浅谈建筑结构加固的必要性

陈清华

摘要：经济的快速发展，带动人们的生活水平的提高，人们对生活空间的舒适度也越来越高，面临近年来灾难的频发，人们对建筑结构的承载越来越重视，无论是新建还是已建成的建筑，对其结构的加固已成为人们只要关心的问题。

关键词：建筑结构；原因；加固方法；发展状况

伴随着当代的经济的发展，人们对生活质量的要求也越来越高。又由于科学技术飞速的发展，出现了多种多样的新技术、新材料和新结构形式，尤其是原有建筑结构的加固，因为对原有建筑的改造，可以提高工程经济指标的控制，同时也使土地得以利用完全，可以缓解城市用地的紧张，为城市发展解决部分问题。

1加固的必要性

根据《民用建筑设计通则》规定，纪念性建筑或特别重要的建筑设计使用年限为100年，普通建筑或构筑物设计使用年限为50年，易替换性建筑物设计使用年限为25年，临时性建筑设计使用年限为5年。在建筑物设计使用年限的时间内为保证建筑使用的安全和耐久性，要在使用过程中对其进行检测和维护。所以在使用年限内为确保建筑结构的耐久性，对其进行加固维护就成为必要了。

2 各方面原因

2.1人为原因

人为原因顾名思义就是人本身所犯的错误，一般有设计方面的错误、施工方面的错误、使用方面的错误等。而设计方面的错误一般为概念错误和计算错误。如概念错误有：在进行桁架设计计算时，没有把构件的荷载作用在节点，二是概念理解错误把构件的荷载作用在节间；计算错误有：计算时由于粗心漏掉部分的结果的主要荷载或选用计算参数时选取有误造成计算结果荷载不符合规范要求。

2.2环境原因

建筑构件所处地理位置不同，其结构材料在使用的过程中所受外部环境的侵蚀是不同的。环境造成的作用主要有三类，即化学作用、物理作业及生物作用。具体如下：

一、化学作用有：建筑工程是用于化工行业，其车间的气体或液体具有酸碱性，对建筑的钢结构与混凝土结构具有强烈的侵蚀性；

二、物理作用有： 建筑所在地区年温差或日温差较大或建筑使用功能为高温、高湿或冻融循环等环境，这样就会使结构由于极限环境产生裂缝；

三、生物作用有： 在木质结构上生存有腐蚀性微生物、细菌等，使木材镂空，失去承载能力[1]。

3 遵循的原则

不是所有的建筑结构都需要加固，应该在保证该建筑结构设计使用年限的要求下，对建筑先进行检测、鉴定，需要进行加固的在进行加固处理。在不影响建筑结构整体的前提下，对建筑结构进行加固应秉着经济合理，施工简便、对原有建筑损坏较小的原则[2]。

