房屋結構加固設計范文

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第1篇

關鍵詞：建筑結構;工程加固;施工技術

Abstract: The structure of the long-term natural environment and the use of the environment, its function must gradually weakened, our structural engineering tasks not only to prepare the preliminary design of the building work, but also can the objective laws of the scientific evaluation of structural damage and extent of and adopt effective measures to ensure the safe use of the structure, then the reinforcement of the structure will become an important work. It is foreseeable that in the 21st century, human building will be the main concrete structure, steel structure, masonry structure, at this stage, I think that we study the reinforcement of the structure should be as a major breakthrough direction.Key words: building structure; engineering reinforcement; construction technology

中圖分類號：TU765文獻標識碼： A 文章編號：

引言

近年來，隨著國民經濟的迅速增長，建筑領域里，不斷出現越來越多的混凝土建筑物由于設計變更、施工質量、使用功能改變或經受災害破壞等原因，而必須對原建筑物進行加固改造。現對目前常用的幾種施工方法進行簡單的介紹，對混凝土結構常見的加固對象進行分類,并對其破壞的特性進行描述，對混凝土結構加固技術在設計中的應用作了初步探索和理解,闡述了各加固技術的特點。

當前的一些混凝土構筑物因建成時間長、出現功能性改變、受到外力破壞、設計時配筋不足、施工時質量控制不嚴等因素,都需要對相應的混凝土構件進行加固。對需加固的混凝土構件,首先要分析其損傷的原因及破壞特性,明確其破壞機理,從而制定科學、經濟、合理的加固方案。混凝土結構的加固可分為直接加固和間接加固。結構加固中需根據實際條件以及使用要求選擇適宜的加固方法。

一、直接加固方法  

一般所需加固的結構大都存在由于結構自身的承載能力因災害（如火災、腐蝕、凍害）或施工質量不到位或功能改變等因素的影響而導致結構承載能力不足的現象，所采用的加固方法多是從提高結構的有效受力面積出發（如加大載面法等）減小截面的應力，或者直接改變結構的受力體系，改變其傳力途徑（如增加支撐法等）從而降低結構構件的受力，最終達到加固的目的。

1．加大截面加固法。在鋼筋混凝土受彎構件現澆混凝土可增加截面有效高度，擴大截面面積，同時可增加主筋從而提高構件正截面抗彎、斜截面抗剪承載力。該法施工工藝簡單、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問長，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。  

2．置換混凝土加固法。該法的優點與加大截面法相近，且加固后不影響建筑物的凈空，但同樣存在施工的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。  

3．外包型鋼加固法。外包鋼加固是把型鋼或鋼板包在被加固構件的外邊，外包鋼加固鋼筋混凝土梁一般應采用濕式外包法，即采用環氧樹脂化灌漿等方法把型鋼與被加固構件粘結成一整體，加固后的構件，由于受拉和受壓鋼截面面積大幅度提高，因此正截面承載力和截面剛度大幅度提高。 

4．外粘鋼板加固法。該方法是在構件承載力不足區段表面粘貼鋼板來提高承載力達到加固補強作用。注意的是，加固工程完成后，應用小錘輕輕敲擊粘貼鋼板，從響聲判斷粘接效果或用超聲波法探測粘貼密度。如錨固區粘貼面積少于90%，非錨固區粘貼面積少于70%，則此粘貼無效，應剝下重新粘貼。對于重大工程，為真實檢驗加固效果，尚需抽樣進行荷載試驗，一般僅作標準使用荷載試驗，即將卸去的荷載重新全部加上，其結構的變形和裂縫開展應滿足設計使用要求。

 5．粘貼纖維復合材加固法。該方法是用膠結材料把纖維復合材料貼于構件受拉區域表面，且使纖維方向于構件受拉方向一致，它于被加固截面共同工作，除具有粘結外包型鋼加固法相似的優點外，還具有耐腐濁、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。

二、間接加固方法  

間接加固是指采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節點性質和邊界條件，增設附加桿件和支撐、施加預應力、考慮空間協同工作等措施對結構進行加固的方法；改變結構計算圖形的一般方法為：增加支撐形成空間結構并按空間結構驗算：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；增設支撐或輔助桿件，使結構的長細比減小以提高其穩定性；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，以減輕其它柱列負荷。  

1．增設支點加固法。增設支點加固法是通過增設支承點來減小結構計算跨度，改變結構內力分布并提高其承載能力的加固方法。梁、板在跨中增設支點后，減小了跨度，從而能較大幅度地提高承載能力，并能減小和限制梁、板的撓曲變形。適用于房屋凈空不受限制的大跨度結構中梁、板、桁架、網架等水平結構的加固。增設支點加固法優點是簡單可靠，缺點是使用空間會受到一定影響。

