试论钢结构在建筑物加固与改造工程中的应用

高丽

摘 要：目前在一些建筑工程中，因其结构稳定性不高或是年久失修等问题可能存有一些安全隐患，在此情况下就必须要通过对建筑物加固及改造的方式来提升建筑结构整体的稳定性。目前在我国建筑工程中其多数为混凝土结构，因此在建筑建设中可以采用钢结构来建筑物进行加固及改造施工，从而使建筑物中其结构的各个部分的强度可以得到有效的提升，避免建筑在实际的应用中出现质量风险隐患。

关键词：建筑物；钢结构；加固；改造

目前在建筑工程中采用钢结构对建筑进行加固及改造是一种常用的施工方式，其在加固及改造工程中的应用可以有效的提升建筑物整体的强度及刚度，从而有效的延长建筑物的使用年限，本文通过对钢结构在实际应用中所具备的优点进行分析，以此作为基础探讨了在实际中如何有效的使钢结构在加固与改造工程中中进行合理的应用，并结合工程案例研究了钢结构在加固与改造工程中应用的要点。

一、钢结构在建筑物加固与改造工程中应用的优点分析

1、提升建筑物的抗震性

对于建筑工程来说其一般都会针对工程特点来确定其相关的抗震指数，以此来保证建筑工程可以在实际中具备良好的抗震性能，而在加固及改造工程中一些建筑物其因结构影响而使得其抗震指标没有达到规定的要求。而采用钢结构来进行加固及改造可以有效的提升建筑物的抗水平载荷能力，相应的建筑物抗震性得到明显提高。

2、提升建筑物的抗风性

在建筑物加固及改造中应用的钢结构具有强度高、重量轻、刚性好等特点，并且其具备了良好的抗风能力，以目前钢结构的应用情况来看其可以抵抗60—70m/s的风速。因此，钢结构在实际中的应用可以有效的对建筑物进行保护，使其抗风性能得到提升。

3、提升建筑物的耐久性

在加固与改造工程中最主要的目的就是为了提升建筑的整体使用功能，从而使其使用年限可以得到有效的延长。目前在建在建筑的加固与改造工程中采用的钢结构齐构件都多数为冷弯薄壁型钢材，此中钢制材料具有良好的防腐蚀性能，并且冷弯薄壁型钢材的钢骨在实际的应用中具有较高的强度，因此此种钢结构材料的使用使得有效的防止钢结构在应用中受到锈蚀的问题，应用其进行加固与改造有效的提升了建筑物的耐久性。并且加固与改造工程中的钢结构所使用的保温隔热材料以玻纤棉为主，玻纤棉是用优质的玻璃纤维制成，它不仅耐酸碱，而且又良好的保温隔热功能，是一种环保型的材料。

二、钢结构在建筑物加固工程中的应用分析

1、杆系结构加固

杆系结构包括拉杆、压杆、柱以及梁。这类结构比较易于采用外包钢加固法。《混凝土结构加固技术规范》（CECS25：90）已对一般梁柱如何进行外包钢加固的问题作出了详细的规定；《建筑抗震加固技术规程》（JGJ116-98）则把增设钢构套（也是外包钢）作为排架柱加固的主要方法加以阐述。这里仅就如何采用钢板或型钢加固钢筋混凝土屋架的问题做一点说明。对拉杆，新加抗拉部件可以是角钢、扁钢或圆钢。它们一般通过双面钢板与屋架节点或节点以外的杆件连牢。其做法是先将双面钢板用环氧水泥粘结在屋架混凝土表面，结硬后再焊上钢连接板。对压杆，则宜采用外包角钢形成钢构套的加固方案。新加的角钢、钢板或圆钢连成整体。新加的角钢、钢板或圆钢需与混凝土连接在一起，以解决其稳定性问题。

2、梁板结构加固

与应用钢材有关的加固方法，对于梁，除了上面所说的外包钢加固法外，还可以采用外部粘钢加固法；对于板，则主要是板面粘钢加固法。在具体工程中，可以根据具体情况分别采用不同的加固方案，或者经过适当综合，形成更加合理的加固方案。现举两个实例对后者加以说明。

钢结构改扩建技术实例1：某市电信大楼，楼板为预制板，搁置在花篮形框架梁上，使用10多年后，现发现楼面在楼板端部出现横向裂缝，框架梁两肩出现混凝土被压碎的迹象，且因电信发展的需要，板面荷载将有所增加（由原设计的4kN/㎡提高至6kN/㎡），楼板和框架梁都必须进行加固。为确保电信正常传送，加固作业只能在楼板底面至吊顶之间的窄小空间内进行。如单一地采用粘钢板的加固方案，则不能有效地解决楼板刚度不足的问题。我们提出了在梁下采用U形钢板借助对穿螺栓将梁体加强，并从梁的两侧伸出两翼托住楼板，在加固大梁的同时，减小了楼板的计算长度，从而使楼板得到加固。

实例2：另一市电信大楼，面临情况与上例基本相同，所不同的是该大楼楼板与框架是一起现浇的，则采用了在板底粘钢和梁下包钢相结合的加固方案，也取得了很好的效果。

三、钢结构在建筑物改造工程中的应用分析

1、房屋室内加层

实例1：采用悬挂结构进行室内加层，某娱乐城室内原设计为局部抽去一层再加上2m高的技术层，层高达10.6m，后因功能要求改变，又需要在此处上部增加一层。原框架柱的钢筋非常密，且混凝土强度很高（C60），采用常规加层方案很难解决新加结构与原结构的连接问题，对原框架柱也易造成损伤。技术层的框架梁为采用悬挂结构加层方案提供了有利条件。为减轻自重及方便施工，楼盖采用钢梁木地板结构，墙体用钢龙骨石膏板；在技术层框架梁纵轴线位置处钻洞设置钢管吊杆，钢梁和混凝土柱子之间用木楔塞紧以传递水平荷载。

实例2：古建筑物的室内加层。某砖木结构的仿古建筑，建于清代末年，室内高13.4m，室内宽敞明亮。为增加六朝文物的展出面积，拟在大成殿内增加一层，待一定时间后拆除，再现原貌。经过方案比较，决定采用在完全不损伤原结构的前提下，部分利用原结构安全潜力的整体式加层方案。新加柱为环绕原木柱的组合钢管柱，与木柱之间有一定间隙，但可通过内外环箍筋将8个钢管形成整体，钢柱下部位于新加的圆台形类壳体环状基础上，钢梁木地板楼盖的荷载通过木柱旁边的钢柱传给环状基础，再由环状基础传给地基。该方案实施后其效果令人满意。

2、房屋顶部改造

房屋顶部改造以前主要是将原来的木屋架或钢筋混凝土屋架改成钢屋架，现在在钢筋混凝土平屋面上方加设钢结构的坡形屋顶（此项工作简称“平改坡”）已渐成时尚。

结语：

钢結构也经常应用于非钢结构建筑物的加固与改造工程中，而且往往是较为合适的结构形式，文中所列方案可供借鉴。

参考文献：

[1] 韩仕华，张战华.试论钢结构设计在土木工程中的应用与发展前景[J].魅力中国，2017（z1）；

[2] 刘臣，李常亮，段希龙.浅谈钢结构在在建筑改造加固中的应用及质量控制[J].工程技术：文摘版，2017（1）：00224-00225.