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】随着时间的推移，建筑物的构件会出现老化、损伤等问题，但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得寿命，确保人民群众的生命财产安。

本文介绍了建筑物加固改造的原因，探讨了建筑物加固技术及发展趋势。

【关键词】建筑结构原因加固技术发展趋势

中图分类号：tu3文献标识码： a 文章编号：

一、前言

随着城市化水平的提高，城市规模的扩大，人口的急剧增长，环境的破坏变得日益严重，自然恩赐给人类的资源日益匮乏，人们的生活条件和质量不断恶化。同时建筑物的过度集中和无序建设，使建筑与环境的矛盾日益突出。控制建筑物的建设数量与合理规划成为现代建设者必须重视的问题，同时，提高现存建筑物的使用寿命及功能则成为当务之急的使命，完成这一使命的方法，便是对现存建筑物进行合理的修复与加固。

二、建筑物加固改造的原因

对建筑物进行加固改造的原因是多种多样的, 大致可分为以下

六个方面：

1、原设计有误、考虑不周。设计出现失误常常是由于设计人员对结构承受的载荷估计不足，考虑载荷漏项, 以及施工过程中的实

际载荷远远超过设计值等原因造成的。

2、施工质量差。施工质量差在已有工程事故原因的统计中所占比例较高, 主要是由于施工管理混乱, 不按施工要求施工, 施工

人员技术水平不高, 施工企业未能把好质量关等原因造成的。

3、使用管理不当。主要表现为: 建筑物建成交付使用后, 使用部门管理不善, 拆改承重结构, 擅自改变建筑物的用途或使用环

境管理不善, 不进行定期维护, 侵蚀性物质进入结构构件造成损

害等。

4、环境和灾害影响。如: 工业厂房等周围存在有害物质, 有机材料老化, 沿海的建筑物易受到氯离子侵蚀, 建筑物开挖、设计、施工不当, 地铁施工及临近建筑物地基施工过大的震动等, 都会

导致建筑物的可靠性降低。

5、结构改造的需要。

6、超过使用基准期还需要继续使用。建筑物达到设计基准期后, 结构功能基本完好, 生产和生活需要继续使用。

三、建筑结构常见加固方法

目前土建结构常用的几种传统加固方法主要是以下几种：

1、增大截面加固法增大截面加固法即将混凝土包裹在构件外部，以增大构件配筋量和截面面积，从而使构件承载能力得到提高的一种加固方法。在我国，它是传统的加固方法之一，工程成本相对较低，在砖混、混凝土结构的柱、墙、梁、板等构件上得到广泛应用。增大截面加固法的主要特点是施工工艺简单适用面广，能增大构

件的刚度承载力和变形能力，可广泛应用于混凝土梁板柱的加固，也可用来修补开裂截面。其缺点是现场湿作业工作量大养护期长，结合面如果处理不当就会大大降低其承载力，另外对结构外观及房屋净空也有不同程度的影响。该方法的技术特点是，在设计构造方面必须注意解决好新旧截面的整体工作共同受力问题，加固结构在受力过程中，结合面会出现拉压弯剪等各种复杂应力，其中主要是拉力和剪力。在弹性阶段，结合面的剪切应力和法向拉应力主要是靠新旧混凝土的黏结承担；出现裂缝之后直至承载力极限状态时，主要通过贯穿结合面的新增锚固钢筋或者螺栓来传递。

2. 增设支点加固法。增设支点加固法，通常包括在梁的中间部位增设支点（刚性支点或弹性支点），将多跨简支梁变为连续梁等方法。增设支点能大幅度降低计算弯矩，提高结构和构件的承载力，达到加强原结构的目的。增设支点加固法的优点是在原构件损坏程度较大的情况下能对结构进行加固，安全性较高，缺点是对建筑功能影响较大，适用面较窄。

在汶川地震之后，震后灾区的许多框架结构都有不同程度的损坏，不经过加固是无法继续使用的，所以许多房屋通过增设支点加固法进行加固。如通过加抗震墙加固框架结构，由抗震墙承重。3.预应力加固法。预应力加固法是采用外加预应力钢拉杆或撑杆对结构进行加固的方法，即通过施加预应力使拉杆或撑杆受力，影响并改变原结构内力分布，从而降低结构原有应力水平并提高结构的承载力。该方法具有加固、卸载和改变结构应力分布的三重效应。

预应力法加固效果好，能较大幅度地提高结构整体承载力。但加固后对原结构外观有一定影响；比较适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力﹑高应变状态下的混凝土构件的加固。但不宜用于混凝土收缩徐变大的结构，另外加固后需要注意预应力钢筋的防腐问题。

4.外包钢加固法。通过在建筑物的构件四角或两角包上型钢以提高构件的承载能力和延性，达到加固的目的。这种方法施工简便，现场工作量较小，而且加固的效果相对较可靠，适用于在使用上不允许显著增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高截面承载能力的混凝土结构，主要用于钢筋混凝土柱、梁、桁架弦杆和腹杆的加固。

5. 外部粘钢加固法。外部粘钢加固法是将钢板通过粘结剂, 按加固设计要求, 粘贴于混凝土或钢结构表面，使之共同工作，以增强结构的抗弯和抗剪能力，提高结构安全度。这种加固法的优点是取材容易,施工方便、快捷, 能在几乎不改变构件的外观和使用空间的条件下,大大提高结构构件的承载力和正常使用阶段的性能。采用外部粘钢加固时, 通常是将钢板粘于梁底受拉区, 以提高梁的承载力,当在梁侧贴钢板时还可以提高梁斜截面承载力。目前,外部粘钢加固法主要用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的一般受弯构件及受拉构件的补强加固。粘贴钢板对施工工艺要求较高, 一般需要专业施工队伍才能保证施工质量。

四、建筑物加固技术及发展趋势

1、纤维复合材料加固技术及发展趋势

纤维复合材料加固是一项比较新的应用外黏高性能复合材料的

加固方法，现在应用比较多的是将碳纤维片材用专用黏结胶（环氧树脂等）粘贴与构件收拉区表面，使其与被加固构件截面共同工作，以达到对结构进行加固增强的目的。该方法与传统混凝土结构加固技术相比具有明显的优越性：高强高效，具有极佳的耐腐蚀性能和耐久性能，施工方便，质轻且薄能适应混凝土截面弯曲的粘贴要求，在几乎不增加构件刚度和截面积的情况下大幅度提高构件的抗震

性能和变形能力。

但国内碳纤维材料加固技术还依然存在着一些问题，既影响了其推广和应用，也给广大科技人员提出了新的挑战。主要有：纤维材料加固构件的长期受力性能的深入研究；纤维材料对节点加固性能的研究；用碳纤维加固的结构在较高温度下强度严重退化，如何改进加固材料性能和加固构件的防火耐温措施是有待研究的课题；如何简化施工工艺，加强质量保证，降低工程造价是一件十分紧迫的事情。

2、钢丝网复合砂浆加固法

从用钢丝网复合砂浆加固钢筋混凝土结构，虽然已有多年的研究历史，但在土木工程中的应用仍处于开创性研究阶段，国内在这方面的研究更属刚起步。但用无机复合砂浆(或水泥砂浆)粘贴钢丝网加固钢筋混凝土构件的方法，比起用有机胶做粘结剂的方法有其独有的优势，其应用前景较好。