建筑结构改造设计与加固技术

步衍武

关键词：建筑工程；加固改造；碳纤维加固

引言

在未来建设时期，我国建筑规模仍将处于高水平、高速度提升。市场快速稳定发展，人们对建筑领域生产建造方式、设计等核心技术的需求也会越来越大。装配式建筑作为一种对传统建造方式的革新，且在发达国家已经逐渐完善，对我国未来的建设和发展也将会占据越来越重要的地位。结构系统的主要技术分布在钢筋混凝土和钢结构领域，木结构则略显不足；其技术主要分布在钢筋混凝土楼板、钢筋混凝土剪力墙、钢板、轻质楼板、钢筋混凝土柱以及钢结构组合梁等。作为对绿色建筑，节能环保建筑的发展具有重大意义以及具有历史文化传承的木结构来说，技术亟需提升和创新。

1建筑结构加固改造的意义

在建造建筑物的过程中，很容易因为设计或施工不当而对建筑物的质量产生一定的影响，所以必须对建筑物的结构进行一定的加固改造。部分建筑物的后期护养不当，材料老化以及年久失修都有可能导致构造的可靠性降低。另外，一些有意义的建筑物因为经历时间较长，年久失修，为了延长建筑物的寿命，必须对其进行结构加固改造。同时，建筑物可能也会因为其应用的不同，而导致要对其进行一定程度的扩建，或者改变其荷载情况。在社会经济不断发展的影响下，人们对于建筑物的质量与功能要求越来越高，对建筑物标准要求的规范不断提高，如果建筑物无法满足新规范，同时又要求对其进行加固，那么要先弄明白建筑物加固的原因，再根据这些原因来设计加固改造方法。

2房屋建筑工程中混凝土结构加固的方法

2.1粘钢加固法

粘钢加固法指采用结构胶粘剂将薄钢材与原混凝土结构粘连成一个整体，通过结构胶的粘接，使二者成为一个共同受力的复合截面，从而达到结构的承载力提升的目的。主要适用于承受静力作用的一般受弯及受拉构件，它在施工上简便又快捷。

2.2碳纤维材料加固法

碳纤维是一种含碳量在90%以上的高强度的新型纤维材料，它在建筑施工中比较常见，因其具有耐腐性、高模量和重量轻的特性，是建筑中比较重要的材料。根据碳含量的不同又分为不同类型的碳纤维，碳纤维的比重仅为铁的1/4～1/5，但它的强度确是相同质量钢的三到五倍。碳纤维与钢材相比，具有更好的刚度与强度，还带有钢材无法比拟的优点，如耐高温性、耐螺动性、耐腐蚀性、抗疲劳能力强与各向异性等均优于传统钢材。当前，碳纤维增强材料可在带有高腐蚀危害的环境内应用，在碳纤维中添加陶瓷、树脂、特殊金属等新材料，形成碳纤维复合材料，可进一步提升材料的自身性能。

2.3外粘型钢加固法

外贴型钢法是指使用钢材将要加固的结构四周包裹起来，在房屋建筑中，通常对钢筋混凝土柱或梁外包扁钢、型钢焊成的钢构架，还要灌注结构胶粘剂，这样被加固的结构和钢材便形成一个整体的受力结构，建筑物因被加固构件的抵抗弯曲力和抗剪能力大大提升，从而使建筑结构的整体受力稳定，能显著改善结构稳定性能，对使用空间影响也较小。

