建筑结构加固的原因及方法总结.doc

1、1建筑结构加固的原因及方法总结【摘要】在现代建筑结构设计和施工中，建筑结构的安全、可靠是建筑工程的头等大事。文章分析和介绍了目前建筑结构常用的加固方法，重点介绍了各种加固方法的主要特点、用途和适用范围。同时结合建筑常用的检测方法和加固方法以及各种建筑结构检测方法的主要特点、用途和适用范围以及各种建筑加固方法的主要特点、适用范围和施工重点。结合实际工程体会，指出了在建筑结构检测与加固工作中一些需要注意的问题。【关键词】建筑结构；加固；加固的技术；检测 中图分类号： TU318 文献标识码： A 概述 混凝土构筑物因出现功能性变化,如接建、增加荷载、或者出现配筋不足、灾后修补、混凝土强度不够，或旧

2、建筑钢筋混凝土结构由于种种原因，可能不满足安全性、适用性、耐久性的要求，经过鉴定需要进行加固。另外结构因荷载反复作用及材料选择、制造、施工安装不当等产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤时,应设法修复。在修复前，必须分析产生裂纹的原因极其影响的严重性，有针对性采取加固措施进行加固。在现代建筑结构设计和施工中，建筑结构的安全、可靠是建筑工程的头等大事。文章分析和介绍了目前建筑结构常用的加固方法，重点介绍了各种加固方法的主要特点、用途和适用范围。同时结合实际工程体会，指出了在建筑结构检测与加固工作中一些需要注意的问题。 质量是企业的生命，质量是企业发展的根本保证。在建筑市场竞争2激烈的今天，如何提高施

3、工质量管理水平是每一位企业管理者必须思考的问题。随着我国经济建设的迅速发展，人们对建筑的要求也随之提高，建筑物的裂损现象影响着人们的正常生产和生活。建筑物中裂缝的存在预示着结构承载力可能不足，过大的裂缝会促使钢筋生锈而降低结构耐久性，会造成房屋渗漏影响建筑物美观。比如上世纪六七十年代建成的教学楼、住宅楼工程，随着运行时间的推移，有些工程设施老化失修，有些工程设施由于受当时客观条件的限制，存在着设计考虑不周、规范标准低的缺陷，要对这些建筑物进行除险加固，采用什么样的形式进行加固，既能达到现行规范要求，又能保证质量节省投资，本文就此问题做如下分析。1 建筑结构1.1 建筑工程建筑工程为新建、改建或

4、扩建房屋建筑物和附属构筑物设施所进行的规划、勘察、设计和施工、竣工等各项技术工作和完成的工程实体。是指各种房屋、建筑物的建造工程，又称建筑工作量。这部分投资额必须兴工动料，通过施工活动才能实现。建筑物的施工质量进行评定时，或当建筑物由于某种原因不能满足某项功能的要求或对满足某项功能的要求产生怀疑时，就需要对建筑物的整体结构、结构的某一部分或某些构件进行检测。当判定被检结构存在安全隐患时，就应该对其进行加固处理，或者拆除。1.2 工程质量问题一般来说，在下列情况下要对建筑物进行检测、鉴定和加固：(1)设计不周或有误；如对工程地质、水文地质尾部和地基情况了解不全，地基承载力估计过高，漏算或少算作用

5、于结构上的荷载；设计人员受力分析概念不清，结构内力计算错误等；(2)施工质量低劣；如混凝土强度等级低于设计要求，钢筋混凝土结构构件有蜂3窝、孔洞、露筋等缺陷，钢筋力学性能不符合设计要求， (3)使用或改造不当；如未经核算就在原有建筑物上加层或对其进行改造，造成原有结构承载力不足，使用过程中任意改变用途加大荷载。 1.3 建筑结构加固的基本原则 结构体系总体效应原则。尽管加固只需针对危险构件进行，但同时要考虑加固后对整体结构体系的影响。例如，对房屋的柱子或墙体的加固，有时会改变整个结构的动力特性，从而产生薄弱层，对抗震带来很不利的影响。 1.4 先鉴定后加固的原则。结构加固方案确定前，必须对已有

6、结构进行检查和可靠性鉴定分析，全面了解已有结构的材料性能、结构构造和结构体系以及结构缺陷和损伤等结构信息，分析结构的受力现状和持力水平，为加固方案的确定奠定基础。因此，必须先鉴定后加固，避免在加固工程中留下隐患甚至发生工程事故。1.5 材料的选用和取值原则。加固设计时，原结构的材料强度应按规定取用，如原结构材料种类和性能与原设计一致，按原设计值取用；当原结构无材料强度资料时，可通过实测评定材料强度等级，再按现行规范取值。加固材料用钢材一般选用级或级钢；用水泥宜选取普通硅酸盐水泥、标号不应低于 425#；用混凝土的强度等级、应比原结构的混凝土强度等级提高一级，并且在加固上部结构构件的混凝土不应低

