王通1，胡爽2，张斌1
（1浙江省建科建筑设计院有限公司，浙江 杭州 310000；2杭州水务设计院有限公司，浙江 杭州 310000）
摘 要：在我国的城市建设进程中，由于现代城市对于使用功能、建筑空间结构安全以及对对城市环境协调美观的要求，一些建造时间长的城区老旧建筑已经远远不能满足要求，同时由于建筑年代的局限性，使得以往的建筑抗震设防标准过低，需要对建筑进行加固。本文在分析目前常用建筑结构的加固方法及选择的基础上，研究了城区既有建筑改造设计与加固的准则，并对加固改造中的施工技术要求进行分析。
关键词：城区既有建筑；建筑改造；加固；结构安全
0 引言
随着社会经济的发展和人民生活品质的提升，对建筑物的使用功能和外观美感既有不同的要求。而我国在城市的建设进程中，建设了大量的钢筋混凝土结构，这些建筑结构在使用的过程中不断地老化和陈旧，使得我国的建筑工程行业向旧城改造方向发展，不仅降低了大规模城市建设的工程成本，而且对城市环境友好绿色，因此，许多城市也开展了旧城改造的热潮，使其在建筑工程领域的比重也越来越大，但是，由于建筑物在使用一定年限后，其自身的结构具有不同程度老化，因此，对其加固改造也面临着诸多挑战[1]。
一般来讲，对于重要的建筑物，在保留城市风貌和建筑的居住功能的同事，应强调对其的保护，但一味地和毫无原则地对其保护，片面地强调其历史价值，使其减低了建筑应有的使用品质，甚至影响到建筑的安全性，都是不符合现代城市的要求的。与其他结构相比，建筑属于一个工人使用的空间，也是不断发展的艺术，因为我们在保留原有的建筑形态和建筑风貌的同时，需要对影响结构安全和不适合社会需要的部分进行改造加固，以适应时代的发展，还能使传统得到延续和创新[2]。另外，最为重要的一点是，城区既有建筑在使用多年后，有年代较长，在建筑的使用空间、功能和美观等均已不能满足现代城市发展的需要，同时限于当时技术水平和经济条件，建筑的抗震设防标准较低，因此又需要对其展开改造设计和加固。
1 建筑结构的加固方法及其选择
通常来讲，可以将建筑结构的加固方法简单分为直接加固和间接加固。
直接加固往往是对建（构）筑物本身的结构构件进行强度和刚度的强，通过各种手段曾加材料的截面、提高材料的承载能力和抗变形能力等[3]；间接加固是指充分利用原有结构的力学特性，依靠外部的一些技术措施，间接地使原有结构在承载方式和变形特上发生改变，从而提高原有结构的承载能力和降低其破坏的概率，间接方法主要是提高构件的延性和整地性达到结构加固和改造的目的。目前主要的直接加固方法和间接加固方法主要有以下几种：
（1）直接加固方法：①外包型钢、②增大截面加固、③绕丝加固法、④辅助结构加固、⑤粘贴钢板、⑥置换混凝土、⑦粘贴纤维复合材加固等。
（2）间接加固方法：①增设支点加固法、②改变刚度比值加固法、③增加结构整体性加固法、④外加预应力加固法、⑤增设构件加固法等。
2 城区既有建筑改造设计与加固的准则
在现有的结构设计体系中，往往是首先对结构体系和结构尺寸进行制定，然后结构进行计算和分析，为避免设计依赖于计算，在国家规范和规程上，对相应的各种结构设计概念、要求进行了规范、标准和限定。但是在以往的老旧建筑中，限于过去的技术水平和建造能力的限制，设计的结构体系往往有诸多问题，比如抗震标准过低，导致按目前国家标准进行计算，建筑结构在安全性上大大折扣，因此需要对其进行加固。
建筑改造设计与加固的基本准则有：
