关于多层框架结构加固设计问题探析
时间：2022-08-08 10:11:21
摘要 ： 随着我国建筑行业的发展 ， 框架结构在新建楼房建筑中应用越来越广泛 。 但是由于建筑受到多方面因素的影响 ， 很多框架结构建筑出现不同程度的问题 ，因而对框架结构建筑进行加固，排除相应的安全隐患，有效延长建筑物的使用寿命势在必行。本文中结合多年来的实际工作经验对当前建筑的框架结构加固设计方法进行了分析探讨。
中图分类号：S611文献标识码： A
一、 多层框架结构进行加固设计的必要性
多层框架结构的剪力墙 、 部分楼板和梁柱等部位经常会由于多种外在或内在的因素出现
破损情况 [2]， 如出现裂缝等 ， 采取适当的手段对其进行加固处理 ， 可以加强相应建筑在使用中的安全性 ， 延长其使用寿命 。 而加固改造的步骤一般是 ： 首先检测原建筑的基本结构并进行鉴定 ， 确定改造方案 ， 进行加固的设计工作 ， 并设计组织施工 ， 最后进行验收并进行沉降观测 。 加固设计是加固改造中极为重要的一环 ， 设计的成功与否 ， 直接关系着加固工程的成功与否，对建筑的安全有至关重要的影响。
二、 加固设计进行的依据
在对 多层框架结构进行加固设计时 ， 需要依据相关的设计标准和基本规范 、 建筑的原始设计资料及相关的施工资料 、 该建筑的检测报告等展开 。 部分业主出于节省费用的考虑而不进行加固设计前必要的检测工作会造成设计工作的重复进行 ， 从而浪费时间 。 而设计人员如果对原建筑没有深入了解和考察 ， 对工程资料不熟悉 ， 判断其安全性不准确 ， 也会造成资金和人力的浪费。
三、多层框架结构建筑加固设计的主要方案。
（一）抗震墙加固法
抗震墙加固法是多层框架结构建筑加固中的一种重要方案 。 一般来说 ， 当框架结构抗震
能力不足或扭转效应偏大时 ， 设计人员可优先考虑采用增加抗震墙加固方法 。 在具体施工中 ，可通过增设剪力墙或翼墙实施。
抗震墙加固法的施工技术较为成熟，然而存在废料、造价高等缺点，且施工周期长 、 对
周边环境影响较大。
（二）碳纤维布加固法
当多层框架建筑出现承载能力不足问题时 ， 设计人员可考虑采用碳纤维布加固法进行施
工 。 施工过程中 ， 可在建筑物构件表面黏贴碳纤维布或碳纤维板 ， 能够有效提升多层框架结构建筑的承载能力。
该方法所用材料质量较轻 、 强度足够 ， 且施工较为方便 ， 主要适用于对架结构建筑中的梁、板、柱等构件进行加固。
（三）增大截面加固法
增大截面加固法主要针对多层混凝土框架结构建筑 。 在实施过程中 ， 设计施工人员需采
用与原建筑相同材料的钢筋混凝土增大原框架构建的截面积 ， 以此达到提升整体建筑物承载能力的目的。
采用上述方法能够提升框架结构建筑抗弯 、 抗拉的性能 ， 也能够修复已经存在损伤的混
凝土框架截面，常用于对建筑物梁、板、柱以及钢结构中的屋架等构件进行加固。
此外 ， 对框架结构建筑物进行加大截面加固法时 ， 设计人员应充分考虑整体效应 ， 避免施工过程中出现局部刚度过大的状况，从而保证建筑物局部与整体承力均匀。
（四）外包钢加固法
外包钢加固法是一种适用于多层钢结构框架结构建筑的加固方法。在具体的施工过程
中 ， 设计施工人员需要将固定钢板包在框架结构构件的外侧 ， 并通过精确计算 ， 实现外包钢与原有构件的充分受力，从而实现整体建筑承载力、延性和刚度的全面提升。
外包钢加固法一般使用与对框架结构建筑梁 、 柱 、 屋架等构件的加固 ， 特别适合对大型多层大跨结构框架结构建筑的加固 。 采用上述方法时 ， 一般可结合化学灌浆法进行外包钢加固，但要保证钢结构表面的温度低于 60 度，当施工环境具有腐蚀性时，应当采取适当的防护措施 ， 例如 ， 可通过采用高分子材料包裹钢型构件或采用氧气隔绝法等 。 对于多层框架结构建筑来说，应用外包钢加固法存在用钢量偏大的弊端，因此施工经济成本较高。
四、多层框架结构建筑加固设计施工中应注意的问题
在对多层框架结构建筑进行加固设计施工时 ， 施工人员应结合建筑物的实际情况和周边
施工环境的状况 ， 通过精确计算 、 综合分析 ， 确定合适的设计施工方案 ， 因此 ， 整个加固工程中需要注意的问题有很多 。 笔者结合平时的工作经验 ， 将多层框架结构建筑加固设计施工中应注意的问题总结如下：
（一）进行实地调查
设计人员在确定加固方案之前，要深入建筑物实地进行调查，对建筑物的实际情况进