7、于 C20 级；加固混凝土中不宜渗入粉煤灰、火山灰和高炉渣等混合材料；粘结材料及化学灌浆材料的粘结强度应高于被粘结构混凝土的抗拉强度和抗震强度。 1.6 建筑结构加固的方法 1.6.1 直接加固法。 (1)增大截面法。增大截面法是用同一种材料，通过增大构件截面面积，4提高构件的承载力和刚度来达到对原构件进行加固之目的的一种传统的加固方法。这种方法被广泛应用于加固砖结构中的梁、板、柱、墙等一般构件，钢结构中的柱、屋架，以及砖墙、砖柱等。增大截面法的加固效果与原结构的应力水平、材料性能、施工工艺、结合面构造处理及是否卸荷加固等因素直接相关。 (2)外包钢加固法。外包钢加固法是在结构构件四角包以型钢

8、的加固方法，角钢之间用缀板连接的加同方法。它可在基本不增大构件截面尺寸的情况下提高承载力，增大延性和刚度。外包钢加固法适用于砼柱、梁、屋架以及砌体柱和窗间墙，也适用于烟囱等构筑物的加固。外包钢加固法分干式和湿式两种情况。湿式外包钢法是在型钢与原构件之间用乳胶水泥或环氧树脂等粘结，使新旧材料之间有较好的协同工作能力，其整体性好，但湿作业工作量大.干式外包钢法是型钢与原构件之问无任何粘结，有时虽填以水泥砂浆，但并不能确保结合面剪力和拉力的有效传递，型钢与原构件不能整体工作，彼此只能单独受力。与湿式外包钢相比，于式外包钢施工更为简便，但承载力提高不如湿式外包钢有效。2 基础结构加固2.1 常用加固方

9、法一般所需加固的结构大都存在由于结构自身的承载能力因灾害（如火灾、腐蚀、冻害）或施工质量不到位或功能改变等因素的影响而导致结构承载能力不足的现象，所采用的加固方法多是从提高结构的有效受力面积出发（如加大载面法等）减小截面的应力，或者直接改变结构的受力体系，改变其传力途径（如增加支撑法等）从而降低结构构件的受力，最终达到加固的目的。1）混凝土结构加固方法，2)砌体结构加固方法，4）抬墙梁法，5）墩式加固法等。2.2 加固5法的使用2.2.1 抬墙梁法:采用预制的钢筋混凝土梁或钢梁穿过原建筑的基础梁下。置于原基础两侧的桩或墩基础上，支承新增结构荷载。抬墙梁的平面位置应避开一层门窗洞口，不能避开时，

10、应对抬墙粱上的门窗洞口采取加强措施，并应验算梁支承处砖墙的局部承压强度。2.2.2 墩式加固法: 是直接在基础下分段挖空至持力层浇筑墩式混凝土基础，最后使分段基础联成一整体，承受增层结构荷载。2.2.3 砌体结构加固方法 ：该法属于传统加固方法，其优点是施工简便、现场工作量和湿作业少，受力较为可靠；适用于不允许增大原构件截面尺寸，却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固；其缺点为加固费用较高，并需采用类似钢结构的防护措施。2.3 混凝土加固2.3.1 加大截面加固法该法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验；适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固；但现场施工的湿作业时问长

11、，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。2.3.2 置换混凝土加固法该法的优点与加大截面法相近，且加固后不影响建筑物的净空，但同样存在施工的湿作业时间长的缺点；适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。2.3.3 植筋技术法这是一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术；可植入普通钢筋，也可植入螺栓式锚筋；已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程。2.4 钢结构加固改变钢结构计算图形的加固法。是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进6行加固的方法；改变结构计算图形的一般

12、方法为：增加支撑形成空间结构并按空间结构验算：加设支撑增加结构刚度，或者调整结构的自振频率等，以提高结构承载力和改善结构动力特性；增设支撑或辅助杆件，使结构的长细比减小以提高其稳定性；在排架结构中重点加强某一列柱的刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其它柱列负荷。3 加固技术3.1 常用结构加固方法分析 3.1.1、基础结构加固基础结构加固主要是地基承载力的建筑物进行加固，其主要方法有：3.1.2 抬墙梁法。采用预制的钢筋混凝土梁或钢梁穿过原建筑的基础梁下。置于原基础两侧的桩或墩基础上，支承新增结构荷载。抬墙梁的平面位置应避开一层门窗洞口，不能避开时，应对抬墙粱上的门窗洞口采取加强措施，并应验算

