老旧建筑结构加固改造的设计方法

刘立培

(中科华创国际工程设计顾问集团有限公司，四川 成都 610000)

0 前 言

现代化城市建设背景下，尽管部分老旧建筑在使用寿命上并没有达到报废期限，可其本身所具备的可靠性与稳定性，乃至建筑功能都不再符合新时代国民的生活需求，与新型建筑相比，老旧建筑在配套措施上相对欠缺，且所具备的抗震承载力无法达到当前社会标准，有关违章搭建的管控力度不足，对人民的生活也会产生较为不利的影响。为了避免类似的情况发生，施工单位在开展老旧建筑结构优化的过程中，应当加强对结构加固改造的重视程度，依照实际情况制定较为完善的设计方案，这样不但能够有效提高工程的经济效益，而且对于我国现代化建筑发展也会产生积极有效的促进作用。

1 老旧建筑物加固改造设计概念

现如今，随着我国社会的高速发展，现代化建设不断推进，越来越多的建筑物正面临着待维护与加固的问题。为了避免在加固过程中建筑本身的性能受到不利影响，且确保社会价值不会受到破坏，施工单位在进行加固作业时，需要依照实际情况进行工程内容的改造和规模的引导与分析，这样不但能够有效提高建筑的稳定性与安全性，而且对于我国社会建设与人民的生活质量也会产生积极有效的促进作用。

1)施工单位需要对结构真正的受力构件加以分析，并根据装修需求完成加固工作，其中，要明确砖混结构的特性，并以此为基础进行区分与建设。

2)加固时所获得的原施工图纸会出现与实际情况不符的情况，使用时间越长，年代越久远，建筑本身的变形情况以及被腐蚀现象也就越严重，很容易出现材料变化或者是需要简单维护的情况。

3)在竣工情况发生变化时，施工单位需要依照实际情况进行分析，明确建筑本身的改动区域，并依照实际情况进行内容上的调整，确保建筑施工质量能够得到保障，加固效果能够满足预期标准。

4)由于长时间的环境侵蚀，房屋建筑本身所选用的材料已经开始呈现出较为严重的老化现象，其中材料所具备的强度发生改变，因而在进行材料优化或者是加固的过程中，施工单位不能盲目地开展相关工作，需要先对当前的检测结果进行分析，并依照需求完成材料强度的调整，进而提高建筑工程的安全性，避免施工人员的人身安全受到威胁。

5)对于老旧房屋建筑而言，施工单位在进行工程加固的过程中，很容易出现环境空间有限，或者是施工面无法展开的情况，无论之前准备的计划如何完善，倘若设备与材料无法进行有效应用，同样也会导致方案进程无法顺利开展，正因如此，在进行设计之前，需要人员前往现场进行信息采集与记录，以此确保方案的可行性能够满足预期标准，后续的工作内容才能够顺利开展。

6)是否保留与加固改造的选择，是房屋建筑加固过程中的重点问题，在进行设计过程中，施工单位需要明确哪一部分需要改动，哪一部分不能够进行变动，并根据相关标准进行改造内容的调整，并结合现场实际情况进行综合考量，进而为后续工作奠定良好的基础。

7)对于施工单位来讲，在进行房屋建筑加固的过程中，需要明确加固构件的重要性，并根据现场施工内容完成加固方式的选择，确认基本条件之后，还要通过信息化技术完成加固效果的模拟与演示，以此确认混凝土强度等级能够满足预期标准，所涉及到的钢筋锚固效果能够符合实际需要，在进行钢板锚固的粘贴过程中，选择合适的工艺手段能够提高整个建筑的可靠性与安全性。

2 房屋结构加固改造的鉴定要点

通常情况下，施工单位在设计建筑加固方案时，需要依照有关房屋结构的安全报告来加以分析，并以此为基础开展相应的综合鉴定与分析，确认无误后才能够进行后续的固定计划设计与应用[1]。在这一过程中，施工单位需要根据实际情况进行政策内容的履行，明确相关规范的同时，还要开展标准化作业，提高房屋建筑的稳定性与安全性，使后续的工作质量也能够因此得到有效保障。就目前来看，我国有关房屋安全鉴定的内容大多集中在以下部分：①在对房屋开展大规模修建前，针对实际情况开展安全鉴定作业；②针对公共建筑物开展定期鉴定作业，以此达到预期标准；③如房屋使用用途或是条件发生改变，则需要对其进行安全鉴定；④倘若建筑使用时间超出了设计使用寿命期限而想要继续使用，需要及时进行鉴定处理；⑤依照群体改造规划标准进行普遍检查与鉴定作业；⑥以安全隐患为基础进行有关房屋结构的鉴定工作；⑦结合房屋建筑曾出现的灾害情况进行安全鉴定。

