房屋结构加固设计范文

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第1篇

关键词：建筑结构;工程加固;施工技术

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

中图分类号：TU765文献标识码： A 文章编号：

引言

近年来，随着国民经济的迅速增长，建筑领域里，不断出现越来越多的混凝土建筑物由于设计变更、施工质量、使用功能改变或经受灾害破坏等原因，而必须对原建筑物进行加固改造。现对目前常用的几种施工方法进行简单的介绍，对混凝土结构常见的加固对象进行分类,并对其破坏的特性进行描述，对混凝土结构加固技术在设计中的应用作了初步探索和理解,阐述了各加固技术的特点。

当前的一些混凝土构筑物因建成时间长、出现功能性改变、受到外力破坏、设计时配筋不足、施工时质量控制不严等因素,都需要对相应的混凝土构件进行加固。对需加固的混凝土构件,首先要分析其损伤的原因及破坏特性,明确其破坏机理,从而制定科学、经济、合理的加固方案。混凝土结构的加固可分为直接加固和间接加固。结构加固中需根据实际条件以及使用要求选择适宜的加固方法。

一、直接加固方法  

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。

1．加大截面加固法。在钢筋混凝土受弯构件现浇混凝土可增加截面有效高度，扩大截面面积，同时可增加主筋从而提高构件正截面抗弯、斜截面抗剪承载力。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问长，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．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。  

3．外包型钢加固法。外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边，外包钢加固钢筋混凝土梁一般应采用湿式外包法，即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固构件粘结成一整体，加固后的构件，由于受拉和受压钢截面面积大幅度提高，因此正截面承载力和截面刚度大幅度提高。 

4．外粘钢板加固法。该方法是在构件承载力不足区段表面粘贴钢板来提高承载力达到加固补强作用。注意的是，加固工程完成后，应用小锤轻轻敲击粘贴钢板，从响声判断粘接效果或用超声波法探测粘贴密度。如锚固区粘贴面积少于90%，非锚固区粘贴面积少于70%，则此粘贴无效，应剥下重新粘贴。对于重大工程，为真实检验加固效果，尚需抽样进行荷载试验，一般仅作标准使用荷载试验，即将卸去的荷载重新全部加上，其结构的变形和裂缝开展应满足设计使用要求。

 5．粘贴纤维复合材加固法。该方法是用胶结材料把纤维复合材料贴于构件受拉区域表面，且使纤维方向于构件受拉方向一致，它于被加固截面共同工作，除具有粘结外包型钢加固法相似的优点外，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。

二、间接加固方法  

间接加固是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法；改变结构计算图形的一般方法为：增加支撑形成空间结构并按空间结构验算：加设支撑增加结构刚度，或者调整结构的自振频率等，以提高结构承载力和改善结构动力特性；增设支撑或辅助杆件，使结构的长细比减小以提高其稳定性；在排架结构中重点加强某一列柱的刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其它柱列负荷。  

1．增设支点加固法。增设支点加固法是通过增设支承点来减小结构计算跨度，改变结构内力分布并提高其承载能力的加固方法。梁、板在跨中增设支点后，减小了跨度，从而能较大幅度地提高承载能力，并能减小和限制梁、板的挠曲变形。适用于房屋净空不受限制的大跨度结构中梁、板、桁架、网架等水平结构的加固。增设支点加固法优点是简单可靠，缺点是使用空间会受到一定影响。

2．外加预应力加固法。对正截面受弯承载力不足的梁板构件可以采用预应力水平拉杆进行加固；正截面和斜截面均需加固的梁式构件可采用下撑式预应力拉杆进行加固。对受压承载力不足的轴心受压柱、小偏心受压柱和大偏心受压柱可采用预应力撑杆进行加固

三、结构加固的技术  

对于混凝土结构，在选择加固方法的同时还需选择相应的配套技术。其中施工技术一般有：

(1）托换技术。该技术系托梁（或析架，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。

(2)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，也可植人螺栓式锚筋，已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程。