13、梁支承处砖墙的局部承压强度。3.1.3 墩式加固法。是直接在基础下分段挖空至持力层浇筑墩式混凝土基础，最后使分段基础联成一整体，承受增层结构荷载。3.1.4当原建筑基础底面积不足时，可采用基础加宽法。对条形基础可采用一侧加宽或两侧加宽，对柱基可沿基础四边加宽，加宽时可每隔10001500mm 设置一根钢筋混凝土减荷梁。 3.2、外包钢加固法外包钢加固法是在混凝土、砌体等构件的 4 角或 2 面包以型钢(常为角钢、扁钢或钢板等)的一种加固方法，也是一种使用较广的传统方法采用外包钢加固法能在构件截面尺寸增加不多的情况下，大幅提高构件的承载能力且具有施工简便、现场工作量较小，受力较为可靠等优点，适于

14、柱、梁、桁架弦杆和腹杆，以及高层建筑的加固这种方法的不足是用钢量较大，加固维修费用较高，且对结构刚度提高不大。73.3、外加预应力加固法外加预应力加固法是采用外设预应力拉杆或撑杆对结构构件或整体进行加固的方法它通过改变原结构的内力分布、降低结构原有应力水平来间接提高结构的承载能力预应力加固法几乎没有改变使用空间，并通过卸载、加固功能消除应力滞后现象而取得较理想的加固效果其不足是预加力设备和锚固还待完善，也存在一定的风险目前主要用于大跨度结构的加固，以及采用一般方法无法加固或加固效果不理想的大型结构的加固。 3.4、粘钢加固法 粘钢加固法是将钢板用结构胶粘贴在混凝土构件的外部，以提高结构承载能力

15、的一种方法这相当于构件的体外配筋该项技术目前已趋于成熟其优点是几乎不改变构件外形和使用空间，施工简单、快速，湿作业量小但对加固构件工作环境有要求，环境温度不高于60，相对湿度不大于 70%，无化学腐蚀，否则应采取相应措施适用于承受静力作用且处于正常环境下的受弯、受拉构件的加固目前在桥梁和房屋结构中得到了普遍应用。 3.5、粘贴纤维复合材料法 粘贴纤维复合材料加固方法与贴钢加固法相似，只是加固用的材料是纤维复合材料，如玻璃纤维(GFRP)、碳纤维(CFRP)、芳纶纤维(AFRP)等它是目前国内外研究较多且具有很大发展潜力的加固方法与传统的加固材料相比，纤维复合材料具有强度高、质量轻、施工方便、耐

16、腐蚀等突出优点就碳纤维来说，其抗拉强度达 3 000MPa 左右，比普通钢筋高出 10 倍；弹性模量略高于钢筋，现已用于梁、板、柱、桥梁、屋架等多种结构的加固，但它抗剪强度较低，耐火极限不高，且目前此项技术成本较高、施工技术还欠完善等因素阻碍了其推广应用。 84、加固工程的维护及使用年限4.1、使用维护相当多使用单位认为加固是一劳永逸的事情，既然加固完成了就无需再去关注。这是极端错误也是极其危险的想法。事实上，加固作业是一项特殊的施工技术，加固效果受用途、使用环境等因素的综合影响，经常性的维护是延长加固工程使用寿命必不可少的举措。加固工程竣工验收合格后，相关参建单位，特别是设计及施工单位，应编

17、制加固工程使用要求，并对使用过程中的维护工作提出具体措施。工程移交后，使用单位应指派专人负责管理工作，建立定期检查、维护、保养制度，并将检查中发现的问题及检查记录归档。4.2、使用年限加固工程的使用年限，应由业主和设计单位共同商定。一般情况下，混凝土结构加固工程宜按 30 年考虑；到期后，若重新进行的可靠性鉴定认为该结构工作正常，仍可继续延长其使用年限。对于使用胶粘方法或掺有聚合物加固的结构、构件，尚应定期检查其工作状态。检查的时间间隔可有设计单位确定，但第一次检查时间不应迟于 10 年。未经技术鉴定或设计许可，加固改造工程不得改变用途和使用环境。5 结束语建筑结构的科学检测、加固是建筑工程质量安全保障体系中的一个重要组成部分。严格遵循规范要求是建筑工程检测、加固工作的前提。建筑结构检测、加固的设备在日益发展，因而检测、加固方法也必须不断发展和创新。灵活的运用检测、加固方法，可以取得事半功倍的效果。就目前来看，上述结构加固技术还有待在实践中进一步探索，随着建筑科学技术的不断进步，新型建筑材料不断出现，加固施工重视施工监测，可以保证施工质量和施工安全。参考文献：1陈晓东.浅谈商品混凝土结9构裂缝的控制J.泰州职业技术学院学报,2004(2).2袁海军，姜红建筑结构检测鉴定与加固手册M北京：中国建筑工业出版社，20033邢占勇房屋建筑物加固技术概述J山西建筑，2003