3结构加固改造的设计技术

3.1碳纤维加固设计技术

碳纤维是一种新兴的非金属材料，碳纤维主要是由有机母体纤维经过1000℃～3000℃的高温后发生分解，这个过程可以有效降低除碳以外其他部分的含量。碳纤维的性能十分优秀，因为其具有导电、导热等优良特性。另外，碳纤维还有一个更重要的特点就是比重小，其比重仅仅在钢材中占据一小部分。碳纤维的质量较轻，但是其具有很高的强度，同时碳纤维的纤度也非常好，碳纤维的拉力也较高。目前还没有发现另外一种物质能像碳纤维一样可以同时具有热学、电学和动力学的优良性能。一般采用碳纤维来进行建筑工程的结构加固改造工作。碳纤维一般都用于因经历时间较长而产生结构损坏的建筑物。最近几年来，我国的结构加固改造技术已经非常成熟，在加固工程中已经取得了非常良好的效果。碳纤维的加固技术具有质量轻但强度高和作用效果好的优势，碳纤维不易与其他物质发生化学反应，同时碳纤维的抗腐蚀性较高，相对于其他物质来说更加持久，这些性能对于建筑物的加固改造而言非常重要，很好地解决了加固过程中产生的化学腐蚀问题。在利用碳纤维技术进行施工时其操作方法是非常简便的，同时也适应很多的加固项目。

3.2增大截面设计技术

该技术经常被使用在建筑工程结构加固改造的过程中，主要在原有的建筑物基础上再添加一层钢筋混凝土材料，然后再通过其共同的受力实现建筑结构的加固，这种方法在提高建筑物承受能力方面具有重要的作用。该方法也比较简单，同时也适用于很多的加固工程，这种方法使用的时间比较长，其作用效果也十分显著。但为了达到更好的作用效果，必须要让原有的结构层和后来增加的结构层实现紧密的结合，从而保证新旧混凝土在荷载的情况下仍然具有较高的结合能力。但是该方法具有一定的缺点，比如该法所需要的时间比较长，同时混凝土养护过程中的难度也比较大，因其施工特性，导致建筑使用空间有一定的减少，这会给人们的生活带来一定的不便。

3.3粘贴钢掘加固设计技术

粘贴钢掘加固技术主要利用一种特制的胶来实现钢板与建筑物结构间的粘贴，该方法同样也需要两者的共同受力来实现加固。通过该方法，建筑物结构的承受重压的能力可以大大提高。这种方式主要是通过增加钢筋的配备数量，使结构的刚度得到明显的提升，使建筑结构能够更好地抵抗弯矩与剪力。粘贴钢板加固法需要一种特殊的建筑胶来粘贴钢板，这种胶必须具备很高的强度，同时具有较强的粘结能力，而且这种建筑胶必须要抗老化，以便有效提高建筑物的生命力。该方法的操作过程相对简便，而且不会过多改变建筑物的空间，对人们的正常生活没有太大的影响。但该技术需要控制现场的施工温度，需要较高的加固费用。

结束语

目前我国经济社会的不断进步，更高、更大、更新的建筑层出不穷，这对部分中心城区或建筑密集地区的既有建筑在建筑使用功能、外立面更新、建筑空间利用等方面提出了更高的要求。基于此为了确保既有建筑建依然能够跟上城市建设提升的步伐，较好地继续为民众服务，既有建筑的结构加固改造得到了充分的重视。既有建筑的加固改造从建筑结构材料性能检测鉴定、抗震性能检测鉴定开始，以检测鉴定结果为依据进行合理的结构加固改造设计，之后由专业单位施工落实及检查验收，经过一整套系统工程后使其尽可能满足新的建筑使用功能、新的外立面效果、新的建筑空间要求。

参考文献：

[1]郑福根.建筑结构鉴定与加固改造技术的应用现状及应对措施[J].江西建材，2018（14）：5-6.

[2]王静.加固改造处理技术在建筑结构工程中的应用[J].建材与装饰，2018（51）：14-15.

[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（15）：233-234.

[4]丁泽伟.耐候钢材质在荆楚民居建筑结构改造中运用的策略探讨[A].中国建筑文化研究会.2018第八届艾景国际园林景观规划设计大会优秀论文集[C].中国建筑文化研究会：国景苑（北京）建筑景观设计研究院，2018：6.

[5]林再添.某高层商业建筑改造结构设计[J].福建建材，2018（11）：50-51+64.