行调研 。 调研的主要内容应包含建筑物的受损情况测定 、 承载能力评估等 ， 并结合调查的内容确定初步的加固方案。
（二）对加固方案进行论证
对建筑物进行实地调查后 ， 加固设计人员应拿出多套施工方案 ， 并会同工程施工小组相
关人员进行方案论证 ， 从施工成本 、 施工流程 、 施工稳定性等多个方面对所有方案进行详尽考量，并最终确定出最科学合理的加固方案。
（三）预备应急预案
在加固施工前，设计人员应准备相应的应急预案，从而保证施工方案的充分合理性 。 应
急预案应与预实施方案起到互补作用 ， 在施工过程中 ， 一旦发现现有方案出现偏差 ， 施工人员和设计人员应进行及时沟通，在保证加固施工有效实施的基础上，启动应急预案。
五、工程案例分析
在 多层框架结构设计中 ， 要对经常会遇到的问题加以注意 ， 并且采用适当的设计方案和施工技术进行避免。下面结合具体案例对相关的对策进行分析。
（一）选择适当的加固设计方案
某工程是多框架结构的五层楼房，设防时抗震级数为六级，框架为四度抗震，现要对
该建筑进行加盖到八层 ， 要求整体抗震级数不变 ， 框架要达到三级的抗震等级 。 首先对该建筑进行检测，了解原设计资料，发现大部分的梁柱满足承载所需，但是与设计的强度相比 ，有一部分的柱或梁中的混凝土强度达不到要求 。 而且 ， 原框架由于长时间的暴露而加深了混凝土的碳化，部分框架梁内部功能的改变造成其承载力达不到要求，需进行加固处理。在这一工程中 ， 选择合适的加固设计方案进行加固是最重要的手段 ， 需要对现有的加固设计的方法进行对比，寻找最经济合理又能达到加固目的的方法。
（二）框架梁加固方法的选择
对于框架梁而言 ， 加大截面进行加固能提高其承载力 ， 但会导致混凝土 、 钢筋 、 模板用量的加大 ； 粘碳纤维布或粘钢加固方法可直接进行抗震加固处理 [5]， 对结构外形不造成影响 ，加固的速度较快 ， 但采用的粘碳纤维布或粘钢的抗老化性不能保证 ； 运用预应力拉杆技术进行加固可以消除加固结构的应变能力滞后现象 ， 使加固结构能够更好的与原建筑中的结构共同工作 , 提高建筑的总承受力 。 这种方法对于大跨度建筑和不适宜采用其他加固方法的建筑的加固极为适宜。
（三）柱加固方法的选择
加大截面进行加固可以提高柱的承载能力 ， 但不易进行实际的施工 ； 用外包钢方法对柱
进行加固可以保持构件的规格 ， 对于其承载能力的提高十分有利 ， 但构造处理困难 ， 对处理混凝土的标准要求严格 ， 原建筑中混凝土的基本状况和碳化情况也会对加固的效果有不利影响 ； 运用预应力拉杆进行加固对加固结构的应力滞后消除有十分明显的作用 ， 而且可以帮助整体建筑提高承载能力，但在使用时要求有专业人员对预应力进行专业控制。
（四） 确定加固方案通过对各种加固方法的比较 ， 根据实用 、 合理 、 经济和高效的原则综合对各种方法进行选择 ， 确定在该工程中对梁的加固采用粘钢法 ， 柱的加固采用粘钢法和预应力拉杆方法结合使用。
（五）按照加固需要进行合理加固施工
对于建筑中的小裂纹可以先灌缝再用碳纤维布进行局部粘贴 ， 加固时必须根据相应的步
骤施工 。 使用的碳纤维要符合相应的规定 ， 用的胶水也必须与之配套 。 在加固时要用具有数显液压功能的千斤顶进行卸荷 ， 处理后清洁构件表明 ， 修补不平整处 。 在用粘钢进行加固时 ，要严格粘钢的选材 ， 也要进行相应的卸荷处理 ， 粘接剂的配置要按照适当的比例进行 ， 并保持环境温度在 10 度到 30 度的范围之内，而且搅拌时要注意避免容器中有水进入。
（六）采用植筋的方法对基础进行加固
由于建筑原有的基础有时无法满足加固改造后的承载能力需求 ， 需要向结构位置中增加
钢筋的植入来对基础进行加固 。 在新植钢筋时 ， 旧有钢筋会影响其植入过程 ， 使植入的长度无法满足规范中相应的要求 ， 在旧有钢筋较少处可以通过植入位置的改变进行植筋 ， 而在旧有钢筋比较集中的地方这一问题较为明显，需要在设计时选用直径较小的钢筋进行植筋工作，以对建筑的基础进行有效的加固。
六、结语
本文对多层框架结构建筑加固设计施工的相关内容进行了总结与综述，并结合工程实例分析了加固施工的具体细则和注意事项。因此，本文的研究成果符合预期设想。在对框架结构建筑进行加固设计过程中，设计人员应对实践经验进行不断总结，敢于拓展设计思路，从而保证工程加固项目的有效实施。