(3)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的一种专门技术；适用于已有建筑物中各类裂缝的处理，但对承载力不足引起的裂缝，除修补外，尚应采用相应的加固方法进行加固。

(4)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，目前这一技术还不够成熟。

(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、工程应用

该工程位于珠海市，原建筑为三星级酒店，但由于种种原因该项目在完成主体框架结构后一直被空置。后由新的投资方收购并重新定位开发，目标为改造成五星级度假酒店。该改造项目难点在于：1、在原地下室顶板上加建两层用作酒店大堂，这就需要在原结构梁上立柱，为此我对原结构重新建模型整体计算，根据计算数据对不满足要求的原框架梁柱增大截面处理，其中就用到植筋、钢包柱等多种加固技术；2、在原三层天面增加游泳池，由于荷载较大，我经过计算采用增加柱及基础的方法，达到减轻原结构承担荷载的目的。3、由于原使用功能的重新划分，使作用在原楼板上的荷载发生变化，经计算后对原不满足计算要求的板及梁采用粘钢的加固技术。该工程现已改造完毕并重新投入使用，由于各项加固技术运用恰当，最大限度地利用了原有结构，取得比较好的经济效益，获得业主方的一致好评。

五、结束语

  在建设中,我们应该选择合适的加固方法,同时还应考虑其是否具有良好的施工性、是否经济等方面。随着现代建筑科学技术的不断进步,新型建筑材料不断出现,混凝土结构加固技术会有更大发展,加固方案的选择范围也将具有更为广泛的空间。

参考文献:

[1] 混凝土结构加固设计规范（GB50367－2006）.

[2]林文修,陈昌松.混凝土加固方法与技术[M].北京:中国建筑工业出版社.

第2篇

关键词：混凝土；结构；加固设计

1引言

当前的房屋建筑结构的设计和施工质量，直接决定了房屋建筑工程的整体稳定性和耐久性。我国当前的房屋建筑工程中，老旧混凝土结构开始出现诸多问题，严重威胁了房屋建筑结构的稳定性与安全性，如不能及时采取处理措施，势必严重影响居住者人身安全，因此，采用合理的混凝土结构加固技术至关重要。

2建筑工程中的混凝土结构加固设计

2.1基本原则

建筑施工中，通常需要综合运用多种科学技术，而混凝土结构加固技术的运用就是其中之一，在结合大量先进技术、材料、施工方法的情况下，有效提高了混凝土加固的实际效果，提高了工程建设的经济效益。在设计混凝土加固工程时，也需要综合考虑相关的技术指标、经济指标等因素，从而确保工程设计能够具备相应的科学性与先进性。在实施混凝土加固时，通常选用强度相较于加固对象更高的混凝土材料，并注意做好加固结构、加固对象连结等细节施工，保证加固件与加固对象能够维持协调的运作，从而维护建筑结构整体上的一致性。如果将混凝土结构加固技术应用于由于高低温、化学反应、机械震动等因素所造成的建筑结构破损问题，应当结合破损的实际原因，选择相应的处理方法，以减轻甚至消除破损原因，达到提高建筑结构安全稳定性的效果。衡量一项工程活动整体质量的重要指标之一，在于其经济效益的评价，在实际的工作中，混凝土加固施工应当尽可能避免影响到原建筑的正常使用，从而减少加固施工可能对原建筑带来的负面影响，因此建议尽可能以原本建筑条件为基础，降低加固施工的成本。

2.2常见建筑结构加固方法的缺陷

直接加固法缺陷直接加固法中有置换混凝土加固法，这一方法的使用不会影响到建筑物净空，但施工需要花费非常多的时间，将严重影响到混凝土强度，并使梁、柱混凝土承重加大，影响建筑结构稳定性；还有一种大截面加固法，这一施工方法现场湿性作业时间长，影响到正常生产与生活，还会使净空减少；粘结外包型钢加固法现场需要使用大量钢筋，需要将混凝土结构强度增大，加固效果与胶黏工艺水平相关，在湿度环境下会使构件出现弯曲或者变形；黏贴纤维增强塑料加固法的使用需要设置防火层，不适合应用在所有的建筑构件中；绕丝法的不足与截面法相似，需要对构件施加较大约束力；锚固法需要对构件混凝土承重改造。

