關于加固建筑結構的技術應用
王念國      

摘要：建筑結構的加固技術是為了確保城市建設的有序發展和人民生命財產安全。本文分析了混凝土結構、砌體結構、鋼結構加固技術的特點及應用方法，并對建筑結構加固技術的發展趨勢進行展望。
關鍵字：建筑 加固技術 纖維復合材料 鋼 混凝土

一、建筑結構加固的常用技術
1、混凝土結構加固
（1）直接加固的一般方法
置換混凝土加固法：適用于梁、板、柱、墻和一般構造物的混凝土加固，且加固后不影響建筑物的凈空，但存在施工時濕作業時間長的缺點；適用于受壓區混凝土強度偏低或有嚴重缺陷的梁、柱等混凝土承重構件的加固。
粘貼鋼板加固法：特點是施工快速、現場無濕作業或僅有抹灰等少量濕作業，對生產和生活影響小，且加固后對原結構外觀和原有凈空無顯著影響，但加固效果在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平；適用于承受靜力作用且處于正常濕度環境中的受彎或受拉構件的加固。
繞絲法：適用于混凝土結構構件斜截面承載力不足的加固，或需對受壓構件施加橫向約束力的場合。
加大截面加固法：施工工藝簡單、適應性強，并具有成熟的設計和施工經驗；適用于梁、板、柱、墻和一般構造物的混凝土的加固；但現場施工的濕作業時間長，對生產和生活有一定的影響，且加固后的建筑物凈空有一定的減小。
粘貼纖維增強塑料加固法：具有耐腐濁、耐潮濕、幾乎不增加結構自重、耐用、維護費用較低等優點，但需要專門的防火處理，適用于各種受力性質的混凝土結構構件和一般構筑物。
有粘結外包型鋼加固法：也稱濕式外包鋼加固法，受力可靠、施工簡便、現場工作量較小，但用鋼量較大，且不宜在無防護的情況下用于600℃以上高溫場所；適用于使用上不允許顯著增大原構件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承載能力的混凝土結構加固。
錨栓錨固法，適用于混凝土強度等級為C20～C60的混凝土承重結構的改造、加固；不適用于已嚴重風化的上述結構及輕質結構。
（2）間接加固的一般方法
預應力加固法。該法能降低被加固構件的應力水平，不僅使加固效果好，而且還能較大幅度地提高結構整體承載力，但加固后對原結構外觀有一定影響；適用于大跨度或重型結構的加固以及處于高應力、高應變狀態下的混凝土構件的加固，但在無防護的情況下，不能用于溫度在600℃以上環境中，也不宜用于混凝土收縮徐變大的結構。
增加支承加固法。該法簡單可靠，但易損害建筑物的原貌和使用功能，并可能減小使用空間；適用于具體條件許可的混凝土結構加固。
2、砌體結構加固
（1）砌體結構的直接加固方法
鋼筋混凝土外加層加固法：屬于復合截面加固法的一種。其優點是施工工藝簡單、適應性強，砌體加固后承載力有較大提高，并具有成熟的設計和施工經驗；適用于柱、帶壁墻的加固；其缺點是現場施工的濕作業時間長，對生產和生活有一定的影響，且加固后的建筑物凈空有一定的減小。
鋼筋水泥砂漿外加層加固法：屬于復合截面加固法的一種。其優點與鋼筋混凝土外加層加固法相近，但提高承載力不如前者；適用于砌體墻的加固，有時也用于鋼筋混凝土外加層加固帶壁柱墻時兩側穿墻箍筋的封閉。
增設扶壁柱加固法：屬于加大截面加固法的一種。其優點亦與鋼筋混凝土外加層加固法相近，但承載力提高有限，且較難滿足抗震要求，一般僅在非地震區應用。
（2）砌體結構的間接加固方法
