房屋建筑物结构加固方法及技术探讨

摘要：结构的加固方法与技术在房屋的质量安全控制中起到重要作用。近几年来,随着我国房屋建筑施工加固技术快速的发展,各种各样的加固方法和技术应用到房屋建筑物中，特别是对混凝土结构。近年来混凝土结构的加固技术不断地发展，方法技术繁多。本文旨在介绍混凝土结构的各种传统、新型加固方法和技术的优缺点及适用范围，便于根据建筑物的类型进行合理地选择方法和技术。

关键词：房屋建筑；混凝土结构；加固技术；优缺点；适用范围

中文分类号：TU746．3 文献标识码：A 文章编号：

1对房屋建筑物进行加固的原因

近几年来，随着我国经济发展迅速，工程项目也随之迅速增加。加固行业也迅速发展，对房屋建筑物进行加固的主要原因有：一、由于设计中出现的失误、施工质量和材料质量不符合设计要求，如配筋不足、混凝土强度不够等；二、建筑物老化，相当多的建筑已经进入中老年期，必须进行维修和加固【1】;三、灾后修补，水灾、风灾、火灾及地震后，原结构构件遭到破坏；四、混凝土碳化，致使钢筋锈蚀，造成建筑物破损；五、建筑物的改造加固，如接建、移位、增加荷载等结构功能性改变；六、建筑物的抗震，地震对建筑结构破坏的破坏力极强，但地震具有难预报性，只有通过提高建筑结构的抗震性能将地震带来的损失降到最小；七、使用不当造成的破坏，如强拆。对灾害要防患于未然，并将灾害造成的损失减到最低，对已出现的结构病害必须进行彻底治理【2】。建筑结构加固主要包括：混凝土结构加固、砌体结构加固、钢结构加固，其中混凝土结构加固是其中重要的部分。[ 作者简介：张雅静（1982－）女，内蒙古赤峰人，硕士，讲师,主要从事工程力学、结构设计原理的教学工作，并从事力学研究。

通讯作者：李治国（1981－）男，内蒙古乌兰察布人，硕士，讲师，主要从事机械原理的研究工作。]

2 混凝土结构加固各种方法的优缺点及适用范围

混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类

2.1直接加固的一般方法： 2.1.1 加大截面加固法 该法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验；适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固；但现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。 2.1.2置换混凝土加固法 该法的优点与加大截面法相近，且加固后不影响建筑物的净空，但同样存在施工的湿作业时间长的缺点；适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。 2.1.3有粘结外包型钢加固法 该法也称湿式外包钢加固法、施工简便、现场工作量较小，但用钢量较大，且不宜在无防护的情况下用于600C以上高温场所；适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。 2.1.4粘贴钢板加固法 该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业，对生产和生活影响小，且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响，但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平；适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。 2.1.5粘贴纤维增强塑料加固法 除具有粘贴钢板相似的优点外，还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点，但需要专门的防火处理，适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。2.1.6绕丝法 该法的优缺点与加大截面法相近；适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固，或需对受压构件施加横向约束力的场合。 2.1.7锚栓锚固法 该法适用于混凝土强度等级为C20～C60的混凝土承重结构的改造、加固；不适用于已严重风化的上述结构及轻质结构。

2.1.8碳纤维材料加固方法

以碳纤维加固法为例介绍一种目前新型、加固效果好的技术。

碳纤维加固法在我国使用的时间比较短。碳纤维加固包括碳纤维布加固和碳纤维板加固两种。碳纤维材料用于混凝土结构加固修补的研究始于80年代美、日等发达国家。我国的这项技术起步很晚，2008年5月12日地震之后此技术迅速被推广。碳纤维加固修补结构技术是继加大混凝土截面、粘钢之后的又一种新型的结构加固技术。

材料特点:碳纤维与传统的加大混凝土截面或粘钢混凝土补强相比，具有节省空间，施工简便，不需要现场固定设施，施工质量易保证，基本不增加结构尺寸及自重，耐腐蚀、耐久性能好等特点。另外，采用该工法，可大大提高建筑物的使用寿命，降低加固成本。因此，碳素纤维作为划时代的补强材料，而备受青睐和关注。

