论文部分内容阅读
【摘要】对已修建好的各类房屋建筑、桥梁进行维修、保护和加固， 保持其正常使用功能， 延长其使用寿命，不但可以节约投资， 而且能够减少土地的征用， 对缓解日益紧张的城市用地矛盾有着重要的意义。本文探讨了建筑结构加固技术。
【关键词】建筑；结构；加固；原因；技术
中图分类号： U457+.3 文献标识码： A 文章编号：
建筑结构的科学加固是建筑工程质量安全保障体系中的一个重要組成部分。严格遵循规范要求是建筑工程加固工作的前提。建筑结构加固的设备在日益发展，同时，结构的问题也经常表现出个性特征，因而加固方法也必须不断发展和创新。灵活的运用加固方法，可以取得事半功倍的效果。加固施工重视施工监测，可以保证施工质量和施工安全。
一、建筑结构加固的原因
1、人为因素
建筑物常常因设计错误、施工低劣、使用不当等人为原因不能满足其正常的使用要求。
设计错误包括设计计算错误和设计概念错误。前者如选用错误的计算参数、计算时主要荷载被漏掉；后者如按桁架设计计算的构件，荷载作用在节间而未作用在节点。
施工低劣造成施工质量事故常见的有：使用水泥超过使用期限；使用的钢筋质量低劣；施工过程中，悬挑板的负筋被踩下。使用不当常见的有：长期未清理工业建筑的屋面积灰荷载；使用荷载因任意改变使用用途而大大超载。
上述原因造成的工程事故如尚未导致建筑的倒塌，均可通过结构加固使其能正常、安全使用。
2、自然因素
建筑结构材料因长期的使用、外部环境条件而时刻受到外部介质侵蚀， 使材料状况日益恶化。例如：结构由于高湿、高温的变化产生裂缝；酸、碱等对结构的侵蚀；木材因细菌、微生物逐渐腐朽。
建筑结构的功能在以上自然因素的长期作用下将日益下降，当达到一定程度后，就必须对其进行加固。
3、土壤性质因素的影响
在建筑工程施工建设过程中，会遇到不同类型的土壤地质，这些土壤地质类型情况各异，是造成建筑地基沉降的主要原因。例如，在黄土高原地区，因为黄土的湿润性比较好，且较为松软，所以很容易引发建筑地基的塌陷。
4、结构使用要求的变化
随着科技的不断进步，大规模的技术改造和结构调整正在我国的工业界有条不紊地进行。生产工艺发生变化，就要提高建筑结构的功能。例如，原有设备要更新，工厂厂房的局部要增层，设备的基础相应有了新的更高的要求，为了保证其安全使用，结构的检测、鉴定与加固就成了必然。
二、建筑结构进行加固的意义
1、保证建筑结构稳定性的基础措施
随着建筑工程行业的快速发展，建筑结构日渐多样化，但是，在设施工过程中，尚存在着一些不成熟的地方，建筑工程的后期护理也难以做到规范化和标准化，因此，使得建筑结构的安全性和稳定性得不到保证，必须实施加固，保证建筑安全，提高建筑质量。
2、完善现有加固理论的客观要求
建筑的加固技术具有复杂性，涉及到各种法律规范，施工标准，施工的材料设备等各个方面，虽然这种技术已经在世界范围内广泛运用，但是这种技术依然不够完善，理论不够成熟，基本上依然处在探索阶段。因此，加强加固技术的探讨研究，有助于完善加固技术理论系统，有着重要的意义。
3、保证建筑质量的重要举措
现有建筑物及构筑物常常因设计或施工的缺陷以及长期使用过程中的老化、破坏,甚至自然灾害造成混凝土结构承载力不足、开裂以及抗震性能不良等，影响建筑物及构筑物的安全和使用功能，从而不得不考虑结构的修复加固问题。另外，结构设计规范也几经变动，原有建筑物及构筑物大部分己不满足现行规范的设计要求，必然存在一定的安全隐患，
三、加固方法的选择要点
