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我国建筑结构改造中结构加固设计分析

发表时间：2020/11/4 来源：《基层建设》2020年第21期作者：陈新星

[导读] 摘要：本文将对建筑结构改造中常用的几大结构加固设计方法加以介绍，进而通过实际项目案例，对加固改造方案的选择、思路以及施工细节要点等进行分析，以期为有关部门提供可靠参考。

        福州创居装饰设计有限公司福建省福州市 350000
        摘要：本文将对建筑结构改造中常用的几大结构加固设计方法加以介绍，进而通过实际项目案例，对加固改造方案的选择、思路以及施工细节要点等进行分析，以期为有关部门提供可靠参考。
        关键词：建筑结构改造；结构加固设计；纤维粘贴；截面
        引言
        相比于新建工程，加固与改造项目的主要优势在于能够确保土地资源得到有效节约，同时不会过多影响建筑的四周空间、环境，也不会出现过多建筑垃圾，还能够有效节约造价，并且使项目周期得到有效缩减。在社会实际发展进程中，越来越多的建筑需要展开结构加固改造工作。
        1建筑结构改造中常用的结构加固设计方法
        1.1纤维粘贴加固
        此技术主要是经由有效连接新材料以及旧材料，从而使之具备整体共同的受力能力，以便使结构总体性能得以提高。落实加固改造工作的时候，优选纤维材料的主要原因，在于其拥有较低的养护费用，较强的耐潮湿与耐腐蚀能力，以及较轻的自重，然而却需要提前做好防火工作。纤维材料多被应用到构建不能较多提高受力性能的位置[1]。
        1.2外包型钢粘贴加固
        此项技术属于截面加大加固技术中的一种具有较强代表性的技术，实际施工阶段和钢板粘贴加固技术较为相似。应用此项技术的时候，重点在于将型钢构件重新增设到钢混结构的外部，主要可以应用角钢或者钢板，在此过程中，增加的外层型钢能够明显提升建筑原本结构当中钢混结构的相应受力水平。具体施工阶段，借助灌注结构的粘接材料以及锚栓等有效连接建筑内部的钢混结构以及外层的型钢，以便让二者具备整体一同受力的能力。此项技术除了可以使钢混结构的受力截面得以提高，还可以有效改良钢混结构的重要性能。该技术在实践应用过程中表现出了诸多优势，包括了：不会占用过大建筑空间，有较高的可靠性以及成熟的施工工艺。然而，此项技术会消耗较多用钢，还需要对型钢进行额外的防火、防腐以及防锈等工作。
        1.3混凝土置换加固
        此项技术主要在于将混凝土建筑结构内部一部分有较差承载能力、较低强度和硬度的混凝土，有效置换成有较强性能以及较高强度的混凝土。在实际应用中可知，此项技术重点会经由提高受压区混凝土性能来加固改造钢混建筑结构。除此之外，混凝土置换加固技术还具备诸多优势，包括便于施工操作，重新进行浇筑作业的时候并不会影响建筑结构的自身净空，如今此项技术多被运用到自身拥有缺陷的混凝土板、梁和柱位置。经由对比各种实际案例可知，此项技术还具备较长的施工周期，较低的投入成本程度以及较高结构支撑与卸载要求等。
        1.4截面加大加固
        此项技术主要在于将一层型钢或者钢混结构重新构建到初始混凝土建筑构件的外侧。展开加固设计的时候，经由不断加大结构构件的截面，逐步落实必要保障来合理连接建筑原本的结构材料以及截面结构材料，同时确保二者可以具备整体一同受力的能力，进而使建筑结构的抗震性能得以提高，相应材料的性能被有效补强。此方法不仅能够使受损混凝土建筑结构被修复，此外也可以使原构件自身耐久性得到提升。此项技术经由使单构件截面自身抗剪、抗弯以及抗压等能力得以被有效提升，来使建筑总体承载水平提高。应用此项技术的时候，施工方可以将其应用于混凝土板、柱、梁以及墙上。此项技术如今已经较为完善，在施工阶段便于操作，且有较高可靠性以及较广的适用范围。然而因为应用此项技术的时候，往往会展开湿作业，因此，有会花费较长的施工工期，同时，加大截面的部分所占据的建筑空间也较大，导致结构的自重会有所加大。除此之外，在加固局部结构的时候，原建筑自身结构的平衡性也会被破坏，因此，设计人员必须结合实际项目需求展开合理设计[2]。
        2结构加固改造应用
        2.1项目概况
        某建筑因为曾受到地震影响，其结构受到一定程度的损伤，然而因为此结构有较重要的存在意义，因此，有关部门对此结构展开加固改造设计工作。项目为三层建筑，各层拥有3.5m高度。项目要求改造第三层楼，同时，要求拆除一部分三层的墙体。此建筑为钢混建筑，因此，结合初期图纸来分析项目后，设计人员明确了需要将混凝土总体强度提升至C15-20范围内。此项目加固改造作业并不会破坏建筑原本结构，仅仅为加固施工。

