摘 要：當(dāng)建筑物因為某種原因?qū)M足某項功能的要求產(chǎn)生懷疑或不能滿足某項功能的要求時，就應(yīng)對建筑物的整體結(jié)構(gòu)和其中的某些構(gòu)件、某一部分進(jìn)行檢測。當(dāng)建筑的被檢結(jié)構(gòu)被判定存在安全隱患時，就需要對其進(jìn)行拆除或加固處理。
關(guān)鍵詞：建筑；結(jié)構(gòu)；加固；原因；技術(shù)
中圖分類號：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)加固是建筑工程質(zhì)量安全保障體系中的一個重要組成部分。嚴(yán)格遵循規(guī)范要求是建筑工程加固工作的前提。建筑結(jié)構(gòu)加固的設(shè)備在日益發(fā)展，同時，結(jié)構(gòu)的問題也經(jīng)常表現(xiàn)出個性特征，因而加固方法也必須不斷發(fā)展和創(chuàng)新。靈活的運用加固方法，可以取得事半功倍的效果。加固施工重視施工監(jiān)測，可以保證施工質(zhì)量和施工安全。
一、建筑結(jié)構(gòu)加固的原因
1、按照極限狀態(tài)設(shè)計法設(shè)計的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或砌體結(jié)構(gòu)，必須滿足結(jié)構(gòu)強度、剛度、耐久性的要求，但由于種種原因造成結(jié)構(gòu)不能滿足上述要求，如：設(shè)計不當(dāng)、設(shè)計規(guī)范要求提高或施工缺陷而造成的結(jié)構(gòu)物承載力和剛度不足，甚至留有嚴(yán)重的安全隱患；因建筑物改變用途導(dǎo)致其使用功能發(fā)生變化，從而出現(xiàn)了與設(shè)計初衷不一致的荷載分布和荷載大小，造成了原結(jié)構(gòu)的強度和剛度不能滿足要求。由于各種自然災(zāi)害，如地震、火災(zāi)、臺風(fēng)、水災(zāi)、冰雪和戰(zhàn)爭造成了結(jié)構(gòu)物不同程度的損壞。
2、對現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施大量的進(jìn)行鑒定。對目前我國已有工業(yè)和民用建筑及其它基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行技術(shù)改造和維修，使之現(xiàn)代化日趨迫切，符合我國國情，這對于節(jié)約投資、節(jié)約征用土地、緩解日趨緊張的城市用地矛盾、減少某些不可回收利用的建筑垃圾均有著重要的現(xiàn)實意義。建筑物鑒定、加固與改造將面臨更多的挑戰(zhàn)，其新技術(shù)、新方法的研究與開發(fā)有著十分廣闊的發(fā)展空間與運用前景。
二、建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)
1、增大截面加固法
增大截面加固法即將混凝土包裹在構(gòu)件外部，以增大構(gòu)件配筋量和截面面積，從而使構(gòu)件承載能力得到提高的一種加固方法。在我國，它是傳統(tǒng)的加固方法之一，在磚混、混凝土結(jié)構(gòu)的柱、墻、梁、板等構(gòu)件上得到廣泛應(yīng)用。
增大截面加固法的主要特點是施工工藝簡單適用面廣，能增大構(gòu)件的剛度承載力和變形能力，可廣泛應(yīng)用于混凝土梁板柱的加固，也可用來修補開裂截面；其缺點是現(xiàn)場濕作業(yè)工作量大養(yǎng)護(hù)期長，結(jié)合面如果處理不當(dāng)就會大大降低其承載力，另外對結(jié)構(gòu)外觀及房屋凈空也有不同程度的影響該方法的技術(shù)特點是，在設(shè)計構(gòu)造方面必須注意解決好新舊截面的整體工作共同受力問題加固結(jié)構(gòu)在受力過程中，結(jié)合面會出現(xiàn)拉壓彎剪等各種復(fù)雜應(yīng)力，其中主要是拉力和剪力。 在彈性階段，結(jié)合面的剪切應(yīng)力和法向拉應(yīng)力主要是靠新舊混凝土的黏結(jié)承擔(dān)；出現(xiàn)裂縫之后直至承載力極限狀態(tài)時，主要通過貫穿結(jié)合面的新增錨固鋼筋或者螺栓來傳遞。
2、外加預(yù)應(yīng)力加固法
