摘要: 本文圍繞建筑工程結構的加固設計，首先介紹了建筑工程加固在我國的發展情況及存在的問題，然后具體分析了幾種比較成熟和常用的結構加固方案設計，希望能夠為讀者提供一些關于建筑工程結構加固設計的有益參考。

　　關鍵詞:建筑工程 結構 加固設計

　　Abstract: this paper focus on building engineering structure reinforcement design, first introduced the construction engineering strengthening in the development of our country and existing problems, and then concrete analysis of several more mature and common structure reinforcing scheme design, hopes to provide some readers on the construction engineering structure strengthening design of beneficial reference.

　　Key words: architectural structure reinforcement design

　　中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A 文章編號：

　　引言

　　目前我國建筑業經歷了蓬勃發展的數十年，隨著人們生活水平的進一步提高，人們對建筑功能的要求越來越高，越來越感到已有建筑的規模和功能不能滿足新的使用求，而且原有建筑的低標準、建筑的老齡化和長期使用后結構功能的逐漸減弱等引起的結構安全問題已開始引起人們的關注。隨著人們環保意識的加強，將走持續發展道路作為21世紀人類社會發展的主體，已在全世界范圍內形成共識。

　　從社會的角度來看，舊建筑的加固改造減少了城市建筑垃圾的排放，為保護生態、保護城市文脈和記憶起到了積極的作用。如果每天每座城市都有成百上千噸難以處理的鋼筋砼傾倒在田野中，環境將不堪重負;如果每一座建筑都因為安全可靠性、功能問題，不能滿足今天的需要而推倒重來，在日新月異中，城市將失去歷史，市民將失去記憶，新時代將失去文化積淀，流于時尚的淺薄。因此加固和改造舊的建筑，使他們煥發青春，注入活力，延年益壽，從整體生態的觀念上看，有著極好的經濟意義和文化意義。

　　一、建筑工程結構加固在我國的發展

　　對建筑工程進行改造加固的工作，在人類有建筑史以來就已出現，但在我國作為一個新興的學科領域得以迅猛發展卻是近十來年的事情。隨著該領域技術應用和研究工作的深入發展，我國己先后編制并發布了一系列相關的標準規范，如：《混凝土結構加固技術規范》(CECS25：90)，《碳纖維片材加固混凝土結構技術規程》(CECSl46：2003)，《鋼結構加固技術規范》(CECS77：96)《建筑抗震加固技術規程》(JGJl 16.98)， 《既有建筑地基基礎加固技術規范》(JGJl23.2000)等。這些專業的改造加固類標準規范與相關的設計規范一起，初步形成了我國建筑工程改造加固領域的標準規范體系，對我國該領域的發展和各種最新科研成果的推廣應用起到了積極作用。

　　二、目前我國建筑工程加固存在的問題

　　目前，我國建筑改造加固領域的發展中還存在一些問題，主要表現在以下幾個方面：

　　(1)現階段我國許多建筑工程改造加固的設計，主要還是停留在僅對結構的局部甚至是個別的構件進行分析處理的層次上，缺乏從整體上對結構改造加固的影響進行分析處理的概念。由此可能產生部分構件加強了，但由于未進行結構的整體分析，忽視了部分結構設計的基本概念(如“強柱弱梁”、“強剪弱彎"等)，造成其他構件甚至結構整體的安全性下降。

　　(2)對加固改造工程的圖紙審查，目前存在較大的盲區和漏洞。就現已了解的情況看，因加固改造工程的技術方案具有很大的靈活性和很高的技術含量，每個工程需要解決的問題又不盡相同(特別是對需要解決的問題是否把握準確存在疑問)，因此，該類圖紙的審查存在較大難度。對這一問題，一方面需要參加審查的人員應具有更豐富的該類工程實踐經驗和專業知識，另一方面也需要主管部門加大管理力度，盡快提高全員的整體素質，為工程質量負責。

