基于结构设计的民用建筑加固改造研究

【摘 要】民用建筑结构加固改造要遵循承载力验算总体效应的原则，提高建筑设施的承重能力和使用价值，更全面、更系统地综合考量建筑设施整体，对建筑设施的加固方案能够起到切实的作用。

【关键词】民用建筑；加固改造；结构设计

随着我国经济的高速发展，城市化进程的加快，建筑成为了社会发展的重要标志。根据其自身的属性，它不属于快消品，而是具有历史性长期性的建筑。出于多种原因的综合考量，民用建筑的加固改造一方面是为了匹配城市的整体规划，另一方面是因为年代久远而需要修葺的老式民用建筑，除了改造户型、调整楼层、维修等基本需求外，对民用建筑的加固改造更具有社会价值和建筑意义。

一、民用建筑结构加固改造要遵循的原则以及加固改造鉴定步骤

民用建筑的加固改造是我国城市化进程中的一个重大课题，也是一个系统庞大的工程。加固改造民用建筑要把握先整体后局部的指导思想，具体要遵循两条原则：

1.承载力验算原则

承载力验算是必要的。因为在民用建筑的加固和改造中，因为是旧建筑，就要详细考虑承载物的老化、缺陷、腐锈等各种实际情况，要根据实际情况来进行确定承载物结构的尺寸和受力状况。在具体的验算中，除了要仔细考量实际承载结构的物理变形、位置移动、表面及内部损伤和温度、湿度等带来的附加作用，还要考虑待加固改造的民用建筑同即将进行作业的加固改造部分协同受力的程度，以及承载物在加固改造作业时的真实受力程度、加固部分的应力滞后特点，并对加固的承载结构的材料强度进行重新校验，要根据实际情况分析对其进行数据上的折减。

2.总体效应的原则

为了使房屋等建筑设施更加牢固，所以对其进行维护是十分必要的。在维护过程中，实施单位不仅仅是按照当事人的要求对建筑等设施进行维护，更要从自身的专业角度对维护后建筑实施的牢固程度进行预测，提高维护行为的有效性，保证维护后建筑等设施的稳定性。综上所述，实施单位在制定建筑设施维护措施以前要全面搜集建筑设施材料和结构等信息，对建筑设施进行力学模拟分析来预测建筑设施的承受状况，以便有针对性地对建筑设施进行加固维护，提出恰当的加固方案，切实提高建筑设施的总体牢固水平。

3.加固改造鉴定步骤

民用建筑加固改造需要前期的鉴定，具体的鉴定步骤：

第一，收集信息资料。从各个角度收集有关待改造的民用建筑的一切材料。包括了当初在建造时的设计图纸、监理材料、竣工验收材料、使用期间的维护记录、建筑所处环境等信息，以及改造后的形态、改造的内容、改造后的功能等。第二，要进行待加固改造民房实地的调查。在第一线收集当前建筑的实际情况信息。第三，在分析了待加固改造的建筑的实际状况后，要进行承载力验算分析，对承载结构的实际进行进一步考查，并模拟实验加固改造的方案。这一阶段除了要人工进行实地考查和分析外，还需要借助先进的精准的计算机软件进行数据的分析，以保证各项数据结果准确。一般而言，砌体构造和混凝土构造运用PKPM、TBSA；钢构造运用3D3S、Xsteel、PS2000（门式钢架）、网状构造运用MST2000、SFCAD2000。在进行软件验算分析的时候要考虑到构建参数的实际情况和承载机构的设置等。第四，对民用建筑的加固改造工程要由具备相关资质并有施工经验的单位来进行，并且设计单位、监理单位必须严格审查项目方案，共同做好加固改造工作。