（1）保持建筑物的整体性：对城区既有建筑物的改造是是要在保持原有的建筑风貌的基础长，保证建筑结构的整体稳定性，结构体系间能够整体协作共同受力，梁、板，柱，墙等构件的受力路径明确。
（2）保证建筑布置均匀合理：改造的过程中，除了要保证建筑物的整体性，也要保持其均匀性，建筑的垂直布置和平面布置，应受力合理、几何结构均匀规则，避免由于结构刚度和质量分布不均匀导致的结构偏心以及在地震作用下的承载力失效。
（3）设计结构通俗、易懂：设计结构的简洁和通俗是指力学意义上的简洁，避免对设计复杂使得建筑的受力路径不明确，结构承载方式不统一，后续图纸使用人员产生困惑和误解等。设计结构的简洁通俗也有利于加快设计计算的准确性、易理解性以及工作效率。
（4）足够的刚度和耐冲击性：对结构改造后的建筑物，在静力条件下就有足够的刚度和延性，在动力荷载作用下具有一定的耐冲击性，在抗扭和抗震方面都要要有一定的安全系数储备。
（5）更要采取易施工、干扰小的改造加固方案，在不影响正常生活的情况下进行。
（6）考虑抗震设防的住房设计时应设置多道抗震防线，以免在第一道防线被打破后，导致内力紊乱重新分布，这样可以有效避免结构出现坍塌等危险事故。
3 加固改造中的施工技术要求
在加固工程之前，应经过符合国家规定的招投标程序，选择具有符合施工要求和相应施工资质的单位进行施工，此外也要严格挑选施工单位，避免存在业务污点的单位进行施工，同时施工单位应排除具有专业经验丰富的技术人员承担工程的施工，在施工前明确和制定详细的拆除加固方案，方案经过业主、设计单位和建立单位讨论通过后实施。施工单位应结合施工现场的周边环境，结合既有建筑物的使用现状，依据相应的加固原则，核对施工设计，选取相应的加固方法精细改造和加固施工。
为了保证既有建筑物的整体稳定性，在改造和加固的过程中，应该采用有效的措施对建筑物的结构进行支撑和支顶，假如被加固构架需要采用拆除替换的方式进行时，需要复核支顶措施的强度，采用钢混支顶的，需要满足钢筋混凝土的强度达到设计强度后方可执行。
在加固结构的前，对结构的卸载能够方便施工作业的同时，也使得承载构件在无受力条件下接受改造和加固，提高作业的安全。
为了保证新浇筑混凝土与既有建筑混凝土的有效连接，在新旧交接界面上需要采取凿毛拉条处理，在凿毛后的旧混凝土的钢筋进行处理，在旧混凝土的基面上洒水使其充分湿润，并涂刷水泥浆液以保证新旧界面的过渡平顺。
在对建筑物的部分构件拆除过程中，宜采用人工拆除和静力拆除的方式进行，避免采用重力夯锤等动力方式，对小构件，比如结构的纵横连系梁，小范围楼板等，必须采用人工切割或者其他静态破碎的方式进行施工，避免对结构钢筋的损伤。
4 结论与建议
城市的不断发展使得城市修建了大量的钢筋混凝土结构，随着时间的推移，建筑物的性能开始老化，同时部分建筑的结构性能也开始下降，对其改造是目前城中村既有建筑改造的重要工作内容。本文根据既有建筑的改造加固技术原则和工程的实际特点及改造要求，确定加固方案，在此基础上进行加固设计，可以很好地解决建筑物面临拆除的问题，达到经济指标。
参考文献:
[1] 建筑物加固改造技术的发展与应用[J].北京：煤炭科学技术，2007，10.
[2] 张有才，段敬民.建筑物的检测、鉴定加固与改造[M].冶金工业出版社，2001，5.
[3] 毋剑平.考虑结构设计使用年限的抗震功能设计(博士学位论文).北京：中国建筑科学研究院，2003.