費振榮

摘要：在當(dāng)代社會，由于建筑在材料或者人員上的諸多因素造成各種質(zhì)量問題，對于已有的建筑物要進行加固改造已經(jīng)是建筑工程行業(yè)內(nèi)不可忽視更不可或缺的重要部分，對于提高建筑物安全性能具有重要意義。本文從需要加固改造的原因出發(fā)，進行詳細的分析，并在此基礎(chǔ)上闡述了建筑物加固改造的原則以及具體方法。

關(guān)鍵詞：建筑物；結(jié)構(gòu)設(shè)計；加固改造技術(shù)

中圖分類號：TU318 文獻標(biāo)識碼：B 文章編號：1674-3954（2013）21-0132-02

1 前言

在社會主義市場經(jīng)濟高速發(fā)展和城市化建設(shè)進程不斷加快的發(fā)展背景下，我國建筑工程行業(yè)在巨大的市場資源下也呈現(xiàn)不斷發(fā)展和擴大的態(tài)勢，建筑項目在數(shù)量和種類上也越來越多樣化，其結(jié)構(gòu)形式更是不斷創(chuàng)新和發(fā)展。對于已經(jīng)建成竣工的建筑，會因為各種原因，包括相應(yīng)的自然環(huán)境因素、人為的問題或者建筑本身的結(jié)構(gòu)問題等等，要對建筑物進行重新的加固改造，以提升建筑物的安全系數(shù)以及其在投入使用后的性能的保證。

2 進行建筑結(jié)構(gòu)加固的原因分析

我國對于建筑工程行業(yè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，其內(nèi)容對于結(jié)構(gòu)設(shè)計有所規(guī)定，在規(guī)定的時間范圍內(nèi)和相應(yīng)的條件下，建筑物必須達到一定的安全標(biāo)準(zhǔn)，滿足耐久性和實用性的相關(guān)要求。然而，在工程的施工過程中一些工程裂縫等質(zhì)量通病也經(jīng)常會發(fā)生，因而就必須要進行一些建筑物的加固工程和改造。導(dǎo)致需要對建筑物進行加固改造的原因是多方面的，總結(jié)起來主要包括人為、環(huán)境以及結(jié)構(gòu)使用要求三個方面。

2.1 人為因素

所謂人為因素中的“人”指的是建筑的使用人員以及設(shè)計、施工人員等，建筑物在設(shè)計與施工階段或者試用階段人為的出現(xiàn)了一些失誤或者錯誤，致使建筑受到損壞，甚至很難維持正常的使用。這些因素具體可闡述為，設(shè)計人員在設(shè)計階段發(fā)生設(shè)計概念或者設(shè)計計算上的失誤；施工人員在施工中沒能嚴(yán)格按照規(guī)范科學(xué)的步驟進行合理操作規(guī)程的施工；建筑使用者在使用中出現(xiàn)不當(dāng)?shù)姆椒?，或者對于建筑物的維護和保養(yǎng)不恰當(dāng)?shù)鹊?。以上所有情況都能夠造成對建筑物質(zhì)量的影響和損害，迫使需要對建筑進行加固處理和相關(guān)改造。

2.2 自然環(huán)境因素

在直接面對雨淋日曬的環(huán)境條件下，建筑物的結(jié)構(gòu)材料基本都是直接遭受著空氣環(huán)境中有害介質(zhì)的侵蝕。有的建筑材料在每時每刻的侵蝕作用下性能會發(fā)生變化，也極容易致使建筑物的結(jié)構(gòu)在安全性和耐用性上的降低。這些介質(zhì)對建筑材料的侵蝕方式和過程包括化學(xué)、物理甚至生物方面的各種影響。比如，較大幅度的晝夜溫差以及高溫和凍融循環(huán)的變化容易使建筑物產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上的裂縫；酸雨的產(chǎn)生對混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)具有不可忽略的腐蝕作用；微生物與細菌等都在長時間內(nèi)對建筑物中的木質(zhì)結(jié)構(gòu)進行逐步的腐化動作等等。以上這些都能夠?qū)ㄖ镄纬苫蚨嗷蛏俚挠绊懀L期累積下來，就必須要對建筑物進行相應(yīng)的加固改造。

