文/趙喬喬，浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院

引言

既有建筑加固和改造工程，主要圍繞建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、空調(diào)系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)等進(jìn)行綜合性改造，以達(dá)到節(jié)能安全和延長(zhǎng)建筑使用壽命的效果。在2011-2015年間，我國既有建筑改造面積超過5000萬平方米，不僅滿足了人們的居住需求，而且也節(jié)約了大量的成本。文章首先對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行了概述，隨后分別從室內(nèi)加層、屋頂改造、鋼結(jié)構(gòu)加固等方面，就鋼結(jié)構(gòu)在建筑加固和改造工程中的具體應(yīng)用展開了分析。

1 鋼結(jié)構(gòu)在建筑物加固和改造中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在對(duì)既有的一些老舊建筑進(jìn)行加固和改造過程中，為了保證取得預(yù)期的效果，對(duì)于所選用的材料提出了較高的要求。將鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用于建筑加固和改造工程中，與鋼結(jié)構(gòu)自身的特點(diǎn)有密不可分的關(guān)系。

1.1 構(gòu)件簡(jiǎn)單，安裝方便。鋼結(jié)構(gòu)的安裝基本上可以全部用機(jī)械來完成，機(jī)械制造、加工、安裝的鋼結(jié)構(gòu)，具有精度高、拼裝速度快的特點(diǎn)，因此能夠更好的滿足當(dāng)前建筑加固和改造的需要。

1.2 自重輕，強(qiáng)度高。鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的混凝土和木材結(jié)構(gòu)相比，自身重量較輕，但是整體的強(qiáng)度卻很大。尤其是對(duì)于一些大規(guī)模、大跨度的建筑物來說，使用混凝土則會(huì)因?yàn)樽灾卦黾佑绊懡ㄖY(jié)構(gòu)安全，使用木材則承重和支護(hù)能力不足。鋼結(jié)構(gòu)能夠彌補(bǔ)上述缺點(diǎn)，因此具有較強(qiáng)的適用性。

1.3 耐熱耐腐蝕性好。鋼結(jié)構(gòu)雖然耐火性較差，但是在溫度不超過200攝氏度的環(huán)境下，鋼結(jié)構(gòu)本身的性能不會(huì)受到明顯影響。此外，還可以通過外界隔熱或耐火材料的形式，保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)的整體安全。鋼結(jié)構(gòu)本身耐腐蝕性能較差，但是可以通過涂刷惰性金屬層、外界金屬陽極等方式提高耐腐蝕能力。

2 鋼結(jié)構(gòu)在建筑加固和改造中的具體應(yīng)用

2.1 利用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行房屋室內(nèi)改造

一些廠房建筑，后期因?yàn)槭褂霉δ馨l(fā)生變化，需要通過加層的方式，改變?cè)瓉淼慕ㄖY(jié)構(gòu)。但是既有的許多建筑，由于受當(dāng)時(shí)施工技術(shù)的限制，原建筑結(jié)構(gòu)中鋼筋分布比較密集，加上使用年限較長(zhǎng)，因此混凝土的整體強(qiáng)度有所下降，甚至個(gè)別位置出現(xiàn)了裂縫。在進(jìn)行室內(nèi)加層施工時(shí)，可以采用鋼梁木地板結(jié)構(gòu)，首先在室內(nèi)墻體上打上鋼龍骨石膏板，發(fā)揮墻體支撐作用，然后在技術(shù)層的框架梁縱軸線位置處標(biāo)定位置，用鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，將鋼管吊桿放到鉆孔內(nèi)固定。然后根據(jù)實(shí)際的改造要求，完成室內(nèi)加層施工。

采用鋼結(jié)構(gòu)的室內(nèi)加層改造，新加的鋼結(jié)構(gòu)將會(huì)與原來的混凝土結(jié)構(gòu)一同發(fā)揮承重作用，這就在一定程度上實(shí)現(xiàn)了荷載的水平分擔(dān)。尤其是對(duì)于一些跨度較大的廠房建筑或是使用面積較大的房屋建筑，利用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行室內(nèi)加層改造，不僅沒有明顯的加工改造痕跡，保證了建筑的美觀度和整體性，而且抗震能力也有顯著提升。