(1)抗拉强度高，是同等截面钢材的7-10倍。

(2)重量轻，密度只有普通钢材的1/4。

(3)耐久性好，可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的破坏。

(4)施工方便快捷、省力节时、施工质量易于保证。

(5)适用范围广，混凝土构件、钢结构、木结构均可进行加固。可大幅度提高构件的承载能力、抗震性能和耐久性能。

适用范围：碳纤维加固法可用于混凝土结构抗弯、抗剪加固，同时广泛用于各类工业与民用建筑物、构造物的防震、防裂、防腐的补强；混凝土结构物、桥梁及建筑物的梁、柱、面板加固；隧道、港湾设施、烟囱、仓库、厂房的加固；受盐害的混凝土、桥梁以及河川构造物的防护和加固。1

2.2间接加固的一般方法有： 2.2.1预应力加固法 该法能降低被加固构件的应力水平，不仅使加固效果好，而且还能较大幅度地提高结构整体承载力，但加固后对原结构外观有一定影响；适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固，但在无防护的情况下，不能用于温度在600。C以上环境中，也不宜用于混凝土收缩徐变大的结构。

2.2.2增加支承加固法该法简单，但易损害建筑物的原貌和使用功能，并可能减小使用空间；适用于具体条件许可的混凝土结构加固。

3 与混凝土结构加固改造配套使用的技术：

与混凝土结构加固改造配套使用的技术一般有：

3.1托换技术系托梁（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；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，但对技术要求较高，需由熟练工人来完成，才能确保安全。

3.2植筋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。

3.3裂缝修补技术 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性得以恢复的一种专门技术；本方法于修补混凝土结构所出现的裂缝，恢复其整体性和使用功能。对于结构承载力不足引起的裂缝除采用本方法处理外，还应采取相应的加固措施，确保结构安全可靠。其中碳纤维加固混凝土裂缝技术是一项新型技术。

碳纤维加固混凝土裂缝技术：对于宽度大于0.2mm的独立贯通裂缝，采用压力灌注结构胶的方法进行补强，同时沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴碳纤维，在要补强的结构上，形成一个新的复合体，使增强粘贴材料与原有钢筋混凝同受力增大结构的抗裂或抗剪能力，提高结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。常用于根底修补的工字梁可以抵挡136~181kN的拉力，避免墙体弯曲，而10cm宽的碳纤维条可接受8至10倍这样的压力，其厚度只要3.2mm。

用碳纤维修补房屋裂缝有以下优点

a、重量轻，厚度薄，基本不增加结构自重及截面尺寸。

b、适用面广，灵活性强，可用于各种类型和形状的结构构件加固。

c、施工方便快捷，不需要大型机具，没有湿作业，无需动火，无需其他固定措施，不受原结构形状限制。

d、高耐久性，由于不会生锈，非常适合在高酸、碱、盐及大气腐蚀坏境中使用。[3.4 碳化混凝土修复技术（还不成熟） 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。

3.5混凝土表面处理技术 系指采用化学方法、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。

3.6混凝土表层密封技术系指采用柔性密封剂充填、聚合物灌浆、涂膜等方法对混凝土进行防水、防潮和防裂处理的技术。使之成为坚固的实体，防止其它物质渗透，从而延长了混凝土的寿命。

3.7其它技术

如结构、构件移位技术、调整结构自振频率技术等。

4 根据加固工程对加固方案的分析选择

随着科学技术的不断进步，新技术、新材料、新工艺进行工程加固的方法，如预应力加固发、粘钢锚固法、碳纤维加固法被广泛应用于各类加固工程中。应根据具体方案确定加固方案。原则就是效果好、节省时间、财力、人力，操作简单方便。以框架梁的加固为例，碳纤维加固法较其它方法除材料费用高外，优势更多，重要表现在自重轻，材料自身几乎不增加重量；强度高，固化后的碳纤维强度比钢材高达十几倍；劳动强度小，一个作业面只需一至两人操作即可；施工工期短，熟练工人每人每天只完成近200m2左右。但是，应用其在负弯矩部位进行加固效果不如钢板性能好。]

5 总结

混凝土的加固方法也得到了不断的发展。新型方法和技术不断涌出。设计时可根据实际工程和各方法技术的优缺点及适用范围，再结合经济、效果、工期等方面定加固方案，这还需要我们在工作中不断学习，总结和创新。

参考文献：

[1]卓尚木，季直昌，卓昌志．钢筋混凝土结构事故分析与加固[M]．北京：中国建筑工业出版社，1997：53―85．

[2] 王凤，刘秋玲．混凝土结构加固技术浅析[J]．山西建筑，2010，36(23)：61―62．