房屋建筑工程中结构加固改造措施研究

尹向东

(中国民用航空飞行学院，四川 广汉 618307)

1 房屋建筑工程应用结构加固技术的重要性

随着我国经济不断发展，建筑房屋的数量在逐渐增多。在房屋建筑施工过程中，施工单位首先在施工材料上选择最优质的材料，从而从最基础的问题中保障房屋建筑的质量。同时设计人员应当加强房屋结构加固设计，提高房屋的建设质量和使用寿命。在建筑设计中应当运用环保理念，使用环保建筑材料，从提高住宅的舒适性和商业住宅的稳定性和环保性[1]。最后在设计过程中应当根据实际建筑情况来不断地调整加固设计过程，从降低结构架构材料使用量的基础出发，将建筑工程的总体效益实现最大化。

2 传统房屋结构加固工作中所出现的问题

随着房屋建筑的长期使用，自然会受到很多外界因素的干扰进而降低其使用的质量性和稳定性，例如自然灾害和化学腐蚀[2]。自然灾害一般包括风、雪、雨以及地震等；化学腐蚀一般包括建筑材料与外界条件综合发生化学反应产生的腐蚀作用，使房屋的质量受到威胁，这些因素都会在根本上影响房屋的结构质量，其中，施工材料的影响只是破坏房屋结构质量性的一部分，最重要的因素还是房屋建筑的耐久性，因为无论是人们生活还是工作，基本都离不开房屋，房屋建筑的耐久性是影响房屋建筑结构的主要因素。

在近年来，国内外发生的自然灾害对于房屋的破坏事件越来越多，对于人们的生命安全带来了巨大的影响，这与人们对环境的肆意破坏以及频繁的生产生活密不可分，同时这些自然灾害也在提醒我们，对于建筑物的稳定性设计是否已经达到抵挡自然灾害的需求，尤其是地震灾害，频繁的地震灾害对人们的文明发展和国家的经济损失有着极大的影响。所以在房屋建筑设计时，设计人员对于抵抗地震灾害的意识越来越强烈，而传统的加固方法已经无法抵抗这些频繁的地震灾害，因此，在房屋建筑设计阶段应当秉持着科学、认真的态度，着重了解对于地震灾害的重要性以及加固建筑结构设计的重要性，从而更加科学、合理地保障建筑房屋的稳定和安全。

传统的房屋建筑结构加固施工设计中，经常会出现很多“豆腐渣”工程，使房屋使用寿命急剧降低，从而威胁人们的生命安全和生活质量。这些问题的发生极大部分的原因是在房屋设计中专业设计人员综合素质不足。这些专业素质不强的设计人员在进行房屋建筑加固工作设计工作时，没有具体的理论依据，只是凭借经验来进行工作，这样会导致很多设计方面的实用性和稳定性没有具体的保障，同时浪费大量的材料，造成施工成本的浪费。现阶段我国建筑行业的设计人员普遍没有较高的文化水平，对于施工的具体流程也没有正确的认识，导致在房屋结构设计中缺乏科学性，这时会在具体的施工中需要不断地修改设计方案，减慢施工进度，降低施工整体效率[3]。所以，要想保证施工的安全稳定性，施工人员以及建筑设计人员要提升自身的综合素质和专业水平，为施工建设提供科学的理论依据，保证施工安全的进行。

3 房屋建筑结构加固的具体技术应用

3.1 对于房屋建筑结构加固改造的施工要求

首先，需要在材料的选择上需要科学谨慎，因为施工材料是保证房屋建筑加固工程改造的基本因素，所以对于材料的选择以及进场的施工材料应当进行严格的检验，保证材料的质量性以及基本的性能可以满足实际施工需求[4]。如果发现材料有不合格的问题或者是材料的规格和性能不适于当前的建筑施工要求，要立即与生产厂商进行联系，决定调换或者是退还，避免因材料的问题而使工期延误。

其次，对于材料的使用量配比一定要合理，例如混凝土的配比，一定要严格按照建筑工艺进行配比，然后根据实际的施工情况来进行合理调整，保证材料的使用性，减少浪费，这样可以提升混凝土的整体强度。

最后，要对施工现场中各项组织和各项施工工序进行严格的控制和监督，并且科学地协调工序之间的工作关系，保证施工环境的良好，同时需要让施工人员严格地按照施工方案进行施工工作，保证施工过程的完整性。需要注意的是，在实际施工中应当落实施工人员的责任制，做好责任落实工作，这样不但可以提高施工效率，而且可以在发生问题时及时找到负责人，进而解决问题[5]。在每一项工序完成后要做好质量检查工作，在验收合格之后再进行下一项工序的工作，以确保施工过程的整体质量，并且坚决地杜绝一切“豆腐渣工程”以及不合理操作。