2.2 利用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行建筑加固

既有老舊建筑隨著使用年限的增加，鋼筋混凝土的性能降低，不能滿足承載力要求，建筑存在較為嚴(yán)重的安全隱患。針對(duì)這種情況，可以使用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行外包圍加固，從而達(dá)到提高承載力，防治建筑結(jié)構(gòu)變形的目的。目前來說，外包鋼加固所用的材料主要有角鋼、槽鋼等幾種，由于使用材料的不同，因此具體的鋼構(gòu)件連接方式也不盡相同?？傮w來看，目前行業(yè)內(nèi)利用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行建筑加固的具體方式有以下幾種：

第一是使用乳膠水泥漿將角鋼直接黏貼在構(gòu)件上，然后用工具進(jìn)行固定，等待乳膠水泥漿完全干燥后撤去工具，完成外圍包鋼；第二是先在構(gòu)件的外圍安裝角鋼，但是要確保角鋼和構(gòu)件之間流出大約3cm左右的間隙，然后利用導(dǎo)管向其中灌注混凝土。澆筑過程中要注意振搗密實(shí)，混凝土干燥后也可以達(dá)到加固效果。除了上述兩種常用方法外，還可以采用型鋼直接包裹構(gòu)件的方法，雖然成本較低，但是操作起來具有一定的難度。

3 鋼結(jié)構(gòu)在建筑物加固改造應(yīng)用中需要注意的問題

3.1 科學(xué)選擇結(jié)構(gòu)方案

確選擇結(jié)構(gòu)形式是建筑改造加固設(shè)計(jì)中的重要問題，它關(guān)系到改造加固方案的可行性、安全性和經(jīng)濟(jì)合理性。由于改造加固建筑設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，故把安全可靠放在首位，首先應(yīng)符合國家現(xiàn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，改造后屬高層建筑的還應(yīng)符合高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工規(guī)程的要求。凡加層結(jié)構(gòu)與舊房結(jié)構(gòu)連為整體的，對(duì)舊房部分也必須按設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行計(jì)算和加固。其次，必須有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖、計(jì)算方法，合理的傳力路線，合適的構(gòu)造措施。

3.2 掌握鋼加層結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法

輕鋼加層結(jié)構(gòu)多是在已有磚混或混凝土結(jié)構(gòu)上直接加層，已有結(jié)構(gòu)自重和側(cè)向剛度比上部加層結(jié)構(gòu)大，加層后形成上柔下剛、上輕下重的剛度分布不均勻結(jié)構(gòu)體系。輕鋼加層結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)有兩種計(jì)算方法：（1）底部剪力放大系數(shù)計(jì)算法。各樓層按一個(gè)自由度考慮，加層結(jié)構(gòu)按突出屋面的小塔樓對(duì)待。這種方法計(jì)算簡(jiǎn)單，但由于忽略振型組合，計(jì)算結(jié)果有較大的誤差。（2）振型分解反應(yīng)譜法，該方法可考慮動(dòng)力特性、地面加速度作用、場(chǎng)地土性質(zhì)等因素，與前一方法相比具有較高的計(jì)算精度。

4 結(jié)語

近年來，市場(chǎng)上相繼出現(xiàn)了高強(qiáng)度、抗低溫、耐高溫等高性能的鋼品種，為鋼結(jié)構(gòu)在建筑加工和改造工程中的應(yīng)用提供了必要的支持。面對(duì)日益增加的建筑加固和改造需求，合理運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)，不僅可以大幅度提升建筑性能，更好的滿足人們的使用需求，而且也發(fā)揮了綠色、節(jié)能、環(huán)保的效果。施工單位要注意結(jié)合既有建筑的實(shí)際情況，科學(xué)制定鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用方案，確保取得最優(yōu)化的加固和改造成果。

[1]羅睿奇,王元清,肖建春,等.負(fù)載下鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)加固技術(shù)及其工程應(yīng)用[C]//全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì).2013.

[2]劉臣,李常亮,段希龍.淺談鋼結(jié)構(gòu)在在建筑改造加固中的應(yīng)用及質(zhì)量控制[J].工程技術(shù):文摘版,2017(15):224-225.

[3]趙宏康,張為民,戴雅萍,等.鋼結(jié)構(gòu)在某制藥廠不停產(chǎn)加固改造工程中的應(yīng)用[J].工業(yè)建筑工程,2012,32(2):163-165.

趙喬喬，男，40歲，浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院建工分院，建筑工程專業(yè)。