加固方法的选择， 应根据可靠性鉴定结果和结构功能降低的原因， 结合结构布置的特点、主体结构传力承力的特征、新的功能要求、周围环境等因素， 从安全、适用、经济的角度出发， 注意四点要求: 一是静力加固必须考虑二次受力要求; 二是抗震加固必须考虑结构延性和整体刚度要求; 三是必须考虑施工过程中， 施工便捷， 质量易于保证; 四是必须综合考虑加固效果和经济指标， 综合分析确定。
四、建筑结构加固技术
1、加大截面积技术方法
通过加大截面积的方式，实现建筑结构加固，在构件的外部包裹混凝土，以增加构件的配筋量与横面积，实现结构加固目标。在建筑结构施工中，加大截面积的方法较为传统、常用，因此工艺简单、适用范围广，可应用于各种墙体、梁柱等混凝土结构中。结合构件的加固要求、受力特点等区别，可选择单侧加厚、双侧加厚等方式。为了确保后期浇筑混凝土的正常运行，可适当增设构造钢筋;如果工程以加配钢筋为主，则应增加钢筋的截面积，为了确保钢筋加固后的正常工作，还应浇筑一层混凝土保护层。一般情况下，外包材料多是普通混凝土，如果外包层薄弱、钢筋密集，就可利用细石混凝土，除了利用钢筋配筋之外，还可应用钢板或型钢。
通过采取加大截面积的技术方法，在设计构造时，应充分考虑原有部分与新加部分的整体受力情况。在产生受力时，加固结构的结合面就会产生各种应力，以剪力和拉力为主。在弹性塑性阶段，结合面的反向拉力、剪应力等，主要通过新旧混凝土粘合的强度来承担。如果裂缝达到极限状态，就通过贯穿结合面的锚固螺栓或者锚固钢筋而产生被动的剪切力、摩擦力。但是这种方法对现场湿作业的工程量较大，养护时间较长，对正常生产与生活造成一定影响。同时，当构件截面增大后，将对建筑结构的外观及房屋净空产生一定影响。
2、外加预应力加固法
采用外设预应力撑杆或拉杆对结构整体或构件进行加固的方法称之为外加预应力加固法。结构的承载能力因其降低结构原有应力水平、改变原结构的内力分布而得到间接提高。它的优点是：使用空间几乎不需要改变，应力滞后现象只要通过卸载、加固功能就能消除，从而使加固效果比较理想。其缺点在于锚固和预加力设备还有待完善，并有一定的风险存在。此法适用于采用一般方法加固效果不理想或无法加固的大型结构加固，及大跨度结构的加固。
3、外部粘钢加固法
外部粘钢加固法是将钢板通过粘结剂，按加固设计要求， 粘贴于混凝土或钢结构表面，使之共同工作。这种加固法的优点是取材容易，施工方便、快捷， 能在几乎不改变构件的外观和使用空间的条件下，大大提高结构构件的承载力和正常使用阶段的性能。
采用外部粘钢加固时， 通常是将钢板粘于梁底受拉区， 以提高梁的承载力，当在梁侧贴钢板时还可以提高梁斜截面承载力。目前，外部粘钢加固法主要用于承受静力作用的一般受弯构件及受拉构件的补强加固，要求环境温度不宜超过60e ， 相对湿度不宜大于70%，并要求无化学腐蚀。当工作条件不满足上述要求时，应当采取相应的处理措施。粘贴钢板对施工工艺要求较高， 一般需要专业施工队伍才能保证施工质量。
4、喷射混凝土技术加固法
喷射混凝土加固法是借助喷射机械，利用压缩空气将一定配合比的水泥石子砂及外加剂等拌和料，通过喷管喷射到被加固结构表面，在较短的时间内凝结硬化，达到增强的目的 喷射混凝土一般使用高强混凝土外加速凝剂，可在短时间内达到较高的强度和良好的耐久性 喷射混凝土最早应用在地下结构的护壁施工，但随着喷射混凝土技术的逐步发展，喷射混凝土与混凝土砖石钢材都可以很好地黏结，可以在结合面传递应力并填补裂缝
5、化学灌浆补强法
