建筑结构加固技术的研究与应用

程子晏

（宿迁东润建设工程有限公司 江苏省 宿迁市 223800）

我国目前因土地资源有限，使得人们越来越多地把目光投向了对既有建筑的修缮与改造，与新建建筑物相比，对原有建筑物进行加固和现代化改造不仅见效快，而且其造价仅为新建建筑物的30～60%，经济效益和社会效益显而易见。

1 钢筋混凝土结构加固理论

科学技术的迅猛发展，新材料、工艺的不断涌现使得结构加固的方法也越来越多，综合总结学者们的研究，可将现有的加固技术按照加固原理大致分为提高建筑结构的构件性能和改变结构受力体系这两种加固方法，如表1。

表1 建筑结构加固原理

目前应用较多的是提高建筑结构的构件性能的加固方式。既有建筑结构由于其特殊性，使得它的加固设计、施工等均要比新建建筑结构复杂：既有建筑加固设计包括原建筑的承载力验算、材料性能检测、加固计算和新旧结合后的组合建筑的构件的强度和刚度验算等。在进行加固设计时，需要考虑新旧结构的协调工作、加固施工对周围环境的影响、周围建筑造成的现场局限等等因素。

2 我国目前的建筑结构加固技术

2.1 增大截面加固法

增大截面加固法是较为经典的一种建筑物加固技术，主要是借助在建筑物的构件外表面，增大其截面面积或增配钢筋来提高建筑物的构件承载能力和整体刚度，增大截面加固法可广泛的应用于一般的梁、板、柱、墙等混凝土受弯、受压构件，其工艺简单、适用面较广泛，是目前建筑行业最为广泛的一种建筑结构加固形式。根据结构构件受力特点、加固目的、构件尺寸等，可将既有建筑结构的增大截面加固方案设计分为单侧加固、双侧加固、三侧加固、四面包裹四种；根据不同的加固目的和要求又可分为以增大截面面积为主要形式的加固方式和以增加钢筋用量为主的加固方式以及增大截面同时增加钢筋的加固形式。较早的民间运用增大截面加固技术对自己房屋等进行加固，具有相对成熟的设计理论和丰富的实际工程经验，并且增大截面加固的工程成本较低，但加固时候的施工工艺较复杂，现场施工的湿作业时间长、会增大结构的自重、会减少建筑物的净空的和实际使用面积（如图1）。

2.2 外贴型钢加固法

图1

外贴型钢法主要是通过在既有混凝土结构的外表面粘贴型钢，让新增的型钢与被加固的原构件共同作用形成一个受力体系，以增强被加固构件的抗弯能力和抗剪能力，从而进一步提高结构的安全度。外贴型钢加固法适用承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯构件的加固，是近年来发展最快的一种加固方法。这种方法适用于需要大幅度提高承载力、增大延性和刚度，但不允许过大的增大结构构件截面尺寸的混凝土结构构件的加固。一般较适用于混凝土柱、梁、屋架、特别是大型结构和大跨度结构的加固。外贴型钢加固法施工方便、现场工作量少、工期短、受力可靠、对房屋外观和净空影响小，施工时只需卸荷和按要求对原有构件外表面进行除锈等处理后即可，现场的湿作业少，构件被加固后24h 便能够使用。

2.3 粘贴碳纤维复合材料加固法

纤维聚合物具有强度高、刚度大、优异的耐腐烛、抗疲劳性能并且剪裁方便，碳纤维的主要组成部分是碳元素（一般为90%以上），不同种类的碳纤维含碳量个不相同，碳纤维耐高温、耐腐烛、具有显著的各向异性、可加固各种形状的构件。碳纤维的比重仅为铁的1/4～1/5，但是它的强度和重量比却是钢板的3～5 倍，碳纤维拥有与钢材相近甚至比钢材更高的的强度和刚度，而且具有钢材所不能比拟的耐腐烛性和各向异性、耐螺动性、耐热性、抗疲劳能力，碳纤维增强材料能在具有高腐烛危害的环境中使用，碳纤维复合材料在延续了碳纤维材料各种性能的同时添加了部分新新材料（树脂、陶瓷、特殊金属等）以提高材料自身性能。

目前，在许多领域，碳纤维（CFRP）加固技术已经取代了粘钢加固技术，但因为碳纤维的弹性模量低，常用的一般只有230GPa左右，高弹性模量的也不过380～640GPa，外贴碳纤维复合材料加固受弯混凝土构件，被加固的结构构件能提高其自身的强度方面，但刚度的提高相比较小。

2.4 钢筋网砂浆加固

钢筋网砂浆加固的施工是在既有钢筋混凝土结构构件外表面绑扎钢筋网，借助高压喷射设备将复合砂浆喷射到其表面，使钢筋网和复合砂浆形成一个加固整体。其施工工艺简单、占地面积少、效率高，施工现场也不需要大型的固定设施。钢筋网水泥砂浆可在较大程度上克服钢丝网砂浆加固的局限。但因需保证钢筋与砂浆薄层共同工作，而只适合釆用小直径钢筋（一般3～6mm），同样只适合加固一些受力不很大的混凝土构件，且由于小直径钢筋网在砂浆中的配筋分散性明显低于钢丝网，钢筋网复合砂浆加固后的构件的延性和耐久性会明显低于钢丝网砂浆加固后的构件。

3 结束语

建筑物自身性能渐渐老化、结构功能慢慢衰减是建筑物的一个不可逆转的客观规律，及时采取有效措施进行加固和修缮，可延缓既有建筑的结构损伤进程，达到延长建筑物使用寿命的目的。所以对建筑结构的加固技术进行研究并使之发展应用，具有重要的经济效益和作用。

[1]赵荣超.浅谈建筑结构加固技术的研究与应用[J].中国石油和化工标准与质量，2012（02）.