2.3 結(jié)構(gòu)使用要求的變化

由于社會的不斷發(fā)展和進步，科學(xué)技術(shù)也呈現(xiàn)日新月異的創(chuàng)新態(tài)勢，為了適應(yīng)這種變化，建筑物在結(jié)構(gòu)的使用要求上也需要得到更進一步的調(diào)整以及技術(shù)改造，只有這樣才能夠?qū)ㄖ慕Y(jié)構(gòu)進行功能和安全性能上的改進，也只有這樣才能從實質(zhì)上有助于當(dāng)前人們生活水平的提高，滿足日常工作及生活的需要。

3 當(dāng)前進行建筑結(jié)構(gòu)加固的方法

在建筑結(jié)構(gòu)加固改造工作中，有一項原則需要遵守，即是先鑒定后加固。加固改造工作前，在充分認識到建筑物在結(jié)構(gòu)體系上不會遭到任何形式的影響這一條件下，應(yīng)該對建筑物先鑒定而后加固。這樣能夠使得加固工作在方案設(shè)計上更為科學(xué)合理，同時，最大程度減少對原建筑物造成破壞的前提下，施工也更加快捷方便，也能夠有效的進行施工成本的節(jié)約。在近期發(fā)展過程中，對于結(jié)構(gòu)的加固在方法上有了相對較大的進步，主要包括對混凝土結(jié)構(gòu)進行加固、對砌體結(jié)構(gòu)進行加固、對鋼結(jié)構(gòu)進行加固。

3.1 混凝土結(jié)構(gòu)的加固

對混凝土結(jié)構(gòu)進行加固的方法有很多，包括增大截面積的加固法、外加預(yù)應(yīng)力的加固法、置換混凝土的加固法和增設(shè)支點的加固法等等。根據(jù)實際具體的情況和現(xiàn)實條件與要求，進行方法上的選擇。

3.1.1 增大截面積加固法

這種方法相對來說施工更為簡單些，主要是用同種的材料進行建筑構(gòu)件截面積的加大，通過這一方法提高承載力，從而達到加固改造的實現(xiàn)。對于此種方法，施工人員基本都具備相當(dāng)程度的施工經(jīng)驗，方法本身的適用性也相對較強，能夠普遍用于一般構(gòu)造類型的混凝土加固。

3.1.2 外加預(yù)應(yīng)力加固法

外加預(yù)應(yīng)力的加固方法指的是通過外加預(yù)應(yīng)力的采用，讓建筑結(jié)構(gòu)在受力上能夠形成相當(dāng)?shù)母淖儭＿@一方式通常用于相對結(jié)構(gòu)跨度較大的建筑物或者本身處于高應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土加固等。

3.1.3 置換混凝土加固法

置換混凝土的加固方法指的是將建筑結(jié)構(gòu)中存在的已經(jīng)收到相當(dāng)程度損壞且相對性能不高的混凝土替換掉，用更為高強度的、新的混凝土來代替，一定程度上提高建筑物在抗壓性上的性能。這種方法的局限性在于，主要用于混凝土有嚴(yán)重損壞或者強度相對較低的情況。

3.1.4 增設(shè)支點加固法

增設(shè)支點的加固方法是指通過支點的增加設(shè)置來縮小建筑中結(jié)構(gòu)構(gòu)件的衛(wèi)衣和跨徑，并通過這種方法使得建筑結(jié)構(gòu)的受力情況得到提高，這是一種相對來說更為間接的加固方式。增設(shè)的支點可分為彈性支點和剛性支點兩類，需要根據(jù)具體的工程結(jié)構(gòu)情況和其相應(yīng)的受力狀況來設(shè)置。