3房建结构新型加固技术

3.1间接加固技术

间接加固技术，通常是根据房屋建筑工程实际的受力情况，合理选择的加固技术。如果混凝土构件出现受力不均的情况，将会破坏房屋的结构，必须采取相应的调整措施，进行房屋结构的加固设计，例如，通过对受弯混凝土构件采取预应力加固的方法，有效限制外荷载可能对混凝土构件造成的损坏，从而达到防止荷载过大致使房屋结构破坏的目的；或者通过降低外荷载效应的方式，提高混凝土结构本身的抗弯能力。间接加固法中，最为常用的是预应力水平拉杆加固技术，其主要是在混凝土结构上施加预应力，以改善工程混凝土结构抗裂性能，限制裂缝宽度、长度，进而改善混凝土构件的施加预应力，延长房屋结构的使用寿命。另外，预应力拉杆加固技术也是常用的间接加固技术之一，在房屋建筑混凝土结构加固中的应用通常采用卧式组装，该种方式具有很强的抗压性和稳定性。

3.2直接加固技术

3.2.1增大截面加固法

当混凝土材料处于三向应力状态时，三向应变将受到约束，进而将混凝与承载力增强；当侧向压力增大时，约束混凝土构件也会出现横向变形的增大，促使结构承载力增大。按照三向受力原理，新、旧混凝土结合构件将共同受力，使构件刚度与强度增大，进而使整体承载力增强。这种加固方法优势是能够在构件外表面增加一个钢筋混凝土套箍层，进而将原来的混凝土强度与延伸性增强，提升混凝土抗压性能。

3.2.2外贴型钢加固法

外贴型钢加固法具有现场工作量少、受力稳固、工期短的特点，能够对原有构件除锈以后应用，湿性作业减少，构件在加固后的1d时间内都可以应用；外贴钢技术受环境与截面面积影响，能够将刚度与承载力提高，并且使用成本较低。黏贴过程中对粘结强度与弹性模量有较高要求，如果周围环境有腐蚀介质时需要使用可靠的耐久性防护措施。

3.2.3黏贴碳纤维复合材料加固法

使用碳纤维复合材料加强混凝土构件稳定性能使新、旧构件后期强度增大，并提升加固速度，加固以后的结构构件会有更高耐腐蚀性与耐久性，对结构影响小，几乎不会使截面面积增加，耐久性良好，大大提升结构构件受力性能。碳纤维加固技术使用的越来越多已经渐渐取代了粘钢加固技术，鉴于碳纤维弹性模量低，一般在220GPa左右，高弹性模量在340～560GPa之间，将碳纤维复合材料外贴会使构件加固效果提升.

3.3钢丝网砂浆加固技术

钢丝网砂浆加固技术优势在于自身含有较高钢材与复合水泥砂浆，并且砂浆具有较强的分散性。研究证明，当钢丝网水泥砂浆含钢量达到300kg/m3时，会比普通的水泥砂浆更容易增强砂浆特性。钢丝网砂浆加固使用的材料弹性好、抗拉强度大、抗渗性与抗裂性好。在实际工程中使用普通钢筋混凝土构件容易出现开裂、断裂等问题，并使预应力构件自重降低，延性较弱。而使用钢丝网水泥复合砂浆则能增强混凝土构件的整体承载力，增强结构稳定性。

3.4注浆加固法

注浆加固法主要针对的是混凝土结构物开裂问题，原理是利用环氧树脂粘合剂或密封剂，实施加固修补，以不影响实际生产为基本前提，尽可能达到预期的强度要求，从而延长结构使用寿命，效果安全可靠。这种方法主要有以下特点：①灌浆时应延续且慢速，保证树脂尽量都注入开缝的部位；②这种方法可控制注入量，在需要时也能及时增加灌浆料；③可以依据注入的需要、开裂的大小调整注浆压力；④能直接用肉眼观察到注入的情况以及注入量。这种方法主要适用于隧道、桥梁等混凝土结构建筑物的开裂修补上。