2．外加預應力加固法。對正截面受彎承載力不足的梁板構件可以采用預應力水平拉桿進行加固；正截面和斜截面均需加固的梁式構件可采用下撐式預應力拉桿進行加固。對受壓承載力不足的軸心受壓柱、小偏心受壓柱和大偏心受壓柱可采用預應力撐桿進行加固

三、結構加固的技術  

對于混凝土結構，在選擇加固方法的同時還需選擇相應的配套技術。其中施工技術一般有：

(1）托換技術。該技術系托梁（或析架，以下同）拆柱（或墻，以下同）、托梁接柱和托梁換柱等技術的概稱。托換技術屬于一種綜合性技術，由相關結構加固、上部結構頂升與復位以及廢棄構件拆除等技術組成，適用于已有建筑物的加固改造。與傳統做法相比，具有施工時間短、費用低、對生活和生產影響小等優點。但對技術要求比較高，需要由熟練工人來完成，才能確保安全。

(2)植筋技術。該技術系一項對混凝土結構較簡捷、有效的連接與錨固技術，可植入普通鋼筋，也可植人螺栓式錨筋，已廣泛應用于已有建筑物的加固改造工程。

(3)裂縫修補技術。該技術根據混凝土裂縫的起因、性狀和大小，采用不同封護方法進行修補，使結構因開裂而降低的使用功能和耐久性得以恢復的一種專門技術；適用于已有建筑物中各類裂縫的處理，但對承載力不足引起的裂縫，除修補外，尚應采用相應的加固方法進行加固。

(4)碳化混凝土修復技術。該技術系指通過恢復混凝土的堿性（鈍化作用）或增加其阻抗而使碳化造成的鋼筋腐蝕得到遏制的技術，目前這一技術還不夠成熟。

(5)混凝土表面處理技術。該技術是指采用化學方法、機械方法、噴砂方法、真空吸塵方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油跡、殘渣以及其它附著物的專門技術。

四、工程應用

該工程位于珠海市，原建筑為三星級酒店，但由于種種原因該項目在完成主體框架結構后一直被空置。后由新的投資方收購并重新定位開發，目標為改造成五星級度假酒店。該改造項目難點在于：1、在原地下室頂板上加建兩層用作酒店大堂，這就需要在原結構梁上立柱，為此我對原結構重新建模型整體計算，根據計算數據對不滿足要求的原框架梁柱增大截面處理，其中就用到植筋、鋼包柱等多種加固技術；2、在原三層天面增加游泳池，由于荷載較大，我經過計算采用增加柱及基礎的方法，達到減輕原結構承擔荷載的目的。3、由于原使用功能的重新劃分，使作用在原樓板上的荷載發生變化，經計算后對原不滿足計算要求的板及梁采用粘鋼的加固技術。該工程現已改造完畢并重新投入使用，由于各項加固技術運用恰當，最大限度地利用了原有結構，取得比較好的經濟效益，獲得業主方的一致好評。

五、結束語

  在建設中,我們應該選擇合適的加固方法,同時還應考慮其是否具有良好的施工性、是否經濟等方面。隨著現代建筑科學技術的不斷進步,新型建筑材料不斷出現,混凝土結構加固技術會有更大發展,加固方案的選擇范圍也將具有更為廣泛的空間。

參考文獻:

[1] 混凝土結構加固設計規范（GB50367－2006）.

[2]林文修,陳昌松.混凝土加固方法與技術[M].北京:中國建筑工業出版社.

第2篇

關鍵詞：混凝土；結構；加固設計

1引言

當前的房屋建筑結構的設計和施工質量，直接決定了房屋建筑工程的整體穩定性和耐久性。我國當前的房屋建筑工程中，老舊混凝土結構開始出現諸多問題，嚴重威脅了房屋建筑結構的穩定性與安全性，如不能及時采取處理措施，勢必嚴重影響居住者人身安全，因此，采用合理的混凝土結構加固技術至關重要。