化学灌浆补强就是将一定化学材料配制成浆液， 用压送设备将其灌入混凝土结构裂缝内，使其扩散、胶凝或固化， 达到补强的目的。化学灌浆材料主要有两种:一种是以环氧树脂为主剂配制成的环氧树脂灌浆材料， 它具有化学稳定性好、可以室温固化、收缩小、强度高、粘结力强等一系列优点， 而且因为环氧树脂灌浆材料的粘结力和内聚力均大于混凝土的内聚力，能有效地修补混凝土的裂缝， 恢复结构的整体性， 目前是一种较好的补强固结化学灌浆材料，一般用于修补宽度为0.2mm~ 0. 5mm的裂缝; 另一种是以甲基丙烯酸甲酯为主剂配制的甲基丙烯酸酯类灌浆材料，它具有可灌性好的特点，能灌入0.05mm宽的细微裂缝中， 一般用来修补缝宽在0. 2mm以下的裂缝。
化学灌浆补强法主要用来修补因出现裂缝而影响使用功能的结构， 如水池、水塔、水坝等， 也可用来修补混凝土梁、板、柱等构件及因钢筋锈蚀而导致结构耐久性降低的构件。
总之， 建筑结构的科学加固是建筑工程质量安全保障体系中的一个重要组成部分。严格遵循规范要求是建筑工程加固工作的前提。建筑结构加固的设备在日益发展，同时，结构的问题也经常表现出个性特征，因而加固方法也必须不断发展和创新。灵活的运用加固方法，可以取得事半功倍的效果。加固施工重视施工监测，可以保证施工质量和施工安全。
【参考文献】：
[1] 文明才. 建筑结构加固技术及发展趋势[J]. 湖南城市学院学报(自然科学版). 2005(03)
[2] 刘志雄，河海进，张帅. 浅谈加固技术[J]. 科技传播. 2010(23)
[3] 邓伟瑜. 浅谈建筑结构钢筋混凝土加固技术方法[J]. 沿海企业与科技. 2009(05)
[4]-王丽晶 混凝土建筑结构加固技术新探[期刊论文] 《黑龙江科技信息》 -2011年2期
[5]-寒军 浅析混凝土建筑结构的加固技术[期刊论文] 《中国科技纵横》 -2010年12期
【关键词】建筑；结构；加固；原因；技术
中图分类号： U457+.3 文献标识码： A 文章编号：
建筑结构的科学加固是建筑工程质量安全保障体系中的一个重要組成部分。严格遵循规范要求是建筑工程加固工作的前提。建筑结构加固的设备在日益发展，同时，结构的问题也经常表现出个性特征，因而加固方法也必须不断发展和创新。灵活的运用加固方法，可以取得事半功倍的效果。加固施工重视施工监测，可以保证施工质量和施工安全。
一、建筑结构加固的原因
1、人为因素
建筑物常常因设计错误、施工低劣、使用不当等人为原因不能满足其正常的使用要求。
设计错误包括设计计算错误和设计概念错误。前者如选用错误的计算参数、计算时主要荷载被漏掉；后者如按桁架设计计算的构件，荷载作用在节间而未作用在节点。
施工低劣造成施工质量事故常见的有：使用水泥超过使用期限；使用的钢筋质量低劣；施工过程中，悬挑板的负筋被踩下。使用不当常见的有：长期未清理工业建筑的屋面积灰荷载；使用荷载因任意改变使用用途而大大超载。
上述原因造成的工程事故如尚未导致建筑的倒塌，均可通过结构加固使其能正常、安全使用。
2、自然因素
建筑结构材料因长期的使用、外部环境条件而时刻受到外部介质侵蚀， 使材料状况日益恶化。例如：结构由于高湿、高温的变化产生裂缝；酸、碱等对结构的侵蚀；木材因细菌、微生物逐渐腐朽。
建筑结构的功能在以上自然因素的长期作用下将日益下降，当达到一定程度后，就必须对其进行加固。
3、土壤性质因素的影响