4建筑混凝土结构加固工程实例分析

4.1工程概况

某高校体育场占地面积约为11562.2m2，附属建筑面积达4532.72m2，建筑耐火等级为2级，建筑使用年限为40年，结构类型为框架式结构，抗震度为Ⅶ度，其结构布置如图1所示。鉴于设计出现变更，原有结构的稳定度与钢筋混凝土承载力不能满足标准。该工程需加固钢筋混凝土柱，高为8.2m，另有一根长度在11.2m的钢筋混凝土框架柱，如图2所示。

4.2混凝土结构加固设计

工程使用了外贴钢加固法，在混凝土构件外贴一层型钢，与原有混凝土构件一起工作，受力整体均匀，进而将建筑结构的抗弯性能与抗剪性能增加。在使用外贴钢加固法以后，使混凝土构件刚度与承载力明显增强，减少了配筋量，使用胶黏剂与黏贴工艺，增强了黏贴稳固性。本工程是一个看台结构，使用两个柱作为加固构件，使用外贴型钢将构件加固，造价低廉，高分子材料使用比套箍加固法少。此外，本工程还使用了套箍加固技术，将原有钢筋量输入，使用PKPM软件对参数分析，加固原配筋面积为3562.2mm2，在不改变截面面积情况下需要加固的配筋面积为1230.63mm2，使用套箍加固技术间距控制在120，考虑到厚度，需要在原有截面面积上增加配筋量。使用PKPM软件中混凝土构件加固设计软件，对混凝土构件进行验算。取中间纤维的设计拉应变取值；纵向受钢筋极限设置为0.02，单层纤维厚度为10mm直径。使用不同加固软件对套箍加固技术进行分析。

5结语

房屋建筑工程中，混凝土结构属于基本骨架，因此其稳固性将直接关系到整个建筑的坚固。在进行房屋混凝土结构设计的过程中，应当注意切实加强整个设计过程中各个设计环节，严格按照相应设计文件开展施工，充分保证房屋建筑的施工质量水平，满足房屋建筑建设的相应功能。

作者:刘笛 单位:中机中联工程有限公司

参考文献:

[1]仵爱菊.建筑工程的设计原则与混凝土加固设计应用分析[J].建筑工程技术与设计，2015（14）：57~58.

第3篇

1．1有效延长建筑的使用时间

使用寿命在房屋建筑工程中是一个非常重要的问题，多数房屋在使用过程中因为受到使用功能的改变、火灾、地基不均匀沉降、超载等不同因素的影响，寿命缩短的很严重，而结构加固技术的使用正好可以有效延长建筑的使用时间。

1．2增强房屋建筑耐久性

房屋建筑在使用过程中，因为受到多种因素的影响，其耐久性受到了严重的影响，结构加固技术的使用可以从结构上使建筑物耐久性得到加大。

1．3提高房屋建筑抗震性

作为一种自然灾害，地震的发生为社会发生造成了严重影响，近年来我国地震频现，因此在房屋建筑使用过程中应该对抗震性给予充分重视，结构加固技术的使用可以使既有房屋建筑稳定性得到大大加强，有效提高建筑的抗震能力，进而更好的与现代社会发展的需要相适应。

2我国房屋建筑施工加固设计的使用现状

2．1房屋建筑施工加固技术体制不合理

目前我国的施工技术与管理方式比较粗放，同时密集化与专业化的程度也不高，尚未形成相应的技术创新体系。在房屋建筑施工过程中应该在技术人才培养机制上进行不断的创新，同时对房屋建筑施工技术体系进行不断的完善与创新，进行体系建设。正因为房屋建筑行业存在一定的特殊性，因此不能完全依靠传统体制，这样会使产业升级技术的更新换代受到影响，或者产业升级速度太慢等问题的存在都会对市场创新受到影响，加上房屋建筑施工技术在创新上存在一定的滞后性，需要进行大量的创新实践和运用，这样才能对施工进度与施工质量进行有效保证。值得一提的是，建筑施工技术创新很容易会不适应实际的市场需求，加上一些新的技术成果容易受到相关政策的影响，进而不能及时进入到建筑施工之中。