　　(3)目前很多建筑工程改造加固施工質量和效果難以保證。首先，國內從事建筑工程加固改造施工的隊伍，成份復雜，大多是小公司，有的甚至沒有固定工人和專業技術人員，其管理水平和技術力量受到一定限制，有些公司還一定程度的存在減少工序、以次充好、弄虛作假等不良行為;其次，已發布實施的標準規范覆蓋的面和深度均有待提高，對有些加固材料的選擇以及對有些加固技術施工質量的檢驗等都有待進一步的完善;最后，有些與施工質量有關的方面和管理人員對所用改造加固技術的特殊性及其關鍵環節的理解掌握不夠，致使監管不力，使得施工過程的隨意性很強。這些都對建筑工程改造加固的施工質量和效果產生不同程度的影響。

　　三、結構加固的方案設計

　　3.1 加固原理

　　加固、改造前原結構已經承受荷載，若將其稱之為第一次受力，則加固、改造后屬于二次受力。加固、改造前原結構已經產生應力應變，存在一定的壓縮變形、彎曲變形等，同時原結構混凝土的收縮變形已完成，而加固一般時、是未卸除已承受的荷載，或部分卸除下進行的，加固時新增加的結構部分只是在荷載變化時，才開始受力。所以新加部分的應力、應變滯后于原結構。新、舊結構不能同時到達應力峰值，破壞時，新舊部分可能達不到自身的承載能力極限。如果原結構構件的應力和變形較大，則新加部分的應力將處于較低水平，承載潛力不能充分發揮，起不到應有的加固效果。

　　加固結構屬于新—舊組合結構，新舊部分能否成為整體，關鍵取決于結合面能否充分地傳遞剪力。實際上混凝土結合面的抗剪強度一般總是遠遠低于一次整澆混凝土的抗剪強度，所以二次組合結構結構承載力低于一次整澆結構。加固結構的這些受力特征，決定了混凝土結構加固設計計算、構造及施工，不同于新建混凝土結構。

　　3.2 比表成熟的加固方法

　　對混凝土結構構件進行加固，目前比較成熟的加固方法有粘鋼加固法、粘貼碳纖維片材加固法(以下簡稱“碳纖維片材加固法")、植筋法、外包鋼加固法和傳統的加固處理方法。本文對其中的粘鋼加固法、碳纖維片材加固法和植筋法作重點介紹。

　　1.粘鋼加固法

　　(1)加固原理及應用

　　粘鋼加固法的原理，是將鋼板用建筑結構膠粘貼于鋼筋混凝土構件的表面(一般在受拉區)，利用粘結力來傳遞剪力，使鋼板與原有鋼筋混凝土結構成為一體，形成二次組合構件，從而將鋼板作為受力鋼筋的一部分，起著受力鋼筋的作用，用以提高結構的承載力。該法的應用有以下幾種形式：

　　①粘貼鋼板于梁(或板)式構件底部，提高其跨中正截面抗彎承載能力;

　　②粘貼鋼板于梁式構件中性軸以上或梁板頂面，提高支座正截面抗彎承載能力;

　　③將“U矽形箍板粘貼于梁式構件上，可提高其斜截面抗剪承載能力(或作為縱向鋼板的錨固鋼板);

　　④以雙“U"形箍板相互搭接粘貼于框架柱箍向，并形成環向約束，用以對柱進行抗震加固或對軸壓比超限柱進行處理(改善柱的延性)。

　　(2)構造要求

　　由于粘鋼加固結合面的粘結強度主要取決于混凝土強度，因此，被加固構件的混凝土不能太低，強度等級不應低于C15。粘結鋼板厚度主要根據結合面混凝土強度、鋼板錨固長度及施工要求而定。下表3-1反映了不同混凝土強度下的鋼板最佳厚度。

　　表3-1：粘鋼加固鋼板最佳厚度

　　混凝土強度等級C25