者,为保证后增加钢筋的工作性能,必须浇筑一定厚度的保护层。增大截面法加固通常是采用普通混凝土,若外包层比较薄,钢筋较密集,应该采用细石混凝土,确保混凝土的密实度;增大配筋法可采用钢筋,也可以采用型钢等。

2.2外包钢加固法

外包钢加固法是在建筑结构的四角用角钢进行包裹,提高构件的承载力。该加固法有干、湿两种形式,前者,外包型钢与原有构件间

因为没有实质性的粘结,二者不能共同受力,因而其承载力提高效

果较差;后者,外包角钢与原有构件采用乳胶水泥或者环氧树脂等

粘结为一体,二者可以共同工作受力,其加固效果良好。

外包钢加固法施工简单,工作量不大,结构受力也比较可靠,适用不允许加大结构的截面,又可以较大幅度的增大承载力的构件加固,一般用于梁、柱、桁架弦杆等构件的加固。

2.3预应力加固法

在原构件体外增设预应力钢筋,通过对其施加预应力的方法,改

变原结构的内力分布状态,以达到提高结构承载力的目的。增设的预应力杆、撑与原结构有良好的共同工作性能,其承载力提高的幅度也比较大。

该法适用于大跨度结构以及采用一般方法无法加固或加固效果

很不理想的较高应力应变状态下的大型结构加固,但此法不宜用于处在高湿度环境下的混凝土结构或混凝土收缩徐变较大的混凝土

结构的加固。

2.4增设支点加固法

增设支点加固是增设支点从而使得结构的计算跨径减少,以此改变结构的内力分布,从而提高结构的承载力。比如,在梁、板等结构物的中间增加一个支撑点,增加了结构的跨数、减少了跨径,因此,结构的承载力大大的增加,而且可以增大结构的刚度,减少结构的

挠度。这种方法对于空间要求不高的大跨度结构中的梁、板、桁架等水平结构的加固,其效果非常显著。该法唯一的缺点就是增设支

点后,建筑结构的使用空间受影响较大。

2.5粘贴钢板加固法

粘贴钢板加固法是将特制的钢板用建筑结构胶粘于需要加固构件的表面,让二者共同工作受力,从而提高结构的承载力。其实,该法也就是一种体外配筋,增大其配筋率,以此提高结构的刚度、强度等。粘贴钢板加固法对粘接的胶水要求非常高,粘贴胶水必须具有强度高、粘接能力强、不易老化、受环境影响小、温度变形量小等特性。粘贴钢板加固法具有快捷、简单、对结构的外观、空间影响甚小,其施工过程不影响建筑物的正常使用,因此,在建筑结构加固中应用十分广泛。

以上是建筑结构加固常用的几种方法,每种方法都有其优点与缺点,各自有其适用范围,因此在选择确定加固方法时,应该根据可靠性鉴定结果以及影响结构承载力降低的原因,并结合建筑结构的特点,综合考虑安全性、经济性、适用性等,择优选用。

三、建筑结构加固技术的发展趋势

比较常用的传统加固方法在目前的工程中依旧被广泛使用，但是这些方法具有局限性，因此，这种技术下的建筑物美观度以及耐受性都有欠缺，因此，为了解决传统加固技术的不足，逐渐出现了新的加固方法，比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，由于它们具有更优异的性能和加固效果，受到了广泛的关注。

3.1 粘贴纤维复合材料加固法

纤维复合材料加固土建结构的方法突破了传统方法的局限性。具有以下几个特点：一是没有明火以及湿作业施工，不需要大型的工具，而且占地面积小，因此现场施工方便；二是其抗拉强度约是普通钢材的十倍以上，而且厚度小，质量比较轻，具有良好的物理力学性质；三是可适用于梁、板、柱、桥梁、烟囱等多种建筑结构的加固，适用范围很广泛；四是具有很好的耐受性。这种方法祈愿于的发达国家，加固效果很显著，使用也比较方便，目前已经成为最广泛使用的一项技术，也基本实现产业化生产。我国从1997 年便开始研究这一领域，现在也取得大量成果。

3.2 钢丝网水泥砂浆加固法

钢丝网水泥是用钢丝网增强承受力的水泥复合砂浆，因为较高的抗拉、抗裂以及韧性，很适用于建筑结构的外形修复加固。这种方法目前还处于起步阶段，还没有粘贴纤维复合材料加固法使用广泛，因此还有很多问题需要解决，比如，钢丝网水泥的抗拉、抗裂以及韧性较好，但是抗剪、抗疲劳和抗扭性还有不足，需要加以优化；另外，高强度、耐受性较强的高性能复合砂浆在现有市场上还比较缺乏，还需要加以研究；再比如由这种方法引申出的在加固构件的一次受力基础上如何进行二次受力加固等，都是这种新方法亟待解决的问题，但由于这种方法的优势所在，它还是具有很大的发展空间。

3.3 纤维材料的嵌入式加固法

这种加固方法需要预先在建筑结构的表面开一个槽，再将加固的