3.2 房屋结构加固的具体技术应用

在房屋建筑加固施工过程中，首先要考虑工程中可能受到的各种因素的影响，进而选择合理的加工技术来进行结构加固改造，保证房屋建筑的质量。现阶段我国对于房屋建筑加固改造技术已经进行大量的深入研究，当前所常用的加固施工技术已经可以满足大部分的建筑工程的具体需求，对于其他个别情况需要具体问题具体分析，以选择最佳的加固设计方案。

3.2.1 粘钢加固技术

粘钢加固技术是采用的结构胶粘剂将原混凝土结构与薄钢板粘结成一个整体，进而使二者建立一个共同受力的复合截面，提高结构整体的承载力，达到加固目的[6]。该技术主要适用于一般的静力作用的承受或者是一般受弯作用力的承受特点，并且操作简便、快捷。作用原理是借助性能较高的环氧类粘结剂与原来的混凝土结构表面连结在一起，利用钢板良好的抗拉能力以及混凝土良好的抗压能力来提升结构总体的承载力，达到加固目的。同时，该技术主要针对的是梁体加固，并且操作便捷，为后续的检验工作提供良好的工作基础，提高工作效率。

由于该技术具有操作简便、快捷的特点，所以在实际的房屋建筑加固改造施工中应用较为广泛。在原结构进行加固操作后，外形不会遭受改变，对建筑物整体的空间影响力也会相对较小。但是该技术也具有一定的缺点：由于其中的有机粘和胶耐火性和持久性都比较差，所以应用该技术时，要注意粘和胶的选择，一定要选择粘结性较强的有机胶作为胶材料，并且应当同时具有耐老化性，规避该技术使用的粘和胶材料的缺点，保证经过此技术改造的加固建筑具有较强的耐久性和安全性，

3.2.2 碳纤维加固技术

碳纤维加固技术主要应用的是碳纤维材料。碳纤维在实际的施工中较为常见，是一种碳含量在90%以上的高强度纤维材料，其具有较强的耐腐蚀性、高模量以及重量较轻等特点，在具体的施工材料选择中地位较为重要。在碳纤维材料的选择中，根据内部所含碳含量的不同，可以将其分为不同类型的碳纤维材料。碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3 500 MPa以上，是钢的7～9倍，抗拉弹性模量为23 000～43 000 MPa，同样高于钢结构[7]。并且碳纤维材料具有很多钢材不具备的特点，例如耐腐蚀、耐高温、耐久性等等。所以在现代的碳纤维材料的应用环境中，可以直接应用到高腐蚀危害的环境中去，另外还可以在碳纤维中加入一些新材料，例如树脂材料以及一些特殊金属材料，形成新型的碳纤维复合材料，使其本身的性能进一步提升。

由于碳纤维的特点，在我国建筑市场中，很多领域已经将碳纤维加固技术作为主要的加固技术，在一定程度上已经取代了粘钢加固技术。在实际施工过程中，碳纤维加固主要包括两种形式，即碳纤维布加固和碳纤维板加固。所以，在应用此技术进行房屋加固改造时，应当在不增加原有结构负荷基础上，可以有效地提升加固效果，并且不改变原有结构的外形，进行曲面粘贴和转折粘贴，极大地提升了房屋加固效率。另外，根据碳纤维材料的特点，可以保证房屋建筑结构的耐腐蚀性和耐久性在一定程度上的提升[8]。现阶段我国开始投入大量的时间开始研究碳纤维复合型材料，进一步增强碳纤维结构的性能，保证房屋建筑工程的经济效益。

3.2.3 截面增大加固技术

截面增大加固技术是指在原有的待加固面的一侧或者是多侧，通过增加截面和配筋等方法，提升原有构件的承载力和刚度。其具体的原理是将原有的建筑物表面积增加，减少结构中单位面积所受到的承载力的作用，进而增加结构整体的承载力；或者可以在施工原材料中增加钢筋量的配比，来达到加固的目的。在实际施工过程中，根据结构中构件的受力特点以及尺寸的不同，可以将该技术方案分为四种形式进行设计：单侧加固、双侧加固、三侧加固以及四面包裹加固。另外根据所需加固目的不同，又可以将其分为增加截面面积以及增加钢筋配比两种方式进行房屋建筑结构加固改造。