2建筑工程中的混凝土結構加固設計

2.1基本原則

建筑施工中，通常需要綜合運用多種科學技術，而混凝土結構加固技術的運用就是其中之一，在結合大量先進技術、材料、施工方法的情況下，有效提高了混凝土加固的實際效果，提高了工程建設的經濟效益。在設計混凝土加固工程時，也需要綜合考慮相關的技術指標、經濟指標等因素，從而確保工程設計能夠具備相應的科學性與先進性。在實施混凝土加固時，通常選用強度相較于加固對象更高的混凝土材料，并注意做好加固結構、加固對象連結等細節施工，保證加固件與加固對象能夠維持協調的運作，從而維護建筑結構整體上的一致性。如果將混凝土結構加固技術應用于由于高低溫、化學反應、機械震動等因素所造成的建筑結構破損問題，應當結合破損的實際原因，選擇相應的處理方法，以減輕甚至消除破損原因，達到提高建筑結構安全穩定性的效果。衡量一項工程活動整體質量的重要指標之一，在于其經濟效益的評價，在實際的工作中，混凝土加固施工應當盡可能避免影響到原建筑的正常使用，從而減少加固施工可能對原建筑帶來的負面影響，因此建議盡可能以原本建筑條件為基礎，降低加固施工的成本。

2.2常見建筑結構加固方法的缺陷

直接加固法缺陷直接加固法中有置換混凝土加固法，這一方法的使用不會影響到建筑物凈空，但施工需要花費非常多的時間，將嚴重影響到混凝土強度，并使梁、柱混凝土承重加大，影響建筑結構穩定性；還有一種大截面加固法，這一施工方法現場濕性作業時間長，影響到正常生產與生活，還會使凈空減少；粘結外包型鋼加固法現場需要使用大量鋼筋，需要將混凝土結構強度增大，加固效果與膠黏工藝水平相關，在濕度環境下會使構件出現彎曲或者變形；黏貼纖維增強塑料加固法的使用需要設置防火層，不適合應用在所有的建筑構件中；繞絲法的不足與截面法相似，需要對構件施加較大約束力；錨固法需要對構件混凝土承重改造。

3房建結構新型加固技術

3.1間接加固技術

間接加固技術，通常是根據房屋建筑工程實際的受力情況，合理選擇的加固技術。如果混凝土構件出現受力不均的情況，將會破壞房屋的結構，必須采取相應的調整措施，進行房屋結構的加固設計，例如，通過對受彎混凝土構件采取預應力加固的方法，有效限制外荷載可能對混凝土構件造成的損壞，從而達到防止荷載過大致使房屋結構破壞的目的；或者通過降低外荷載效應的方式，提高混凝土結構本身的抗彎能力。間接加固法中，最為常用的是預應力水平拉桿加固技術，其主要是在混凝土結構上施加預應力，以改善工程混凝土結構抗裂性能，限制裂縫寬度、長度，進而改善混凝土構件的施加預應力，延長房屋結構的使用壽命。另外，預應力拉桿加固技術也是常用的間接加固技術之一，在房屋建筑混凝土結構加固中的應用通常采用臥式組裝，該種方式具有很強的抗壓性和穩定性。

3.2直接加固技術

3.2.1增大截面加固法

當混凝土材料處于三向應力狀態時，三向應變將受到約束，進而將混凝與承載力增強；當側向壓力增大時，約束混凝土構件也會出現橫向變形的增大，促使結構承載力增大。按照三向受力原理，新、舊混凝土結合構件將共同受力，使構件剛度與強度增大，進而使整體承載力增強。這種加固方法優勢是能夠在構件外表面增加一個鋼筋混凝土套箍層，進而將原來的混凝土強度與延伸性增強，提升混凝土抗壓性能。

3.2.2外貼型鋼加固法

外貼型鋼加固法具有現場工作量少、受力穩固、工期短的特點，能夠對原有構件除銹以后應用，濕性作業減少，構件在加固后的1d時間內都可以應用；外貼鋼技術受環境與截面面積影響，能夠將剛度與承載力提高，并且使用成本較低。黏貼過程中對粘結強度與彈性模量有較高要求，如果周圍環境有腐蝕介質時需要使用可靠的耐久性防護措施。

3.2.3黏貼碳纖維復合材料加固法

使用碳纖維復合材料加強混凝土構件穩定性能使新、舊構件后期強度增大，并提升加固速度，加固以后的結構構件會有更高耐腐蝕性與耐久性，對結構影響小，幾乎不會使截面面積增加，耐久性良好，大大提升結構構件受力性能。碳纖維加固技術使用的越來越多已經漸漸取代了粘鋼加固技術，鑒于碳纖維彈性模量低，一般在220GPa左右，高彈性模量在340～560GPa之間，將碳纖維復合材料外貼會使構件加固效果提升.