采用外設(shè)預(yù)應(yīng)力撐桿或拉桿對結(jié)構(gòu)整體或構(gòu)件進(jìn)行加固的方法稱之為外加預(yù)應(yīng)力加固法。結(jié)構(gòu)的承載能力因其降低結(jié)構(gòu)原有應(yīng)力水平、改變原結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布而得到間接提高。它的優(yōu)點是：使用空間幾乎不需要改變，應(yīng)力滯后現(xiàn)象只要通過卸載、加固功能就能消除，從而使加固效果比較理想。其缺點在于錨固和預(yù)加力設(shè)備還有待完善，并有一定的風(fēng)險存在。此法適用于采用一般方法加固效果不理想或無法加固的大型結(jié)構(gòu)加固，及大跨度結(jié)構(gòu)的加固。
3、改變傳力路徑法
改變傳力路徑法，是將結(jié)構(gòu)的內(nèi)力通過加設(shè)柱 、梁墻支撐等構(gòu)件的方法，將作用在原構(gòu)件上的力分擔(dān)給新增構(gòu)件以達(dá)到增加承載力的要求 。改變傳力路徑法的優(yōu)點是在原構(gòu)件損壞程度較大的情況下能對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，安全性較高，缺點是對建筑功能影響較大，適用面較窄。
在汶川地震之后，震后災(zāi)區(qū)的許多框架結(jié)構(gòu)都有不同程度的損壞，不經(jīng)過加固是無法繼續(xù)使用的，所以許多房屋通過改變傳力路徑法進(jìn)行加固。如通過加抗震墻加固框架結(jié)構(gòu)，由抗震墻承重。
4、外包鋼加固法
外包鋼加固法是一種以角鋼外包于構(gòu)件四角,角鋼之間用綴板連接的加固方法。外包鋼加固法分干式和濕式兩種情況。
�。�1）濕式外包鋼法是在型鋼與原構(gòu)件之間用乳膠水泥或環(huán)氧樹脂等粘結(jié),使新舊材料之間有較好的協(xié)同工作能力, 其整體性好,但濕作業(yè)工作量大;
�。�2）干式外包鋼法是型鋼與原構(gòu)件之間無任何粘結(jié), 有時雖填以水泥砂漿,但并不能確保結(jié)合面剪力和拉力的有效傳遞, 型鋼與原構(gòu)件不能整體工作, 彼此只能單獨受力。與濕式外包鋼相比,干式外包鋼施工更為簡便, 但承載力提高不如濕式外包鋼有效。該法能在基本上不改變原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸的情況下, 大幅度提高構(gòu)件承載力, 增大延性和剛度, 適用于混凝土柱、梁、屋架和磚窗間墻以及煙囪等結(jié)構(gòu)構(gòu)件和構(gòu)筑物的加固。外包鋼加固法特別適用于使用上不允許增大截面尺寸, 而又需要大幅度地提高承載力的軸心和偏心受壓構(gòu)件的加固。該法施工速度快, 現(xiàn)場工作量較小,加固效果好, 但用鋼量大,加固費用較高。
5、外部粘鋼加固法
外部粘鋼加固法是將鋼板通過粘結(jié)劑,按加固設(shè)計要求, 粘貼于混凝土或鋼結(jié)構(gòu)表面,使之共同工作。這種加固法的優(yōu)點是取材容易,施工方便、快捷, 能在幾乎不改變構(gòu)件的外觀和使用空間的條件下,大大提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力和正常使用階段的性能。
采用外部粘鋼加固時, 通常是將鋼板粘于梁底受拉區(qū), 以提高梁的承載力,當(dāng)在梁側(cè)貼鋼板時還可以提高梁斜截面承載力。目前,外部粘鋼加固法主要用于承受靜力作用的一般受彎構(gòu)件及受拉構(gòu)件的補強加固,要求環(huán)境溫度不宜超過60e , 相對濕度不宜大于70%,并要求無化學(xué)腐蝕。當(dāng)工作條件不滿足上述要求時,應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的處理措施。粘貼鋼板對施工工藝要求較高, 一般需要專業(yè)施工隊伍才能保證施工質(zhì)量。
6、噴射混凝土技術(shù)加固法
噴射混凝土加固法是借助噴射機(jī)械，利用壓縮空氣將一定配合比的水泥石子砂及外加劑等拌和料，通過噴管噴射到被加固結(jié)構(gòu)表面，在較短的時間內(nèi)凝結(jié)硬化，達(dá)到增強的目的 噴射混凝土一般使用高強混凝土外加速凝劑，可在短時間內(nèi)達(dá)到較高的強度和良好的耐久性 噴射混凝土最早應(yīng)用在地下結(jié)構(gòu)的護(hù)壁施工，但隨著噴射混凝土技術(shù)的逐步發(fā)展，噴射混凝土與混凝土磚石鋼材都可以很好地黏結(jié)，可以在結(jié)合面?zhèn)鬟f應(yīng)力并填補裂縫