增加截面加固技术具有适应性较强以及工艺较为简单的特点，所以该技术是一种比较普遍的加固方法。其可以同时对梁或者板等多种构件进行加固操作，且应用成本较低，因此，被广泛地应用到房屋建筑加固改造中。但是由于应用该技术时施工周期较长，并且大量的施工都是处于潮湿环境，同时在增加截面面积的时候，会产生对建筑外观美感的影响，所以在选择此方法时应当谨慎，根据实际施工需求进行选择。

3.2.4 外粘型钢加固技术

外粘型钢加固技术主要是在需要加固的结构周围用钢材料进行包裹，达到加固的目的。在实际施工中，通常都会对原有结构中的钢筋混凝土柱或梁体外侧，包裹扁钢或者是型钢焊接而成的钢构架，同时需要在其中加入结构胶粘剂，这样会使外包的钢材与原有被加固结构形成一个整体的受力结构，进而提升其抗弯曲能力和抗剪能力，通过此技术来显著地改善原有结构的稳定性，同时因为其材料特点，所以占用的房屋空间面也会较小。

在实际的施工中，外贴型钢加固技术具有施工快捷简便、作业面积较小、稳定较强等多方面的特点，因此，该技术在房屋屋架、混凝土柱和梁体以及一些大跨度结构的作用尤其显著。按照加固方法可以分为两种类型，即干式和湿式。采取干式结构加固技术时，一般在出现结构构件与钢材之间发生缝隙的问题时，通常会采用水泥砂浆将缝隙填满，但是这种形式不能使原有结构与钢材达到统一受力的情况，因而加固效果会有所减弱，但是操作过程较为简单；利用湿式加固技术时，一般对于抵抗受力弯曲是十分有效的，其原理是采用乳胶水泥液态物质将钢材与原结构中需要加固的构件粘结在一起，使二者成为一个整体，共同承担承载力的作用，实现整体受力。这种加固方式虽然应用范围广，但是施工过程较为复杂，各种工序要求的内容较多，另外对于施工人员的专业要求也比较高。所以在实际施工中选择外粘型钢加固技术时应当尽量选择湿式加固法，这样可以在原基础上提高原有结构的刚度和延展性，起到良好的加固效果，完成结构加固的整体目标。但是该技术对于材料的要求比较苛刻，一般有机胶的耐火性和持久性较差，所以在实际施工材料选择中应当选择适宜的粘结材料，同时注意材料的防腐保护，从整体上保证结构加固的稳定性和安全性。

4 案例分析

某建筑建设于2005年，其中，地下2层，地上16层，建筑总面积18 240.8 m2，根据甲方需求，将地上16层改为商务酒店住房，地下2层改为设备以及仓库用房，并且在加固改造之后不能将原来的立体面积改变，并且保持原来的结构体系。

在实行本工程加工时，应当注意需要对建筑中各个项目进行分别加固，包括墙体、柱体、梁体以及板四方面。首先对于墙体加固，应当采用增大截面加固技术来施工设计，可以在原有墙体上增加一道剪力墙，保证原有建筑结构的抗倾斜能力，同时在钢筋的连梁采用两侧粘贴钢板的技术加固，边缘增设暗柱来约束构件的固定(如图1)。对于柱体的加固，应对于配筋情况进行分析，将配筋不足的主体，采用粘型钢加固技术，对于轴压比超过限制的主体采用增加截面技术来固定。对于梁体的加固，要根据配筋的情况进行分析，对于配筋不足较多的梁采用增加截面积技术进行加固；对于配筋不足、配筋较少的梁应当采用粘贴钢板技术进行加固。对于板的加固应当根据配筋来决定，对于配筋不足较少的板，可以采用碳纤维材料技术进行加固(如图2)；对于配筋不足较多的板可以采用浇筑叠合法进行加固。

图1 墙体加固

图2 梁体加固

5 结 语

人们在对于房屋建筑的需求不断提升的今天，传统的房屋建筑结构加固方法已经无法满足现代的建筑需求与人们的生活需求，所以需要建筑行业的设计人员在尽量不改变原有的结构体系基础上，来创新加固方法和技术，在实际的施工过程中，需要结合实际来选择适合的加固技术来进行结构加固改造，增强房屋建筑的稳定性，同时做好防护措施，在原有结构基础上进一步加强建筑的安全性以及耐久性，使房屋建筑能够更好地满足人们的生活需求，为房屋建筑行业创造更好的经济效益与信誉，促进我国建筑行业的健康发展。

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