3.3鋼絲網砂漿加固技術

鋼絲網砂漿加固技術優勢在于自身含有較高鋼材與復合水泥砂漿，并且砂漿具有較強的分散性。研究證明，當鋼絲網水泥砂漿含鋼量達到300kg/m3時，會比普通的水泥砂漿更容易增強砂漿特性。鋼絲網砂漿加固使用的材料彈性好、抗拉強度大、抗滲性與抗裂性好。在實際工程中使用普通鋼筋混凝土構件容易出現開裂、斷裂等問題，并使預應力構件自重降低，延性較弱。而使用鋼絲網水泥復合砂漿則能增強混凝土構件的整體承載力，增強結構穩定性。

3.4注漿加固法

注漿加固法主要針對的是混凝土結構物開裂問題，原理是利用環氧樹脂粘合劑或密封劑，實施加固修補，以不影響實際生產為基本前提，盡可能達到預期的強度要求，從而延長結構使用壽命，效果安全可靠。這種方法主要有以下特點：①灌漿時應延續且慢速，保證樹脂盡量都注入開縫的部位；②這種方法可控制注入量，在需要時也能及時增加灌漿料；③可以依據注入的需要、開裂的大小調整注漿壓力；④能直接用肉眼觀察到注入的情況以及注入量。這種方法主要適用于隧道、橋梁等混凝土結構建筑物的開裂修補上。

4建筑混凝土結構加固工程實例分析

4.1工程概況

某高校體育場占地面積約為11562.2m2，附屬建筑面積達4532.72m2，建筑耐火等級為2級，建筑使用年限為40年，結構類型為框架式結構，抗震度為Ⅶ度，其結構布置如圖1所示。鑒于設計出現變更，原有結構的穩定度與鋼筋混凝土承載力不能滿足標準。該工程需加固鋼筋混凝土柱，高為8.2m，另有一根長度在11.2m的鋼筋混凝土框架柱，如圖2所示。

4.2混凝土結構加固設計

工程使用了外貼鋼加固法，在混凝土構件外貼一層型鋼，與原有混凝土構件一起工作，受力整體均勻，進而將建筑結構的抗彎性能與抗剪性能增加。在使用外貼鋼加固法以后，使混凝土構件剛度與承載力明顯增強，減少了配筋量，使用膠黏劑與黏貼工藝，增強了黏貼穩固性。本工程是一個看臺結構，使用兩個柱作為加固構件，使用外貼型鋼將構件加固，造價低廉，高分子材料使用比套箍加固法少。此外，本工程還使用了套箍加固技術，將原有鋼筋量輸入，使用PKPM軟件對參數分析，加固原配筋面積為3562.2mm2，在不改變截面面積情況下需要加固的配筋面積為1230.63mm2，使用套箍加固技術間距控制在120，考慮到厚度，需要在原有截面面積上增加配筋量。使用PKPM軟件中混凝土構件加固設計軟件，對混凝土構件進行驗算。取中間纖維的設計拉應變取值；縱向受鋼筋極限設置為0.02，單層纖維厚度為10mm直徑。使用不同加固軟件對套箍加固技術進行分析。

5結語

房屋建筑工程中，混凝土結構屬于基本骨架，因此其穩固性將直接關系到整個建筑的堅固。在進行房屋混凝土結構設計的過程中，應當注意切實加強整個設計過程中各個設計環節，嚴格按照相應設計文件開展施工，充分保證房屋建筑的施工質量水平，滿足房屋建筑建設的相應功能。

作者:劉笛 單位:中機中聯工程有限公司

參考文獻:

[1]仵愛菊.建筑工程的設計原則與混凝土加固設計應用分析[J].建筑工程技術與設計，2015（14）：57~58.

第3篇

1．1有效延長建筑的使用時間

使用壽命在房屋建筑工程中是一個非常重要的問題，多數房屋在使用過程中因為受到使用功能的改變、火災、地基不均勻沉降、超載等不同因素的影響，壽命縮短的很嚴重，而結構加固技術的使用正好可以有效延長建筑的使用時間。

1．2增強房屋建筑耐久性

房屋建筑在使用過程中，因為受到多種因素的影響，其耐久性受到了嚴重的影響，結構加固技術的使用可以從結構上使建筑物耐久性得到加大。

1．3提高房屋建筑抗震性

作為一種自然災害，地震的發生為社會發生造成了嚴重影響，近年來我國地震頻現，因此在房屋建筑使用過程中應該對抗震性給予充分重視，結構加固技術的使用可以使既有房屋建筑穩定性得到大大加強，有效提高建筑的抗震能力，進而更好的與現代社會發展的需要相適應。