7、化學(xué)灌漿補強法
化學(xué)灌漿補強就是將一定
化學(xué)材料配制成漿液, 用壓送設(shè)備將其灌入混凝土結(jié)構(gòu)裂縫內(nèi),使其擴(kuò)散、膠凝或固化, 達(dá)到補強的目的�；瘜W(xué)灌漿材料主要有兩種:一種是以環(huán)氧樹脂為主劑配制成的環(huán)氧樹脂灌漿材料, 它具有化學(xué)穩(wěn)定性好、可以室溫固化、收縮小、強度高、粘結(jié)力強等一系列優(yōu)點, 而且因為環(huán)氧樹脂灌漿材料的粘結(jié)力和內(nèi)聚力均大于混凝土的內(nèi)聚力,能有效地修補混凝土的裂縫, 恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性, 目前是一種較好的補強固結(jié)化學(xué)灌漿材料,一般用于修補寬度為0.2mm~ 0. 5mm的裂縫; 另一種是以甲基丙烯酸甲酯為主劑配制的甲基丙烯酸酯類灌漿材料,它具有可灌性好的特點,能灌入0.05mm寬的細(xì)微裂縫中, 一般用來修補縫寬在0. 2mm以下的裂縫。
化學(xué)灌漿補強法主要用來修補因出現(xiàn)裂縫而影響使用功能的結(jié)構(gòu), 如水池、水塔、水壩等, 也可用來修補混凝土梁、板、柱等構(gòu)件及因鋼筋銹蝕而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)耐久性降低的構(gòu)件。
8、纖維復(fù)合材料加固法
纖維復(fù)合材料加固是一項比較新的應(yīng)用外黏高性能復(fù)合材料的加固方法，現(xiàn)在應(yīng)用比較多的是將碳纖維片材用專用黏結(jié)膠（環(huán)氧樹脂等）粘貼與構(gòu)件收拉區(qū)表面，使其與被加固構(gòu)件截面共同工作，以達(dá)到對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固增強的目的。該方法顯著的特點是具有耐腐蝕潮濕，幾乎不增加結(jié)構(gòu)的自重輕質(zhì)高強能適應(yīng)混凝土截面彎曲的粘貼要求，在幾乎不增加構(gòu)件剛度和截面積的情況下大幅度提高構(gòu)件的抗震性能和變形能力。 缺點是要做專門的防火處理易受人為損壞，如果黏結(jié)劑的性能不夠好或者操作不當(dāng)則會顯著降低加固效果，并且由于該方法應(yīng)用時間不長，使用經(jīng)驗比較少。 隨著生產(chǎn)碳纖維的技術(shù)水平越來越高，碳纖維的價格也在逐漸下降 ，該方法有著很廣闊的應(yīng)用前景。
總之,建筑結(jié)構(gòu)加固的技術(shù)方法較多,本文介紹了幾種常見方法。為了在實際加固工程中選擇最合理、最經(jīng)濟(jì)的方案,還應(yīng)加深學(xué)習(xí)與交流,以應(yīng)用更多先進(jìn)加固技術(shù),實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。
參考文獻(xiàn)：
[1] 童昌洪. 淺談各種建筑結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)[J]. 民營科技, 2007,(07) .
[2] 李迎利,鄭煜明,賀悅. 淺談建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 科技信息(科學(xué)教研), 2007,(30) .
[3]周希茂增大截面法加固鋼筋混凝土框支架的非線性有限元分析[D] 西安：西安科技大學(xué)，2009
[4]朱東鶴昆山長江聯(lián)合大廈續(xù)建工程的加固處理研究[D]上海：同濟(jì)大學(xué)，2008
[5] 秦曉芳,趙艷敏. 建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)及發(fā)展趨勢[J]. 山西建筑, 2007,(11) .
[6] 文明才. 建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)及發(fā)展趨勢[J]. 湖南城市學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版), 2005,(03)