在建筑工程施工建设过程中，会遇到不同类型的土壤地质，这些土壤地质类型情况各异，是造成建筑地基沉降的主要原因。例如，在黄土高原地区，因为黄土的湿润性比较好，且较为松软，所以很容易引发建筑地基的塌陷。
4、结构使用要求的变化
随着科技的不断进步，大规模的技术改造和结构调整正在我国的工业界有条不紊地进行。生产工艺发生变化，就要提高建筑结构的功能。例如，原有设备要更新，工厂厂房的局部要增层，设备的基础相应有了新的更高的要求，为了保证其安全使用，结构的检测、鉴定与加固就成了必然。
二、建筑结构进行加固的意义
1、保证建筑结构稳定性的基础措施
随着建筑工程行业的快速发展，建筑结构日渐多样化，但是，在设施工过程中，尚存在着一些不成熟的地方，建筑工程的后期护理也难以做到规范化和标准化，因此，使得建筑结构的安全性和稳定性得不到保证，必须实施加固，保证建筑安全，提高建筑质量。
2、完善现有加固理论的客观要求
建筑的加固技术具有复杂性，涉及到各种法律规范，施工标准，施工的材料设备等各个方面，虽然这种技术已经在世界范围内广泛运用，但是这种技术依然不够完善，理论不够成熟，基本上依然处在探索阶段。因此，加强加固技术的探讨研究，有助于完善加固技术理论系统，有着重要的意义。
3、保证建筑质量的重要举措
现有建筑物及构筑物常常因设计或施工的缺陷以及长期使用过程中的老化、破坏,甚至自然灾害造成混凝土结构承载力不足、开裂以及抗震性能不良等，影响建筑物及构筑物的安全和使用功能，从而不得不考虑结构的修复加固问题。另外，结构设计规范也几经变动，原有建筑物及构筑物大部分己不满足现行规范的设计要求，必然存在一定的安全隐患，
三、加固方法的选择要点
加固方法的选择， 应根据可靠性鉴定结果和结构功能降低的原因， 结合结构布置的特点、主体结构传力承力的特征、新的功能要求、周围环境等因素， 从安全、适用、经济的角度出发， 注意四点要求: 一是静力加固必须考虑二次受力要求; 二是抗震加固必须考虑结构延性和整体刚度要求; 三是必须考虑施工过程中， 施工便捷， 质量易于保证; 四是必须综合考虑加固效果和经济指标， 综合分析确定。
四、建筑结构加固技术
1、加大截面积技术方法
通过加大截面积的方式，实现建筑结构加固，在构件的外部包裹混凝土，以增加构件的配筋量与横面积，实现结构加固目标。在建筑结构施工中，加大截面积的方法较为传统、常用，因此工艺简单、适用范围广，可应用于各种墙体、梁柱等混凝土结构中。结合构件的加固要求、受力特点等区别，可选择单侧加厚、双侧加厚等方式。为了确保后期浇筑混凝土的正常运行，可适当增设构造钢筋;如果工程以加配钢筋为主，则应增加钢筋的截面积，为了确保钢筋加固后的正常工作，还应浇筑一层混凝土保护层。一般情况下，外包材料多是普通混凝土，如果外包层薄弱、钢筋密集，就可利用细石混凝土，除了利用钢筋配筋之外，还可应用钢板或型钢。
通过采取加大截面积的技术方法，在设计构造时，应充分考虑原有部分与新加部分的整体受力情况。在产生受力时，加固结构的结合面就会产生各种应力，以剪力和拉力为主。在弹性塑性阶段，结合面的反向拉力、剪应力等，主要通过新旧混凝土粘合的强度来承担。如果裂缝达到极限状态，就通过贯穿结合面的锚固螺栓或者锚固钢筋而产生被动的剪切力、摩擦力。但是这种方法对现场湿作业的工程量较大，养护时间较长，对正常生产与生活造成一定影响。同时，当构件截面增大后，将对建筑结构的外观及房屋净空产生一定影响。
2、外加预应力加固法