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        2.2优选改造方案
        加固建筑结构的过程中，通常都会拥有丰富多样的施工技术、方法。
        在众多方法当中，纤维粘贴加固技术难以使项目建筑梁改造挠度需求被满足，而应用外包型钢粘贴加固技术的时候，外包钢板时通常会导致项目抗弯刚度下降，另外，截面加大加固技术具有较高的作业难度，其无法为项目安全、质量提供保障。设计人员经由反复对比和分析，最终决定此项目的加固改造技术选用混凝土-型钢组合加固技术。此项技术除了便于作业，有较短施工作业周期，同时其还具备较大强度与刚度，可以使项目实际加固改造需要得以被满足。
        2.3具体加固思路
        本项目圈梁有较低混凝土强度，因此应当优先改造加固圈梁。应用外包钢的时候，技术人员必须结合标准运算方式展开计算，需要注意的是，此过程可以忽视两边钢板相应受力。随后焊接需改造构件与型钢，而焊接构造基本应为“⊥”型的样式，如此便可确保构件总体截面为“工”的样式。
        2.4项目细节要点
        （1）进行改造时，施工人员应当将楼面荷载优先卸除，随后拆除墙体。需要注意的是，在对于墙体进行拆除的时候，应该优先将楼板底部支撑做好，以便防止在实际施工阶段产生更多风险。
        （2）施工人员应当及时处理表面，即及时处理钢板与混凝土表面，以便保证混凝土具有平整、光洁的表面。
        （3）在总体施工阶段，钢材的下料占据重要地位，因此，在进行加固改造的时候，施工人员需要有效打磨钢板的表面，打磨至和钢板原色拥有相同的颜色。所用打磨技术重点为打磨钢板垂直受力方向纹路。
        （4）对胶体进行配置时，应该优先于改造位置固定钢板。同时，还要展开清孔以及钻孔等工作，以便使钢板、混凝土间间隙被顺利缩小。
        （5）需要将钢板最终焊接为“⊥”型。
        （6）对结构胶进行灌注的时候，施工人员在选用注浆技术时应当将重点放在确保钢板和混凝土二者密实度提升的层面上。
        （7）在通常情况下，当建筑受损、老化时，有关部门就应结合建筑受力对其展开相应加固工作。加固建筑物的时候，设计人员应对各种力加以有效运用，例如借助拉力加固改造建筑结构，还可防止建筑结构受拉力在此伤害，继而确保建筑整体安全性以及完整性。加固改造项目的时候，设计人员还应严格遵循公式0.56ρ+f≥t。公式当中的f为横切面间设计摩擦值，ρ为橫切面间实际摩擦力，而t为设计阶段抗剪强度[3]。
        （8）施工人员必须全面掌握初期建筑材料，并且在进行加固改造时选用与其相似的建筑材料。
        （9）倘若建筑物长期被酸雨影响，则设计人员在对材料进行选择的时候，必须确保优选的材料有较高抗腐蚀性。此外，建筑自身材料和所选加固材料间应当具备良好粘合性以保证新材料与旧材料实现有效结合。
        （10）完成加固改造建筑工作后，施工人员还应对养护工作予以高度重视。
        结论
        总体而言，建筑结构在一段时间后往往会出现一定程度的受损以及老化问题，所以社会越来越关注建筑结构加固改造工程。如今，建筑结构加固改造已经属于建筑项目维护阶段最关键的工作之一，因此在正式开工前，有关人员需要结合项目实际状况，优选施工方法，确保所设计施工计划与现实相符，如此方能确保建筑结构的加固、改造工程得以顺利进行。
        参考文献：
        [1]王宇.浅析房屋建筑结构加固设计及施工技术应用[J].居业，2019，000(005):37-37.
        [2]傅奇锋.建筑结构加固设计现状及思考[J].建筑工程技术与设计，2018，000(017):1317.
        [3]臧传君.对建筑改造工程结构加固技术研究分析[J].工程技术研究，2018，000(015):233-234.