建筑结构加固设计的途径及方法研究

摘要：近年来，建筑业的快速发展，人们生活水平的提高，对于建筑质量的要求是越来

越高。尤其是由于外界各种因素的影响，一些建筑出现了某些质量问题，但是又由于其地理

位置或者文化因素不能进行拆除，此时就需要对于建筑进行加固以延长其使用寿命。而在加

固的过程中，建筑结构加固设计方法就显得极为重要。本文主要就建筑结构加固设计的原则

及方法进行相关的分析研究。

关键词：建筑结构；加固设计；原则方法

中图分类号：TU2文献标识码：A

引言：

随着我国工程建设的发展，建筑结构的质量管理工作越来越受到各建设主管部门的重

视。在人们对建筑设施的要求日益增长的同时，建筑工程的质量和安全问题也日显突出，建

筑物在规定的时间内，在规定的条件下，应满足安全性，适用性和耐久性的要求。如果出现

任何质量或者安全上的问题，就必须及时采取相应的措施进行处理和补救。建筑结构加固设

计是进行建筑加固的基础所在，只有加固设计的科学合理，才能保证结构加固能够达到规定

的要求和标准。建筑与人们的生活息息相关，所以更加引起人们的关注，在建筑结构加固的

过程中，只有充分把握建筑结构加固设计原则和设计方法，才能使得加固工作达到预期目标，

才能促进建筑功能得到完全实现。

一、建筑结构加固设计的原则

造成建筑结构损坏的原因主要有高温、腐蚀、振动、风化、和地基沉降等，在对工业及

民用建筑结构进行加固的时候，需要针对其损坏的原因来采取相应的加固措施，加固工作应

尽量在保证其原建筑结构不受损伤的情况下进行，并且尽量减少对原构件的更换或者拆除，

对于有利用价值的构件要保留使用。进行建筑结构加固设计的主要原则包括以下两个方面：

1、选用材料的原则

在进行建筑结构的加固设计时，需要对加固材料进行选择。一般情况下，加固材料的选

取原则要遵循强度高、质量轻、性能好，耐久性高，并且要与建筑原结构材料有良好的相容

性，因此我们在实际操作的时候一般会选择和原建筑结构材料种类、强度等性能一样的加固

材料，这是在原设计材料的强度资料完备的情况下的选用原则，而在原设计材料强度资料不

充分或者没有的情况下，我们就应该对原结构材料的强度进行现行测算，并对其强度等级作

出规范取值。

2、加固设计的年限

对于建筑结构加固设计的年限，按照规定是保证其在一定时期之内无需进行大面积维

修，并以此作为加固设计的使用年限，也即保证在建筑结构的使用年限里，只需要进行正常

的维护。对于新建建筑的结构加固设计，一般要达到50或100年的使用年限，而对于比较

老旧的建筑，加固使用年限一般为5年到10年左右，不宜太长。

二、建筑结构加固方法分类

一般所需加固的结构大都存在由于结构自身的承载能力因灾害（如火灾、腐蚀、冻害）

或施工质量不到位或功能改变等因素的影响而导致结构承载能力不足的现象，所采用的加固

方法多是从提高结构的有效受力面积出发（如加大载面法等）减小截面的应力，或者直接改

变结构的受力体系，改变其传力途径（如增加支撑法等）从而降低结构构件的受力，最终达

到加固的目的。常用的建筑结构加固方法分为以下几大类：

1、砌体结构加固方法。主要包括扶壁柱加固法、钢筋水泥砂浆加固法、加大截面加固

法、外包钢筋混凝土柱加固法、外包钢加固法等。

2、混凝土结构加固方法。混凝土结构加固主要可以采用加大截面加固法、外包钢加固

法、预应力加固法、改变结构传力途径加固法、粘钢/碳纤维加固法、全焊接补筋法、套箍

加固法、喷射混凝土补强加固法、植筋法、局部修补加固法等方法。

3、钢结构加固方法。主要采用改变结构计算简图、加大构件截面、加强连接法等。

三、建筑结构加固施工技术

建筑结构加固施工技术比较广泛，尤其是混凝土结构的加固施工技术比较常见，主要包

括以下几个方面：

1、裂缝修补技术

该技术根据混凝土裂缝的起因、性状和大小，采用不同封护方法进行修补，使结构因开

裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复；主要适用于已有建筑物中各类裂缝的处理，但对受

力性裂缝，除修补外，尚应采用相应的加固措施。

2、托换技术

该技术系托梁（或桁架，以下同）拆柱（或墙，以下同）、托梁接柱和托梁换柱等技术

的概称。托换技术属于一种综合性技术，由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构

件拆除等技术组成，适用于已有建筑物的加固改造。与传统做法相比，具有施工时间短、费

用低、对生活和生产影响小等优点。但对技术要求比较高，需要由熟练工人来完成，才能确

保安全。

3、碳化混凝土修复技术

该技术系指通过恢复混凝土的碱性（钝化作用）或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀

得到遏制的技术。

4、植筋技术

该技术系一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术，可植入普通钢筋，也可植

