基于结构设计的民用建筑加固改造

黄周松

【摘要】：随着我国当代建筑行业的发展，以及土地资源的有限，我国对于民用建筑的加固改造工程也日益增加，本文就基于结构设计的民用建筑的加固改造进行了探讨，与大家一起交流一下。

【关键词】：结构设计；民用建筑；加固改造

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

引言

民用建筑作为一种特殊商品,要被使用很久并且保存下去。随着社会的发展，人们对建筑物的需求也在变化。所以，目前民用建筑里的加固改造项目也在逐年增多。例如一些项目是使用功能上的变化，一些项目是因为使用年限已到需要或存在质量隐患的加固改造，还有一些项目则是根据需要改变其外部装修来满足业主们的新要求以及城市规划等。所以,基于结构设计的民用建筑的加固改造具有很重要的现实意义。

一、民用建筑的加固改造原则

对于民用建筑的加固和改造，总体上应遵循先整体后局部，也就是说，应尤其遵循下面两个原则：

1、总体效应原则

为了使民用建筑设施更为牢固，对其进行必要的维护是十分有效的。在维护中，实施单位不仅要按照当事人的要求对建筑进行维护，还要从自身的专业方面对维护后的建筑的牢固程度进行检测，提高维护的有效性，并且要保证维护后建筑的稳定性。所以，实施单位在制定建筑维护以前要全面整理建筑材料与结构等信息，对建筑进行一些必要的力学模拟并分析检测建筑的承受情况，以便有针对性地对建筑进行加固维护，并提出适当的加固工艺，来提高建筑的总体牢固水平。目前，对民用建筑物的改造检测依据和标准主要有：《多层砖房结构加层技术规范》、《混凝土结构设计规范》、《建筑结构荷载规范》、《钢结构设计规范》、《砌体结构设计规范》、《混凝土结构加固技术规程》、《钢结构加固技术规程》等。

2、承载力验算原则

承载力验算是很必要的，因为在民用建筑的改造和加固中，由于是旧建筑，要仔细考虑承载物的老化、腐锈、缺陷等一些实际情况，要根据这些情况来进行验算来确定承载物的结构尺寸和受力状况是否满足要求。在具体的验算之中，除了要仔细考虑实际承载结构的物理变形、表面损伤及内部损伤和温度、位置移动、湿度等带来的附加效用，还要考虑待加固改造的民用建筑与即将进行施工的加固改造部分协同受力程度，以及承载物在加固改造施工作业时的加固部分的应力滞后特点和真实受力程度，并且要对加固的承载结构的材料强度进行重新检验，然后根据实际情况分析，对其进行数据上的折减。

二、民用建筑加固改造的步骤

对于民用建筑的加固改造，主要应遵循以下步骤：第一就是要收集资料。要了解加固改造项目的现状，包括设计图纸、竣工资料、使用环境、使用维护资料等；然后要准备加固改造的内容，如使用功能和条件等；再次，就是进行现场调查和测试。在施工现场收集需要改造加固的民用建筑的建筑结构资料和材料资料；第四，根据项目的要求和实际情况对加固改造工艺进行结构验算分析，并进行相应的模型试验，对加固改造方案进行最后的验证；最后，因为加固改造项目一般是由具备相应资质的单位来施工完成，在这个期间，监理单位和设计单位应严格审查施工方案，并配合相关质检部门做好质检工作。

三、民用建筑加固改造的几种方法

为确保民用建筑的稳固性，对于年久失修的建筑进行加固改造的施工方法有很多，以下为大家介绍几种典型的方法。

1、基础加固方法

民用建筑的基础加固比较复杂，建筑经过几年的自然沉降已达到了相对稳定，而在这时进行加固的时候，肯定会造成原有基础附近土壤松动，并影响新的加固基础的稳定状态。基础加固一般分两个方面，一是在原有基础上增大原基础的横截面积从而达到接层以后的抗压力，这种加固一般适用独立型建筑的基础加固。另外就是在原基础的旁边增加基础，通过构件的相互转换将承载力传到各个基础上，以此来分担原有建筑的荷载。一般的桩基础就采用这种加固方式。