二、民用建筑结构加固改造措施

为了确保建筑设施的稳固性，对年久失修的建筑设施进行维护加固的施工方法有很多，在以下将为大家介绍典型的加固方法。

1.混凝土结构加固改造

(1)在原有建筑结构的基础上，采用原来的建筑材料，加大材料的使用面积，从而达到提高建筑设施承重能力，稳固建筑设施的作用。

(2)在原有建筑结构的基础上，添加辅助结构，如钢板、梁柱等来增加原有建筑设施的稳固性，对于这种加固方法的使用有一定的局限性，比如：空间、温度和材料等。

(3)在原有建筑结构的基础上，在需要加固的设施面上添加碳纤维织物，以提高原有建筑材料的载重能力，另外，这种新型的加固技术是性价比最高的一种实用的加固建筑设施的方式。

(4) 在原有建筑结构的基础上，在需要加固的设施面上添加钢类抗压承重材料。但因为钢质材料本身的特点，比如容易被腐蚀和氧化，所以要有有效的图层对加固的钢质结构进行保护。

(5)除了在建筑设施外层包裹钢质结构来加固的方法外，还可以在结构上添加粘贴钢板来加固建筑设施。注意事项同上。

(6)添加受力点来提高原有建筑设施的承重能力。其原理是利用力学基本原理，添加有效的受力支点来减少原有结构的承重大小。

(7)用钢丝代替钢质材料包裹建筑设施结果，效果不如钢板类材料，但较灵活，材料费用亦较低。

2.砌体结构加固改造

如果建筑结构中的墙体类结构的承重能力不达标，通常采用在墙体内加注钢筋的方法来增加原有墙体的承重能力。按照物理的压力、压强原则，可以采用增加受力面积以增大承重能力，加固建筑设施的目的；或者采用在外层包裹钢类承力辅助材料来与原有墙体合力一起承重。在现实中，往往会出现比较复杂的问题，就需要因地制宜的采取最合适的方法来应对。比如：如果遇到墙体裂缝的问题，一定要先采用灌注等方法维护好原有墙体本身，再选择上述方法加固墙体。

3.钢结构加固改造

在现有的情况下，对建筑设施进行加固的材料一般选择承重能力较强的钢类材料，因为其硬度大，相同的质量和体积承重能力亦较大，主要运用物理的压力、压强原则，可以采用加大钢体面积的方式来较小单位面积压强，即提高了总体的承重能力；另外还可以增加承重受力点，来减小每个成重点的压力。

三、民用建筑加固改造要重视的问题

施工单位在对建筑设施进行加固过程中需要注意一下几个问题，如果处理不好，强严重影响建筑设施的承重能力及美观性、安全性。在不少的年久房屋中，地基下陷的情况我想很多人都见过，这就是在施工的时候没有处理好地基承重与选择合适建筑材料之间的关系，没有使二者在建筑实施中达到一种平衡状态，或者说是建筑材料的总质量不能超过地基承重的能力。所以在对原有建筑设施进行加固的实施方案中一定要重视的问题就是加固材料的质量和地基的承重限度，否则不但起不到加固原有建筑设施的目的，还容易导致新的问题。再就是合理选择加固材料，并不一定是承重能力越大越好，在加固前，要合理预估建筑结构所需承受的最重承载力即现实的实际承载力，在综合分析的基础上，选择性价比最高的材料才是一种明智的理性选择。最后就是专业性的技术问题了，只有充分理解理论知识，并拥有丰富的实践经验的建筑施工团队，才能在综合利用各类信息的基础上，在确保提高建筑设施承重能力的同时，不减少原有建筑的使用价值。

四、总结

总而言之，要使对建筑设施的加固方案能够起到切实的作用，达到预期的效果，提高建筑设施的承重能力和使用价值，不能仅仅局限于对建筑设施局部结构承重的物理力学分析的基础上，而应该更全面、更系统地综合考量建筑设施整体，现实的实施过程中，在制定加固方案的时候“抓大放小”，多角度分析，综合考虑，以效果为衡量标准，在既定的条件下，最初性价比最高的实施方案。

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