从效果上来讲，房屋安全鉴定作业主要集中在结构加固与改造工作，并以此为基础降低不利影响所带来的风险，提高建筑的稳定性与可靠性，扩大材料界面的影响范围，并增强影响力度，从整体角度或者是局部角度实现对整个建筑结构的加固处理，这样不但能够有效提高整个工程的安全性，而且能够满足国民的生活需求，对于现代化社会建设与发展也会产生良好的促进作用[2]。

3 老旧建筑存在的主要结构问题

一般来讲，人们日常生活中所涉及到的老旧小区，在使用时间上都达到了20年甚至更高，随着时代的发展，建筑行业所选用的技术手段、材料性能以及功能设计都会发生较大的进步与改变，这导致了传统的小区建筑在施工标准上无法达到预期标准，且材料本身的强度不足，不但整体性上无法得到有效保障，甚至还会出现布局不合理以及管理混乱的情况，对国民的日常生活产生较为不利的影响。同时，施工单位或者是相关部门，在对老旧建筑进行鉴定与管理中，存在着一系列的结构问题，使得加固工作无法顺利开展，人员的生命安全也无法得到有效保障。

1)与新型建筑相比，老旧建筑由于所选用的施工工艺相对较差，加上材料的性能无法满足新时代建设需求，很容易会发生不均匀沉降的情况，使得整个建筑内部结构发生变形，导致稳定性与安全性无法得到有效保障，后续的工作也会因此受到一定程度的影响[3]。

2)由于使用时间较长，在外界因素的腐蚀下，整个墙体结构出现较为明显的倾斜与变形情况，局部区域也出现被毁坏的情况，墙体结构呈现错位裂开的情况，不但会导致节点连接工作无法顺利开展，人们的日常生活与工作也会受到波及。

3)混凝土构件在外界因素的干扰与腐蚀作用下，在性能上发生问题，承载力不足的同时，很容易会出现开裂的情况，使得钢筋材料也会发生被腐蚀的情况，使得整个混凝土构件的抗震性能无法达到预期标准。

4 结构加固改造方案

4.1 结构构件加固

就目前来看，施工单位在进行建筑结构的优化过程中，所涉及到的承载构件大体以墙体和梁板为主，加上柱结构的存在，构成了整个建筑工程，由于构件本身的个体承载力不足，使得整个建筑结构的安全性无法达到预期标准，相应的工作内容也会受到较为不利的影响。

为了避免类似的情况出现，施工单位在进行结构构件加固的过程中，需要依照实际情况进行方案的选择，通过对建筑工程需求、截面标准、所处位置以及受力变化的情况，对加固方案进行综合考量与分析，这样不但能够有效提高整个工程的整体性与可靠性，而且能降低成本支出，达到加固目的。

1)增大截面法加固。从经济性角度来看，增大截面加固法能够有效降低成本支出，具有极高的社会应用价值。从工作原理上来看，施工单位需要依照实际情况进行原构件截面面积的优化与增加，并以此为基础完成纵向配筋的安装，从而确保整个构件本身的承载力能够得到有效提升，在稳定性与刚度上实现有效的保障。在这一过程中，施工单位需要明确增大截面加固法的应用要求，所涉及到的材料等级一定要高于原构件，且强度满足C20以上，这样才能够确保建筑本身的质量满足要求。

2)外粘型钢加固法。与其他技术相比，外粘型钢材料加固法同样具有较强的应用价值，其工作原理是利用钢构件的焊接工艺，将混凝土柱包在其中，并通过灌注的方式进行粘结，以此提高整个建筑的稳定性与安全性，降低外力所带来的不利影响，从而达到相应的加固标准[4]。

3)粘贴碳纤维复合材加固法。对于施工单位而言，在进行钢筋混凝土施工管理的过程中，也会涉及到粘贴碳纤维复合材加固法，这种方法主要是利用纤维布进行外包处理，以此来提高钢筋混凝土构件的承载力，得到位移延性的强化效果，并为后续工作奠定良好的基础。

4)绕丝加固法。在进行绕丝加固法的过程中，施工单位会利用退火钢丝对整个构件进行缠绕处理，以此来提高约束效果，达到加固的目的，使得整个构件的极限承载力大幅度提升，确保老旧建筑的稳定性得到保障。倘若所涉及到的构件截面本身满足矩形的要求，则要将其长边与短边的尺寸比值控制在1.5，并利用相关工具将死角保护层进行凿除处理，加以打磨，确保圆角的半径能够满足相关标准。