無粘結外包型鋼加固法，屬于傳統加固方法，其優點是施工簡便、現場工作量和濕作業少，受力較為可靠；適用于不允許增大原構件截面尺寸，卻又要求大幅度提高截面承載力的砌體柱的加固；其缺點為加固費用較高，并需采用類似鋼結構的防護措施。
預應力撐桿加固法，能較大幅度地提高砌體柱的承載能力，且加固效果可靠；適用于加固處理高應力、高應變狀態的砌體結構；其缺點是不能用于溫度在600℃以上的環境中。
3、鋼結構加固
（1）改變結構計算圖形
對結構可采用下列增加結構或構件的剛度的方法進行加固：a．增加支撐形成空間結構并按空間結構驗算；b．加設支撐增加結構剛度，或者調整結構的自振頻率等以提高結構承載力和改善結構動力特性；C．增設支撐或輔助桿件使結構的長細比減少以提高其穩定性；d．在排架結構中重點加強某一列柱的剛度，使之承受大部分水平力，以減輕其他柱列負荷；e．在塔架等結構中設置拉桿或適度張緊的拉索以加強結構的剛度。
對受彎桿件可采用下列改變其截面內力的方法進行加固：a．改變荷載的分布，例如將一個集中荷載轉化為多個集中荷載；b．改變端部支承情況，例如變鉸接為剛結；C．增加中間支座或將簡支結構端部連接成為連續結構；d．調整連續結構的支座位置；e、將結構變為撐桿式結構；f、施加預應力。
對桁架可采取下列改變其桿件內力的方法進行加固：a．增設撐桿變桁架為撐桿式結構；b．加設預應力拉桿。
（2）加大構件截面的加固
采用加大截面加固鋼構件時，所選截面形式應有利于加固技術要求并考慮已有缺陷和損傷的狀況。
2 建筑結構加固技術的發展趨勢
1、鋼絲網復合砂漿(或水泥砂漿)加固法
用鋼絲網復合砂漿(或水泥砂漿)加固鋼筋混凝土結構，雖然已有20多年的研究歷史，但在土木工程中的應用仍處于開創性研究階段，國內在這方面的研究更屬剛起步。但用無機復合砂漿(或水泥砂漿)粘貼鋼絲網加固鋼筋混凝土構件的方法，比起用有機膠做粘結劑的方法有其獨有的優勢(砂漿與基材間有更好的相容性、協調性、相互滲透性，而且比有機加固片材抗老化、耐火、耐久性更好)，其應用前景較好。
2、纖維復合材料加固法的發展趨勢
纖維復合材料加固法引入我國時間還很短，但已顯著地顯現出其優勢，成為科研院所、大專院校研究的熱點，并得到了廣泛的實際應用。尤其是粘貼纖維加固法較成熟，應用也比預應力纖維加固法及嵌入式纖維加固法廣泛。
根據研究現狀，這三種纖維加固方法有待解決的共同問題主要有以下幾方面：1)纖維材料加固構件的長期受力性能的深入研究；2)纖維材料對節點加固性能的研究；3)用纖維加固的結構在較高溫度下強度嚴重退化，如何改進加固材料性能和加固構件的防火耐溫措施是有待研究的課題；4)加強非碳纖維(玻璃纖維、芳綸纖維)材料加固構件的試驗及理論研究；5)抗疲勞加固問題的理論研究；6)如何簡化施工工藝，加強質量保證，降低工程造價是一件十分緊迫的事情。纖維嵌入式加固法在國外研究較多，在國內則剛剛起步，其有待研究的問題較多，主要有加大纖維嵌入式加固法的試驗及理論研究、新型粘結材料的研究、粘結材料對界面粘結能力的研究、界面粘結破壞及劈裂破壞時截面受彎承載力的研究等。
結論：近幾年來隨著科技發展，出現了新的加固材料和加固方法，并且這些技術具有明顯的優勢，得到了廣泛的應用，但并不能說明，新方法新技術就可以取代傳統的方法。在發展新技術的同時，應做好各種加固方法的優勢互補，各種加固材料的取長補短，做好加固技術的開發，為建筑物加固提供切實可靠的技術支持。
參考文獻
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