在对民用建筑的基础加固过程中，应尽量避免对原建筑的基础破坏，由于原基础仍然要受到原建筑的承载压力，也要根据现场的实际情况对结构主体产生容易滑动和破坏的地方采取临时加固措施。在进行加固过程的结构设计时，应考虑接层以后的新基础沉降是否会对建筑主体产生影响，并建议基础加固时采用减小沉降的相关处理方法，可以在地基的局部应用压实、换土等办法来达到降低沉降的目的。

2、原有构件的加固方法

民用建筑的加固结构框架的部位大多是指梁、柱。柱若不符合承载力要求，主要是由于柱的轴压比不符合要求，也就是混凝土的标号或横截面面积不符合标准要求。在建筑的加固过程中主要是对改变柱的截面积来实现。一般来说，有两种方法，一种是在原有钢筋混凝土的外表面加用钢结构来进行加固，从而分担原来钢筋混凝土结构的上部压力。另一种是通过在原来混凝土上面再包裹一层混凝土，使其成为一个整体，从而实现增加柱的面积来实现目的。一般加固使用的梁不满足承载力要求，是由于梁的下部钢筋不能满足荷载作用要求。并且在加固过程中梁和柱的加固方法类似，都是在原有混凝土的表面增大混凝土的截面积从而来增大荷载承受能力。加固过程也可运用钢结构对梁进行加固，增强其抗剪抗弯能力。在加固改造过程中对墙体承载力与抗震构造而进行加固的一般采用砖混结构加固，砖混结构墙体的质量直接影响到整个建筑的抗震功能。

3、混凝土结构的加固改造

(1)增大截面积的方法。其特点是：还是采用原结构材料来加大构件截面从而来提高承载力。使用范围：梁、板、柱、墙等构件。(2)绕丝法。其特点是：在混凝土构件的四周包上钢丝然后与混凝土一起工作,从而提高承载力。使用范围：适用于需对受压构件施加横向约束力的场合和混凝土构件斜截面承载力不足的加固。(3)增设支点法。其特点是：增加某支点来减少构件的变形和计算长度来提高承载力。有弹性支点和刚性支点。使用范围：适用于净空不限的梁、板等。(4)预应力加固。其特点是：采用预应力的撑杆或钢拉杆对原结构进行加固,使原来结构承受的荷载一部分转移给加固结构。使用范围：有效提高承载力、抗裂性、刚度。一般适用于梁、屋架等。不适用于混凝土收缩徐变大和温度高于60℃的环境的结构。(5)粘钢板法。其特点是：在混凝土的表面粘贴钢板以提高承载力。使用范围：适用受拉、受弯构件。不适用温度高于60℃的环境,当有腐蚀性介质时还需有可靠的防护措施。(6)碳纤维织物加固法。其特点是：在混凝土的表面粘贴碳纤维织物来提高承载力。除具有粘贴钢板相似的优点外,还具有耐潮湿、耐腐蚀、几乎没有增加结构自重、维护费用较低、耐用等优点,但是这需要作专门的防火处理。(7)外包钢加固法。其特点是：在混凝土构件的四周包上型钢来使它与混凝土一起共同工作,从而来提高承载力。其做法有湿式和干式两种方法。使用范围是：构件需要大幅度提高其承载力或者其截面增大受限制。

结语

总而言之，要使对民用建筑的加固改造方案能够起到切实作用，达到预期效果，从而提高建筑的承重能力与使用价值，不能仅仅只局限于对建筑局部结构承重的力学分析的基础上，应该更系统、更全面地综合考量建筑整体，在制定加固改造工艺的时候，多角度综合考虑，以效果为衡量的标准，在既定条件下，确定性价比最高的方案。随着我国城镇改造步伐加快，在用建筑的维护需求也随之增加，发展生产不仅仅只靠新建，对老项目的技术改造也是非常必要的，根据国情，我们资金还比较缺乏，在今后生产发展的过程中，搞必要的新建项目与老项目改造相结合，采用两条腿走路的方针，是发展生产、强国富民的必经之路。

参考文献

[1]GB500102002，混凝土结构设计规范[S].中国建筑工业出版社出版，2002.

[2]建筑结构检测鉴定与加固手册[M].中国建筑工业出版社,2003.

[3]GB50003-2001,砌体结构设计规范[S].中国建筑工业出版社出版,2002.

[4]冯仲渝,邹月,王建国.重型炼钢车间加固改造分析与实践[J].山西建筑,2008(30).