5)外加预应力加固法。从某种角度来讲，外加预应力加固法本身是一种优化特性的手段，其本身是利用针对构件开展相应的预应力作用，从而使结构的受力得到改善，具有简洁的效果。在进行日常工作的过程中，施工单位应依照实际情况，对受压承载力加以分析，并通过合理的手段进行轴心受压柱的判断，以此确保整个弯矩的振幅变化情况满足预期标准，加强对受压柱偏心角度的管控力度，利用双重预应力撑杆的方式完成后续的加固作业。倘若在外加预应力加固法的应用过程中，弯矩没有发生任何程度的变动，则可以利用单层预应力撑杆的方式，完成相应的加固与施工作业。

6)钢绞线网片聚合物砂浆加固法。当施工单位需要对整个混凝土构件斜截面进行相应的优化，提高结构承载力时，应选用钢绞线网片聚合物砂浆加固法，并以此为基础提高建筑本身的位移延性，降低变形位移所带来的不利影响。在进行老旧小区的设计与分析过程中，需要明确有关结构的斜截面在承载力上是否满足要求，如果不足，则需要选用钢绞线网片，通过横向布置的方式进行环形加固处理，倘若涉及到抗震加固处理工作，则要根据实际情况进行附加箍筋的应用，确保构件抗剪能力能够得到有效提升，在结构质量方面实现有效的保障[5]。

4.2 结构抗震加固

施工人员在开展建筑结构加固处理时，需要明确构件本身的加固需求，并依照实际情况进行性能调整，不仅需要明确地质作用下所产生的机构破坏力，而且要依照当前地质情况进行综合性的方案设计与应用，明确整个建筑的整体性与稳定性，运用合理的手段实现对建筑结构抗震强度的提升。与新型建筑相比，老旧小区的抗震强度相对较低，风险系数较高，很容易会发生变形情况，因而，施工单位在进行抗震加固作业的过程中，需要遵循相关原则提出主要解决方法，为后续工作奠定良好的基础，具体内容如下。

1)抗震加固原则。抗震加固设计的过程中，施工人员应先对整个建筑的抗震结果加以鉴定，并以此为基础进行相应的分析，制定较为完善的加固手段，从小到大，在以构件加固为主、强化区段加固的同时，开展相应的整体加固，这样不但能够有效降低施工风险，而且能够为后续工作奠定良好的基础。在开展相关加固工作的过程中，施工单位需要明确整个结构本身所具备的抗震能力，是否会在振动过程中发生变形情况，利用智能化技术完成动态模拟，以此降低因构件失稳所带来的不利影响。在进行加固方案的设计过程中，施工人员应对原本的建筑结构进行墙体结构的管理，倘若要进行结构转变，需要明确薄弱层的参数变化情况，并以此为基础开展处理工作。在传统的建筑工程中，受使用时间以及建筑施工模式的影响，通常在抗震应力需求上无法达到预期标准，同时为了避免出现成本支出的情况，又很难对其进行拆除处理，只能够由施工单位利用加固维修的方式进行安全保障。

2)通常情况下，有关结构抗震加固的主要手段共有4种，具体如下：①利用混凝土构件对原本的建筑结构进行优化，强化受力体系完整性的同时，确保建筑结构满足预期标准；②倘若无法进行新构件加固处理时，需要施工人员针对原本存在的建筑构件开展相应的加固工作，并以此为基础完成承载力以及抗震能力的优化与提升，进而为后续工作奠定良好的基础；③耗能减震措施，在进行该技术应用过程中，主要是利用耗能阻尼减震装置来进行结构的优化，以此来降低地震反应所带来的破坏力，为人们的撤离提供足够的时间，降低安全事故发生的几率；④隔震加固法，与其他技术相比，隔震加固法主要由施工单位进行相关隔震层的设立，在发生地震时可以将所产生的瞬间应力进行集中化处理，等隔震层碎裂后才会对原有结构产生较为明显的影响。

4.3 基础加固

基础加固对于老旧小区的施工建设而言有着极为重要的作用，同时也是现代化建设的重要措施之一。在进行基础注浆加固的过程中，施工单位需要利用灌浆法对整个地基结构进行加固处理，提高沉降现象的均匀性，减少外力干扰所产生的开裂，并为后续工作奠定良好的基础。在这一过程中，施工单位可以选用改性环氧树脂应对潮湿环境，并将注浆压力控制在0.4～0.6 MPa，以此满足相应的施工标准，为后续工作奠定良好的基础。

5 结 语

对于老旧建筑加固而言，安全性无疑是极为重要的，同时也是施工单位在日常工作中应注意的重要内容。施工人员在进行抗震加固设计的过程中，需要依照实际情况进行实用性以及美观性分析，同时确保所设计的内容在稳定性与可靠性方面满足要求。在结构加固过程中，施工单位应依照墙体标准进行构件的优化与加设，注意结构体系所产生的影响，开展相应的应力集中化管理，这样不仅能够满足建筑加固的各方面需求，而且能够确保人民的生活质量得到有效保障。

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