2我國房屋建筑施工加固設計的使用現狀

2．1房屋建筑施工加固技術體制不合理

目前我國的施工技術與管理方式比較粗放，同時密集化與專業化的程度也不高，尚未形成相應的技術創新體系。在房屋建筑施工過程中應該在技術人才培養機制上進行不斷的創新，同時對房屋建筑施工技術體系進行不斷的完善與創新，進行體系建設。正因為房屋建筑行業存在一定的特殊性，因此不能完全依靠傳統體制，這樣會使產業升級技術的更新換代受到影響，或者產業升級速度太慢等問題的存在都會對市場創新受到影響，加上房屋建筑施工技術在創新上存在一定的滯后性，需要進行大量的創新實踐和運用，這樣才能對施工進度與施工質量進行有效保證。值得一提的是，建筑施工技術創新很容易會不適應實際的市場需求，加上一些新的技術成果容易受到相關政策的影響，進而不能及時進入到建筑施工之中。

2．2建筑施工技術與理念非常落后

科學的理論與正確的理念是行動的先導，在建筑行業中也是如此，企業領導、項目負責人以及施工人員在工作中都離不開科學的理論與正確的思想作指導。從目前房屋建筑施工中來看，很多企業領導者、項目負責人不重視施工技術、材料的創新性，嚴重忽視了施工過程中的創新理念，在這種情況下，整個工程建設在設計與施工過程中始終沿用著傳統的思路，不重視引進先進的理念與技術，在理念與施工上不能與時代要求相適應。施工企業嚴重忽視了建筑技術在創新工作上的重要性，以上這些因素是造成房屋建筑創新性缺乏的重要原因。

3房屋建筑工程中經常使用的幾種加固設計技術

3．1粘貼鋼板加固技術

這項技術在建筑加工施工中十分常見，這項技術的優點主要在于加固施工的時間比較短、鋼筋混凝土結構不需要加濕、外觀損害比較少等，因此不能對建筑物的正常使用造成影響。但是因為加固技術的效果主要由建筑結構膠的質量所決定，所以粘合的材料與施工水平都會隨建筑物的加固效果產生影響。因此一般來說這種技術經常在鋼筋混凝土構件薄弱部位以及受拉區的靜態固件中使用。

3．2增補受拉鋼筋技術

這項技術主要是指在房屋建筑主體結構中一些受力集中的地區，使受拉鋼筋得到增加，利用這種方法對梁體結構的承載力水平進行改善。在這樣的過程中，增補鋼筋和既有梁體結構之間的連接可以利用全焊接與半焊接等方式來實現。在二者連接的過程中，可以與實際情況相結合，在干法外包與濕法外包兩種方式之間進行靈活的選擇。

3．3外包型鋼加固技術

這項技術主要是指用型鋼外包在鋼筋混凝土結構的四角上，這樣一來原來的結構構件的承載能力就會得到大大的提高。這種技術主要可以分為干式與濕式兩種外包方法，一般來說濕式外包型鋼法比較常用，這種方法可以使結構承載力得到有效提高。外包型鋼法的受力非常可靠，同時施工方法也非常簡單，但是需要用到的鋼材量非常大，同時加固施工的成本也非常高，因此，一般房屋建筑的加固不會使用這種方法，而選擇將這種技術用在建筑物梁、柱等位置上。

3．4碳纖維加固技術

這項技術主要是指通過樹脂膠結合擦聊將碳纖維板粘貼在結構的表面上，通過這種方式促進結構承載力得到提高，這種技術的優點主要在于它的強度比較高、材料的重量比較小，在使用過程中不需要對材料腐蝕等問題進行考慮，此外適用的領域也非常廣，施工材料價格比較低，因此成為現代結構加固設計中比較常用的一種加固技術。但是因為這種技術的耐高溫性能并不強，一般來說要求在溫度環境60℃以內使用，否則就需要采取一些保護性的措施。

3．5預應力加固技術

這項技術主要是指利用施加預應力的鋼絞線、鋼拉桿等對結構構件承載力進行提高，它是一種集加固、卸載以及改變結構受力于一身的加固方法。因為受到荷載與預應力的雙重作用，使拉桿出現了軸向拉力預應力偏心受壓的情況，在這種情況下構件的抗彎能力得到了增加，同時外荷載效應得到了減少，最終使結構受彎變形的程度得到了有效控制，同時也大大提高了構件斜截面的承載力。這種技術的缺點在于在加固施工過程中需要專門的施工機具設備與工序，并要求在60℃以內的溫度環境中應用，否則就需要采取一些保護性的措施。

4結語