入螺栓式锚筋，已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程。如：施工中漏埋钢筋或钢筋偏离

设计位置的补救，构件加大截面加固的补筋，上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长，房屋加

层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。

5、混凝土表面处理技术

该技术是指采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等清理混凝

土表面污痕、油迹、残渣以及其它附着物的专门技术。

四、建筑结构加固设计的方法

建筑结构加固设计的方法一般要以当地的实际条件和情况来衡量选择，要考虑到技术是

否先进，经济性合不合理来选择最优的加固方法。在建筑结构的体系和构件同时存在加固需

求的时候，要以体系加固的设计为优先，然后再考虑构件的加固设计。在进行不同类型的结

构构件加固时，应着重对关键结构和构件进行加固，如果一种加固方法的加固效果不够理想，

可以尝试采用多种加固方法同时进行加固。

1、外包钢加固法

外包钢加固法是在混凝土、砌体等构件的4角或2面包以型钢（常为角钢、扁钢或钢板

等）的一种加固方法，也是一种使用较广的传统方法。采用外包钢加固法能在构件截面尺寸

增加不多的情况下，大幅提高构件的承载能力。且具有施工简便、现场工作量较小，受力较

为可靠等优点，适于柱、梁、桁架弦杆和腹杆，以及高层建筑的加固。这种方法的不足是用

钢量较大，加固维修费用较高，且对结构刚度提高不大。

2、混凝土加固

混凝土加固是建筑结构加固设计中比较常见的方法，因现代建筑的原结构材料一般都是

混凝土为主，而根据加固设计的原则，我们应优先使用于原材料一样的加固材料。混凝土加

固又分为直接加固和间接加固两种。

2.1直接加固

直接加固也就是在需要加固的构件上现浇混凝土，或者对损坏严重的构件进行混凝土的

直接置换，例如对混凝土的受弯构件直接浇筑混凝土，通过增加构件截面面积来提高受弯构

件的承载力，从而达到加固的效果。混凝土的置换适用于承重构件有严重缺陷的情况，其缺

点就是置换工作会比较困难。

2.2间接加固

间接加固又有两种，一是预应力水平拉杆加固，二是预应力下撑拉杆加固。第一种方法

是通过利用偏心力来给加固构件中间的一起施加水平压力来克服外部负载弯矩，以减少预应

力混凝土受弯构件的外部负载，增强构件的抗弯能力；第二种方法是利用预应力支撑杆对混

凝土构件进行加固，再通过杆轴向心力产生的外部负载来加强建筑构件的承受能力，改变其

原有截面应力，以提高构件的承载力。利用预应力下撑拉杆加固，可以显著提高构件的承载

能力，但是需要进行大幅度的结构加固。

3、增大截面法

增大截面法即增大构件的截面面积（混凝土和配筋量），以达到提高构件承载能力的一

种传统的加固方法。可广泛用于混凝土、砖混结构的梁板、柱、墙等构件的加固。这种加固

方法的优点是工艺简单，技术较为成熟，可靠性强，且能提高构件刚度和稳定性。其缺点是

现场湿作业工作量大，养护时间长，对生产和生活会造成一定影响，对原有结构的外形和房

屋使用空间会造成一定影响，结构重量的增加又增大了其它相关构件的荷载，故在设计中应

从整体角度考虑。

4、外粘型钢加固

在进行建筑结构加固设计时，比较常用的还有外粘型钢加固，要注意的是，在对混凝土

梁进行外粘型钢加固时，要在混凝土梁截面的四隅粘贴角钢，如果混凝土梁受压区有楼板，

则要用钢板代替梁顶两隅的角钢。

5、外加预应力加固法

外加预应力加固法是采用外设预应力拉杆或撑杆对结构构件或整体进行加固的方法。它

通过改变原结构的内力分布、降低结构原有应力水平来间接提高结构的承载能力。预应力加

固法几乎没有改变使用空间，并通过卸载、加固功能消除应力滞后现象而取得较理想的加固

效果。其不足是预加力设备和锚固还待完善，也存在一定的风险。目前主要用于大跨度结构

的加固，以及采用一般方法无法加固或加固效果不理想的大型结构的加固。

6、改变受力体系加固法

为了减小构件的计算跨度，常采用增设支点（包括柱支座和弹性支座）和采用托梁技术，

从而改变结构的受力体系，使承载能力得以提高。其优点是简单可靠。不足是易损害建筑物

的原貌和使用功能，减小使用空间。适用于房屋净空不受限制的较大跨度的梁、板、桁架等

水平结构的加固。

五、结束语

综上所述，建筑结构加固设计是延长建筑使用寿命的一种方式，还能保证试用期的安全

性能。在具体的建筑结构加固设计中，要充分把握建筑结构加固的原则，还要制定科学合理

的施工方案，根据不同的建筑情况选择合适的加固方法，使得建筑结构加固质量得到保证。

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