浅议关于建筑结构加固方法

摘要：房屋建筑结构加固是指对原有受力结构进行加固补强，从而满足新的使用要求及安全性，并节约成本，减少投资。本文主要介绍了建筑结构加固的原因和方法，并分析了加固技术的特点.
关键词：房屋建筑结构;加固方法;技术
引言：随着现代经济的飞速发展和生活水平的不断提高，人们对建筑的质量和使用功能提出了更高的要求。为了保证建筑工程的质量，促使建筑业健康发展，我国于1997年通过了《中华人民共和国建筑法》，明确规定：“建筑物在合理使用寿命内，必须确保地基基础工程和主体结构的质量，对已发现的质量缺陷，建筑施工企业应当修复。”既然如此，对我国而言，将原有的建筑进行改造以充分利用，不但可以节约投资，更能够减少对土地的征用，对缓解日益紧张的城市用地矛盾有着重要的意义。
1建筑加固的主要原因
1.1按照极限状态设计法设计的钢筋混凝土结构或砌体结构，必须满足结构强度、刚度、耐久性的要求，但由于种种原因造成结构不能满足上述要求，因而需要对其加固。
1.2对现有基础设施大量的进行鉴定。对目前我国已有工业和民用建筑及其它基础设施进行技术改造和维修，使之现代化日趋迫切，符合我国国情，这不仅可以节约投资，节约征用土地，缓解日趋紧张的城市用地矛盾，减少某些不可回收利用的建筑垃圾均有着重要的现实意义。
1.3随着生产的发展和人们生活水平的提高，人们对现有建筑物的功能感到不能满足新的使用要求。
2建筑结构加固的基本原则及方法
2.1建筑结构加固的基本原则
2.1.1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。
2.1.2先鉴定后加固的原则。结构加固方案确定前，必须对已有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。
2.1.3材料的选用和取值原则。①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。②加固材料用钢材一般选用Ⅱ级或Ⅱ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。
2.2建筑结构加固的方法
2.2.1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，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。①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.②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。
2.2.2 预应力加固法预应力加固法是一种采用外加预应力钢拉杆(分水平拉杆和组合式拉杆)或型钢撑杆对结构进行加固的方法。通过施加预应力强迫钢拉杆或型钢撑杆受力，影响并改变原结构应力分布，并降低结构原有应力水平，致使一般加固方法中普遍存在的应力应变滞后现象的影响能较好的消除。因此，后加部分与原结构能较好地共同工作，结构的总体承载能力可显着提高。预应力加固法具有加固、卸载和改变结构应力分布的三重效果，适用于大跨度结构加固，以及采用其他方法无法加固或加固效果很不理想的较高应力应变状态下的大型结构加固。
预应力加固法的主要优点如下：
(1)体外配筋张拉预应力可以起到增加主筋、提高正截面及斜截面的强度，同时也提高了刚度，有效地改善了使用性能且效果好。
(2)预应力能消除或减缓后加杆件的应力滞后现象，使后加杆件有效地工作。
(3)预应力产生的负弯矩可以抵消部分荷载弯矩，减小原构件的挠度，缩小原构件的裂缝宽度甚至使原裂缝完全闭合。所以，预应力加固法是一种加固效果好而且费用低的加固方法，具有广阔的应用前景。该法的缺点是增加了施加预应力的工序和设备。
2.2.3外部粘贴加固法。外部粘贴加固法是用粘结剂将钢板或纤维增强复合材料等粘贴到构件需要加固的部位，以提高构件承载力和刚度的一种加固方法。采用外部粘钢加固时，通常是将钢板粘于梁底受拉区，以提高梁的承载力，当在梁侧贴钢板时还可以提高梁斜截面承载力。
目前，外部粘钢加固法主要用于承受静力作用的一般受弯构件及受拉构件的补强加固，要求环境温度不宜超过60℃，相对湿度不宜大于70%，并要求无化学腐蚀。当工作条件不满足上述要求时，应当采取相应的处理措施。粘贴钢板对施工工艺要求较高，一般需要专业施工队伍才能保证施工质量。
2.2.4注浆加固法。该方法利用压力，把粘结性能较好的材料注入到被加固构件内部的空隙中，以提高被加固构件的完整性、密实性，增加材料的强度。
2.2.5间接加固法。①增设构件加固法。该方法是在原有构件基础上增加新的构建，用以减少受荷面积，从而达到结构加固之目的。采用该方法一般不会损害原结构，且易于操作，但需增加新构件，有时会对原有的构件功能产生负面影响。②增设支点加固法。即在梁、板等构件上增设新的支点，在柱子、屋架之间增设支撑构件，用以减少结构构件的计算跨度、荷载效应，挖掘构件潜力，增加构件的稳定性，以达到加固的目的。③增加结构整体性加固法。即通过增加支撑等措施使结构构件形成整体，共同作用。因整体结构构件被破坏的概率远远小于单个构件，所以可以达到结构加固的目的。④改变结构刚度比加固法。即对局部结构采取措施，改变原有结构的刚度比，用以调整结构在荷载作用下的内力分布和改善结构的受力状况来达到加固的目的。
3加固技术的研究现状及发展趋势
传统的加固方法如增大截面法、外包钢加固法等的技术和研究都较为成熟，并广泛运用于工程实际，取得了较好的效果。我国在试验和工程实际的基础上编制了《混凝土结构加固技术规范》。近年来出现的一些新加固技术，如粘贴纤维复合材料加固法、钢丝网水泥砂浆加固法、纤维材料的嵌入式加固法等，这些技术从一开始引进和出现在国内，就以它们优异的性能、特点和加固效果得到了工程界的关注和青睐，广大科研技术人员在新加固技术方面开展了大量的试验研究和理论分析，国家也颁布了一些新加固技术规范，在工程实践中正逐步推广，预计不久的将来，随着新加固技术的逐步成熟，一定会在程中得到广泛应用。
4 结语
对于上述加固方法，国内外的很多科研机构都进行了大量的研究工作，且大都已经用于实际工程中加固时，应寻求一种简便易行的技术含量高的加固技术。如果能够科学地分析这种劣化、损伤的规律和程度，及时采取有效的处理措施，就可以延缓结构的损伤过程，达到延长结构使用寿命的目的。
参考文献
[1] GB 50550-2010建筑结构加固工程施工质量验收规范
[2]卜良桃，王济川.建筑结构加固改造设计与施工[M].长沙：湖南大学出版社，2002.