4 常用加固类型

4.1直接加固方法（1）增加截面法优点：工艺简单、施工简便、有较强的适应性，在当代建筑结构施工中得到广泛应用。

缺点：现场需长时间湿作业，生活和工作环境有影响，因截面增大，加固后减小了建筑的净空。

适用范围：混凝土构筑物的加固都适用，如梁、板、柱及墙等。

（2）混凝土置换法优点：不但具有增大截面法的优点，还具有不影响建筑净空的特点。

缺点：和增大截面法一样现场需长时间湿作业，生活和工作环境有影响。

适用范围：适用于加固混凝土承重构件，如缺陷严重的梁或柱及强度偏低混凝土受压区。（3）湿式外包钢加固法

优点：施工简便、工程量小、受力性高。

缺点：钢材用量较大、成本高、温度T>600℃的场所无防护时不可使用。

适用范围：用于在几乎不增加原有截面的情况下，需较大幅度增大承载力时的混凝土结构的加固。

（4）粘贴钢板法优点：施工快，湿作业量小或根本无湿作业、不会改变建筑原有净空。

缺点：胶粘工艺和操作对加固效果影响较大。

适用范围：用于处于正常湿度环境下的承受静力作用的受弯或受拉构件的加固。（5）粘贴纤维法

优点：与粘贴钢板法优点相似，并还具有耐用、耐腐蚀和潮湿、维护费低、不增加建筑结构自重。

缺点：因其材质原因，需专门的防火处理。

适用范围：用于各种混凝土结构和一般构筑物的受力。（6）绕丝法优点：与增大截面法相似，具有工艺简单、施工简便、适应性强等优点。

缺点：与增大截面法相似，需长时间湿作业，生活和工作环境有影响。

适用范围：对混凝土构件斜截面的加固，或需承受横向约束力的受压构件的加固。4.2间接加固方法（1）预应力法优点：减小构件的水平应力、效果显著、提高结构承载力效果明显。

缺點：加固后会改变建筑结构的外观。

适用范围：适用于高应力与高高应变状态下及跨度大的混凝土结构构件的加固；温度T>600℃的场所无防护时与收缩性大的混凝土不可使用。（2）增加支承法优点：方法简单，可靠性高。

缺点：对原建筑物外观和使用功能有较大影响，会是建筑空间缩小。

适用范围：如果混凝土结构设计条件允许，便可使用[3]。

4.2钢结构的加固的基本方法

减轻结构上的荷载、改变结构计算的图形、加大原有结构构件截面和连接强度并阻止裂纹扩展等。

4.3其他的加固方法

还有一些加固的方法，像砌体结构加固方法、砌体结构构造性加固与修补及钢结构加固方法。砌体结构的加固有：钢筋混凝土外加层加固法、钢筋水泥砂浆外加层加固法、增设扶壁柱加固法、无粘结外包型钢加固法、预应力撑杆加固法等。

5.1 直接的加固方法分为以下几种：

5.1.1 增大截面的方法

在钢筋混凝土受弯的构件受压区加混凝土现浇层，就可以增加截面的有效的高度，从而扩大截面的面积，从而提高构件的正截面抗弯、截面刚度和斜截面抗剪，最终起到加固补强的作用。

51.2 置换混凝土的方法

该方法的优点与加大截面的方法相近，而且加固后并不影响建筑物的净空，但是同样存在施工的作业时间长的缺点。这种方法适用于受压区混凝土的强度偏低或者有严重缺陷的梁柱等混凝土承重的构件的加固。

5.1.3 外包型钢加固的方法

外包钢加固就是把型钢或者钢板包在被加固的构件的外边，外包钢方法加固钢筋混凝土梁一般是采用湿式外包法，也就是采用环氧树脂化学灌浆等方法，但是用钢量较大，而且不宜在无防护的情况下用于600C以上的高温场所；适用于那些使用上不允许显著的增大原构件截面尺寸，而且又要求大幅度提升原有构件的承载力的混凝土的结构的加固。

5.1.4 粘钢加固的方法

钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固的方法，是在构件承载力不足的区段（正截面的受拉区、正截面的受压区或者斜截面）的表面粘贴钢板，这样就可提高被加固构件的承载力，而且施工方便。该法发施工速度快、现场无湿作业或者仅有抹灰等少量的湿作业，对生产和生活影响十分小，而且加固之后对原来的结构的外观和原有的净空无显著的影响，但是加固的效果很大的程度上取决于胶粘的工艺与操作的水平。适用于那些承受静力作用而且处于正常湿度环境中的受弯或者受拉构件的加固。

5.结语

以上所述的建筑结构所用的加固方法，是实际建筑施工中常用的加固的加固方法，虽然是多数研究人员实际验证的结果，但有些方法还是存在缺陷，如常常遇到的化学腐蚀作用，还有黏粘加固会增加建筑结构重量，增大荷载，增加支承加固法会破坏建筑原有的外貌或减小建筑原有的使用空间等问题.