2．2建筑施工技术与理念非常落后

科学的理论与正确的理念是行动的先导，在建筑行业中也是如此，企业领导、项目负责人以及施工人员在工作中都离不开科学的理论与正确的思想作指导。从目前房屋建筑施工中来看，很多企业领导者、项目负责人不重视施工技术、材料的创新性，严重忽视了施工过程中的创新理念，在这种情况下，整个工程建设在设计与施工过程中始终沿用着传统的思路，不重视引进先进的理念与技术，在理念与施工上不能与时代要求相适应。施工企业严重忽视了建筑技术在创新工作上的重要性，以上这些因素是造成房屋建筑创新性缺乏的重要原因。

3房屋建筑工程中经常使用的几种加固设计技术

3．1粘贴钢板加固技术

这项技术在建筑加工施工中十分常见，这项技术的优点主要在于加固施工的时间比较短、钢筋混凝土结构不需要加湿、外观损害比较少等，因此不能对建筑物的正常使用造成影响。但是因为加固技术的效果主要由建筑结构胶的质量所决定，所以粘合的材料与施工水平都会随建筑物的加固效果产生影响。因此一般来说这种技术经常在钢筋混凝土构件薄弱部位以及受拉区的静态固件中使用。

3．2增补受拉钢筋技术

这项技术主要是指在房屋建筑主体结构中一些受力集中的地区，使受拉钢筋得到增加，利用这种方法对梁体结构的承载力水平进行改善。在这样的过程中，增补钢筋和既有梁体结构之间的连接可以利用全焊接与半焊接等方式来实现。在二者连接的过程中，可以与实际情况相结合，在干法外包与湿法外包两种方式之间进行灵活的选择。

3．3外包型钢加固技术

这项技术主要是指用型钢外包在钢筋混凝土结构的四角上，这样一来原来的结构构件的承载能力就会得到大大的提高。这种技术主要可以分为干式与湿式两种外包方法，一般来说湿式外包型钢法比较常用，这种方法可以使结构承载力得到有效提高。外包型钢法的受力非常可靠，同时施工方法也非常简单，但是需要用到的钢材量非常大，同时加固施工的成本也非常高，因此，一般房屋建筑的加固不会使用这种方法，而选择将这种技术用在建筑物梁、柱等位置上。

3．4碳纤维加固技术

这项技术主要是指通过树脂胶结合擦聊将碳纤维板粘贴在结构的表面上，通过这种方式促进结构承载力得到提高，这种技术的优点主要在于它的强度比较高、材料的重量比较小，在使用过程中不需要对材料腐蚀等问题进行考虑，此外适用的领域也非常广，施工材料价格比较低，因此成为现代结构加固设计中比较常用的一种加固技术。但是因为这种技术的耐高温性能并不强，一般来说要求在温度环境60℃以内使用，否则就需要采取一些保护性的措施。

3．5预应力加固技术

这项技术主要是指利用施加预应力的钢绞线、钢拉杆等对结构构件承载力进行提高，它是一种集加固、卸载以及改变结构受力于一身的加固方法。因为受到荷载与预应力的双重作用，使拉杆出现了轴向拉力预应力偏心受压的情况，在这种情况下构件的抗弯能力得到了增加，同时外荷载效应得到了减少，最终使结构受弯变形的程度得到了有效控制，同时也大大提高了构件斜截面的承载力。这种技术的缺点在于在加固施工过程中需要专门的施工机具设备与工序，并要求在60℃以内的温度环境中应用，否则就需要采取一些保护性的措施。

4结语