采用外设预应力撑杆或拉杆对结构整体或构件进行加固的方法称之为外加预应力加固法。结构的承载能力因其降低结构原有应力水平、改变原结构的内力分布而得到间接提高。它的优点是：使用空间几乎不需要改变，应力滞后现象只要通过卸载、加固功能就能消除，从而使加固效果比较理想。其缺点在于锚固和预加力设备还有待完善，并有一定的风险存在。此法适用于采用一般方法加固效果不理想或无法加固的大型结构加固，及大跨度结构的加固。
3、外部粘钢加固法
外部粘钢加固法是将钢板通过粘结剂，按加固设计要求， 粘贴于混凝土或钢结构表面，使之共同工作。这种加固法的优点是取材容易，施工方便、快捷， 能在几乎不改变构件的外观和使用空间的条件下，大大提高结构构件的承载力和正常使用阶段的性能。
采用外部粘钢加固时， 通常是将钢板粘于梁底受拉区， 以提高梁的承载力，当在梁侧贴钢板时还可以提高梁斜截面承载力。目前，外部粘钢加固法主要用于承受静力作用的一般受弯构件及受拉构件的补强加固，要求环境温度不宜超过60e ， 相对湿度不宜大于70%，并要求无化学腐蚀。当工作条件不满足上述要求时，应当采取相应的处理措施。粘贴钢板对施工工艺要求较高， 一般需要专业施工队伍才能保证施工质量。
4、喷射混凝土技术加固法
喷射混凝土加固法是借助喷射机械，利用压缩空气将一定配合比的水泥石子砂及外加剂等拌和料，通过喷管喷射到被加固结构表面，在较短的时间内凝结硬化，达到增强的目的 喷射混凝土一般使用高强混凝土外加速凝剂，可在短时间内达到较高的强度和良好的耐久性 喷射混凝土最早应用在地下结构的护壁施工，但随着喷射混凝土技术的逐步发展，喷射混凝土与混凝土砖石钢材都可以很好地黏结，可以在结合面传递应力并填补裂缝
5、化学灌浆补强法
化学灌浆补强就是将一定化学材料配制成浆液， 用压送设备将其灌入混凝土结构裂缝内，使其扩散、胶凝或固化， 达到补强的目的。化学灌浆材料主要有两种:一种是以环氧树脂为主剂配制成的环氧树脂灌浆材料， 它具有化学稳定性好、可以室温固化、收缩小、强度高、粘结力强等一系列优点， 而且因为环氧树脂灌浆材料的粘结力和内聚力均大于混凝土的内聚力，能有效地修补混凝土的裂缝， 恢复结构的整体性， 目前是一种较好的补强固结化学灌浆材料，一般用于修补宽度为0.2mm~ 0. 5mm的裂缝; 另一种是以甲基丙烯酸甲酯为主剂配制的甲基丙烯酸酯类灌浆材料，它具有可灌性好的特点，能灌入0.05mm宽的细微裂缝中， 一般用来修补缝宽在0. 2mm以下的裂缝。
化学灌浆补强法主要用来修补因出现裂缝而影响使用功能的结构， 如水池、水塔、水坝等， 也可用来修补混凝土梁、板、柱等构件及因钢筋锈蚀而导致结构耐久性降低的构件。
总之， 建筑结构的科学加固是建筑工程质量安全保障体系中的一个重要组成部分。严格遵循规范要求是建筑工程加固工作的前提。建筑结构加固的设备在日益发展，同时，结构的问题也经常表现出个性特征，因而加固方法也必须不断发展和创新。灵活的运用加固方法，可以取得事半功倍的效果。加固施工重视施工监测，可以保证施工质量和施工安全。
【参考文献】：
[1] 文明才. 建筑结构加固技术及发展趋势[J]. 湖南城市学院学报(自然科学版). 2005(03)
[2] 刘志雄，河海进，张帅. 浅谈加固技术[J]. 科技传播. 2010(23)
[3] 邓伟瑜. 浅谈建筑结构钢筋混凝土加固技术方法[J]. 沿海企业与科技. 2009(05)
[4]-王丽晶 混凝土建筑结构加固技术新探[期刊论文] 《黑龙江科技信息》 -2011年2期
[5]-寒军 浅析混凝土建筑结构的加固技术[期刊论文] 《中国科技纵横》 -2010年12期