城建结构改造和加固技术的应用与分析

马俊　翟二杰

摘 要：城建工程加固改造是随着建筑业的发展而发展起来的，其基础是巨大的既有建筑存量。据统计，我国现有一大批五、六十年代建造的老房屋因超过了设计基准期而有待加固，全国又有大约三分之一的住宅安全储备不足，且城市的住宅结构逐渐进入老龄化阶段，需要加固维修。同时，从节约成本考虑，利用很多老结构、老建筑的情况越来越多，需要进行加固处理的项目逐渐增加。本文主要对建筑结构改造概况、要点及加固技术进行了分析与探究。

关键词：建筑结构；改造；加固技术

2008年以后，中国建筑的维护、加固和改造需求量年增长近50%。我国每年有一大批因生产规模及工艺等更新而需要技术改造和加层的建筑物，它们因结构超载而需要补强；同时，随着抗震要求、设防标准的提高和改变，许多地区现有房屋不能满足新设防的抗震要求，从而需要抗震加固；近年来社会上大量曝光的因工程质量低劣所造成的危房，它们也亟待加固处理。

1 建筑结构改造的概况

加固指对可靠性不足或业主要求提高可靠度的承重结构、构件及其相关部分采取增强、局部更换或调整其内力等措施，使其具有现行设计规范及业主所要求的安全性、耐久性和适用性。建筑结构的维修加固改造是指既有建筑在全寿命使用期内，在科学的检测鉴定基础上，采取合理的维修加固措施，或通过结构改造，以提高结构的安全性和耐久性，满足建筑物的正常使用功能，保证建筑节能与环保，延长建筑物安全使用寿命。其中既包括了对既有建筑达到设计使用年限后的加固，也包括了对既有建筑的性能维护，还包括部分新建筑的使用功能改造以及设计、施工造成的损害补救等等，对此开展研究，有利于落实党中央提出的科学发展观、建设节约型社会，符合建筑“四节”即节能、节地、节水、节材工作的要求。

2 建筑结构加固改造的要点

1、建筑结构的加固改造设计应由专业人士承担

建筑结构是否需要加固，应经结构可靠性鉴定，专家依据有关规范规程标准提出鉴定意见书。鉴定意见书可以做为结构维修加固改造设计的依据之一。由于建筑结构加固设计所面临的不确定因素远比新建工程多而复杂，况且还要考虑业主的种种要求，因此，承担维修加固改造设计的人员除具有较强的结构理论、明晰的结构概念外，还应具备较为丰富的工程经验才能够全面系统地分析问题，提出较为合理的结构加固设计方案。

2、处理好构件与结构、局部与整体、临时与永久的关系

当某些构件不满足要求时必须进行加固，但结构体系的加固往往会被忽视，加固设计人员应从整个结构体系安全的角度来考虑。当个别构件加固不影响整体结构体系的受力性能时，可进行局部加固；结构整体不满足要求时，应对结构进行整体加固。临时加固的要求可以适当降低一些。

一般而言，结构经局部加固或部分构件加固后，并不意味着该结构整体承载能力就一定提高或是安全的，其安全性还取决于原结构方案及其布置是否合理、构件之间的连接是否可靠、原有的构造措施是否得当与有效等，这些就是结构整体性或结构整体牢固性的内涵，因此，结构工程师在承担混凝土结构的加固设计时，应对结构的整体性进行检查与评估，以研究是否需作相应的加强，而不能仅仅关注结构的局部或部分構件。

建筑结构的维修加固改造应尽量少停产，在不影响或少影响工作和生活的条件下进行。尽量保留原有结构的构件，减少拆除的工作量，保留的部分应有足够的安全性和耐久性，并具有利用价值。加固设计时应考虑施工场地、各种管线、相邻建筑、相邻道路等的影响，考虑施工的可行性与方便。

3、加固改造的实施必须有科学的先后顺序

通常应先治理后加固，由高温、高湿、冻融、冷脆、腐蚀、振动、温度应力、收缩应力、地基不均匀沉降等原因造成的结构损坏，在加固时，应采取有效的治理对策，从源头上消除或限制其有害作用，正确确定加固处理时机，使之不致对加固后的结构重新造成损坏。结构加固一般应先卸载或部分卸载，卸载后按一定顺序实施加固。一般而言，应先加固后拆除；先加固后开洞；先基础后柱、梁和板；先重要构件，后次要构件，最后做好保护与防护。

4、复核建筑结构的抗震能力、做好抗震加固设计

地震区的结构构件加固，除应满足承载力要求外，还应复核其抗震性能。结构加固后不应存在因局部加强或刚度突变而形成新的薄弱部位，同时还应考虑结构刚度增大或变化而导致地震作用效应增大或变化的影响。

在进行抗震加固设计时还注意以下一些问题：结构的刚度和强度的分布要均匀，避免出现新的薄弱层；竖向构件要连续，保证传力途径明晰；增加构件或加固原有构件，均要考虑减少整个结构扭转效应的可能性；加强薄弱部位的抗震构造；要使结构的受力状态更加合理，防止构件发生脆性破坏，消除不利于抗震的强梁弱柱、强构件弱节点等不良受力状态；考虑建设场地的影响，加固后的结构要选择地震反应力小的结构体系；对原有的不合理结构体系、传力途径等应尽量进行改良。

3 城建结构加固技术分析

目前我国建筑物加固技术有很多种，常用的主要有加大截面积法、预应力加固法、外包钢加固法、支点加固法以及剪力墙加固法等。

加大截面积加固法是我国的比较传统的加固方法，适用面非常广，在实际应用主要用在梁、板以及墙等混凝土结构的加固。这种方法的主要原理是在需要加固的地方外包混凝土，加大建筑的混凝土截面积。具体应用时，需要先考察建筑物的具体受力情况，再根据加固的标准，适当的选取加厚方式如双侧加厚、三面加厚等，选取适当的构造钢筋以保证后期的混凝土浇筑，在进行加固是还需要浇灌混凝土保护层以保证钢筋起到作用。加大截面积法通常选用普通混凝土来作为包装材料，整个加固过程工作量很大，对房屋的外观也会产生一定影响。

建筑物外包刚加固法是指在建筑物的周围报装型钢以增强受力性能。外包刚加固法主要分为湿式和干式两种方法，所谓湿式方法是指在加固过程中采用乳胶水泥进行粘接，以达到加固的目的，干式外包钢加固法，是指在使用型钢进行包装时，不采用物质进行粘接。外包钢加固法也是一个比较简单的方法，工程工作量也是很少，是一个很可靠的办法，非常适合与建筑物构件不宜发生改变的地方，但是在使用时要求，建筑物的混凝土结构本身具有强的受力能力。建筑物预应力加固法最大的特点是强迫改变拉杆的承受力，进而改变建筑的受力情况，消除建筑物的安全隐患，达到加固的效果，这种加固方法通常用在一些大跨度结构，比较适合一些其他方法不适应的大型结构加固，但是在应用时，需要注意这种方法不能使用在潮湿度高的建筑物。

4 结束语

综上所述，加固改造行业作为城建行业中的一个细分行业，不但具有城建行业的上述特点，还具有投入小，产出大，低碳环保，节能减排、新技术、新材料的广泛应用等一般建筑行业不具有的特点。加固改造行业是符合国家“十二五”规划，具有多重重要意义的新兴服务行业，是我国建设节能减排、低碳环保经济发展路径、建节集约型社会、实施可续发展的重要途径，对我国的经济和社会发展具有重要的影响和意义。

参考文献

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