建筑物结构的加固技术和方法探讨

张文宣

【摘要】建筑物结构的科学加固是建筑工程质量安全保障体系中的一个重要组成部分，严格遵循规范要求是建筑工程加固工作的前提。建筑物结构加固的设备在日益发展，同时，结构的问题也经常表现出个性特征，因而加固方法也必须不断发展和创新。灵活的运用加固方法，可以取得事半功倍的效果。本文介绍了几种常见的加固方法。

【关键词】建筑；结构；加固；原因；技术

前言

当建筑物因为某种原因对满足某项功能的要求产生怀疑或不能满足某项功能的要求时，就应对建筑物的整体结构和其中的某些构件、某一部分进行检测。当建筑的被检结构被判定存在安全隐患时，就需要对其进行拆除或加固处理。

一、建筑结构加固的原因

按照极限状态设计法设计的钢筋混凝土结构或砌体结构，必须满足结构强度、刚度、耐久性的要求，但由于种种原因造成结构不能满足上述要求，如：设计不当、设计规范要求提高或施工缺陷而造成的结构物承载力和刚度不足，甚至留有严重的安全隐患；因建筑物改变用途导致其使用功能发生变化，从而出现了与设计初衷不一致的荷载分布和荷载大小，造成了原结构的强度和刚度不能满足要求。由于各种自然灾害，如地震、火灾、台风、水灾、冰雪和战争造成了结构物不同程度的损坏。

二、建筑结构加固技术

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，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。

2、外加预应力加固法

采用外设预应力撑杆或拉杆对结构整体或构件进行加固的方法称之为外加预应力加固法。结构的承载能力因其降低结构原有应力水平、改变原结构的内力分布而得到间接提高。它的优点是：使用空间几乎不需要改变，应力滞后现象只要通过卸载、加固功能就能消除，从而使加固效果比较理想。其缺点在于锚固和预加力设备还有待完善，并有一定的风险存在。此法适用于采用一般方法加固效果不理想或无法加固的大型结构加固，及大跨度结构的加固。

3、改变传力路径法

改变传力路径法，是将结构的内力通过加设柱 、梁墙支撑等构件的方法，将作用在原构件上的力分担给新增构件以达到增加承载力的要求 。改变传力路径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。

4、外包钢加固法

外包钢加固法是一种以角钢外包于构件四角，角钢之间用缀板连接的加固方法。外包钢加固法分干式和湿式两种情况。

（1）湿式外包钢法是在型钢与原构件之间用乳胶水泥或环氧树脂等粘结，使新旧材料之间有较好的协同工作能力，其整体性好，但湿作业工作量大；

（2）干式外包钢法是型钢与原构件之间无任何粘结，有时虽填以水泥砂浆，但并不能确保结合面剪力和拉力的有效传递，型鋼与原构件不能整体工作，彼此只能单独受力。与湿式外包钢相比，干式外包钢施工更为简便，但承载力提高不如湿式外包钢有效。该法能在基本上不改变原结构构件截面尺寸的情况下，大幅度提高构件承载力，增大延性和刚度，适用于混凝土柱、梁、屋架和砖窗间墙以及烟囱等结构构件和构筑物的加固。外包钢加固法特别适用于使用上不允许增大截面尺寸，而又需要大幅度地提高承载力的轴心和偏心受压构件的加固。

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。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的一般受弯构件及受拉构件的补强加固，要求环境温度不宜超过60e，相对湿度不宜大于70%，并要求无化学腐蚀。当工作条件不满足上述要求时，应当采取相应的处理措施。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。

6、喷射混凝土技术加固法

喷射混凝土加固法是借助喷射机械，利用压缩空气将一定配合比的水泥石子砂及外加剂等拌和料，通过喷管喷射到被加固结构表面，在较短的时间内凝结硬化，达到增强的目的喷射混凝土一般使用高强混凝土外加速凝剂，可在短时间内达到较高的强度和良好的耐久性喷射混凝土最早应用在地下结构的护壁施工，但随着喷射混凝土技术的逐步发展，喷射混凝土与混凝土砖石钢材都可以很好地黏结，可以在结合面传递应力并填补裂缝。

7、化学灌浆补强法

化学灌浆补强就是将一定化学材料配制成浆液，用压送设备将其灌入混凝土结构裂缝内，使其扩散、胶凝或固化，达到补强的目的。化学灌浆材料主要有两种：一种是以环氧树脂为主剂配制成的环氧树脂灌浆材料，它具有化学稳定性好、可以室温固化、收缩小、强度高、粘结力强等一系列优点，而且因为环氧树脂灌浆材料的粘结力和内聚力均大于混凝土的内聚力，能有效地修补混凝土的裂缝，恢复结构的整体性，目前是一种较好的补强固结化学灌浆材料，一般用于修补宽度为0.2mm～0.5mm的裂缝；另一种是以甲基丙烯酸甲酯为主剂配制的甲基丙烯酸酯类灌浆材料，它具有可灌性好的特点，能灌入0.05mm宽的细微裂缝中，一般用来修补缝宽在0.2mm以下的裂缝。化学灌浆补强法主要用来修补因出现裂缝而影响使用功能的结构， 如水池、水塔、水坝等，也可用来修补混凝土梁、板、柱等构件及因钢筋锈蚀而导致结构耐久性降低的构件。

8、纤维复合材料加固法

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。该方法显著的特点是具有耐腐蚀潮湿，几乎不增加结构的自重轻质高强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。随着生产碳纤维的技术水平越来越高，碳纤维的价格也在逐渐下降，该方法有着很广阔的应用前景。

三、结语

总之，当建筑物因为某种原因对满足某项功能的要求产生怀疑或不能满足某项功能的要求时，就应对建筑物的整体结构和其中的某些构件、某一部分进行检测。当建筑的被检结构被判定存在安全隐患时，就需要对其进行拆除或加固处理。

参考文献：

[1] 童昌洪. 浅谈各种建筑结构的加固技术[J]. 民营科技， 2007，（07） .

[2] 李迎利，郑煜明，贺悦. 浅谈建筑结构加固技术的应用与发展[J]. 科技信息（科学教研）， 2007，（30） .

[3]周希茂增大截面法加固钢筋混凝土框支架的非线性有限元分析[D] 西安：西安科技大学，2009

[4]朱东鹤昆山长江联合大厦续建工程的加固处理研究[D]上海：同济大学，2008

[5] 秦晓芳，赵艳敏. 建筑结构加固技术及发展趋势[J]. 山西建筑， 2007，（11） .