3.2 砌體結(jié)構(gòu)加固

對砌體結(jié)構(gòu)進行加固的主要方式包括：增設(shè)扶壁柱的加固方法和鋼筋混凝土外加層的加固方法以及鋼筋水泥砂漿外加層的加固方法等。根據(jù)實際的具體情況進行具體方式的最終選擇。

3.2.1 增設(shè)扶壁柱加固法

這種方法實際上是加大截面加固方法的其中一種，指的是在建筑結(jié)構(gòu)的一側(cè)或者兩側(cè)增加設(shè)置扶壁柱，用以提高建筑物墻體的承載力。這種方法在施工上相對簡單，砌體加固完成之后其承載能力能夠得到一定程度的提升，但還不能達到抗震的要求和標(biāo)準(zhǔn)，也滿足不了抗震需要，因而，這種方式也不適用于地震地區(qū)。

3.2.2 鋼筋混凝土外加層加固法

該方法是通過對砌體外圍進行鋼筋混凝土的添加這種方式對工程中建筑物進行一系列的加固改造。鋼筋混凝土外加層的加固方法在一定程度上與增設(shè)扶壁柱加固方法有相似之處，其施工也相對簡單，其目的也在于提高建筑結(jié)構(gòu)砌體在承載上的能力。

3.2.3 外包型鋼加固法

這是一種更為傳統(tǒng)的加固方法，通過在磚主的四周進行角鋼的設(shè)置來進行建筑結(jié)構(gòu)上的加固。在角鋼設(shè)置好之后，應(yīng)在外圍進行水泥砂漿的粉刷對角鋼形成相應(yīng)的保護。這種方式的施工也相對簡單，工程現(xiàn)場所要做的工作量少，受力也較可靠。

3.3 鋼結(jié)構(gòu)加固

鋼結(jié)構(gòu)的加固方法主要有減輕荷載、改變結(jié)構(gòu)算圖形、加大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面和連接強度、阻止裂紋擴展等。

3.3.1 改變結(jié)構(gòu)計算圖形

采用改變荷載分布、邊界條件和傳力路徑等方式來改變結(jié)構(gòu)計算圖形，通過增設(shè)支撐桿和附加桿件、增加額外的預(yù)應(yīng)力等措施對結(jié)構(gòu)進行有效加固。對于改變結(jié)構(gòu)計算圖形的常用加固方法有：在結(jié)構(gòu)中增加拉桿、支撐等，以加強構(gòu)件的剛度，增加支撐可形成一空間結(jié)構(gòu)，并按空間結(jié)構(gòu)來進行驗算；調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振頻率或者加設(shè)支撐以提高結(jié)構(gòu)的承載力，進而改善結(jié)構(gòu)的動力特性；在結(jié)構(gòu)中加設(shè)拉桿或拉索的方式來加強結(jié)構(gòu)的剛度。

3.3.2 加大構(gòu)件截面的加固

在采用加大構(gòu)件截面加固的方法時，需要根據(jù)界面的實際情況選取，并考慮到結(jié)構(gòu)自身的缺陷以及損壞情況，使該方法能夠有利于加固技術(shù)的要求。

3.3.3 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固連接

選擇焊接、鉚釘、普通或者高強度螺栓等連接方法對鋼結(jié)構(gòu)進行連接。在選取加固方法的同時需考慮到結(jié)構(gòu)所需加固的原因、受力情況和構(gòu)造、施工環(huán)境等，并且要結(jié)合原有的連接方法來確定。一般采用摩擦型高強度螺栓和焊縫連接的方法，或者使用兩者相結(jié)合的方法來進行加固。在選用焊縫連接時，應(yīng)嚴(yán)格按照施工工藝和材料的要求進行。

4 結(jié)語

建筑結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)己成漸漸為建筑工程中一個不可缺少的部分，加固的方法以及技術(shù)有很多，在建筑物加固改造過程中，施工人員應(yīng)做好各種加固方法的優(yōu)勢互補，只有這樣，才能為建筑物的加固提供切實可靠的保障。