房屋建筑结构加固设计及应用实例

姚洲

摘要：房屋建筑结构的加固设计具有重要意义。因此，在进行加固施工时，施工方一定要根据建筑结构实际状况来制定科学合理的加固方案，并选择合适的施工技术，确保加固后整体房屋建筑结构的安全性能够大大提高，进而为人们的正常生活、工作提供安全保障。

关键词：房屋建筑；结构加固；设计应用

1房屋建筑结构加固施工技术类型

1.1纤维复合材料加固技术

利用结构胶在原构件的混凝土表面粘接纤维复合材料，并形成一个整体，提高抗弯及抗剪的性能，这是一种直接加固方法，适用于钢筋混凝土受弯、受压及受拉构件的加固。由于加固材料为纤维复合材料，轻质高强，只需采用结构胶粘接，施工简便，加固后不会增加原构件的重量，更不会影响结构的外观。缺点是有机胶的耐久性和耐火性较差，需要在一定时间内进行有效的维护。同时，需要制定合理的锚固措施，使纤维材料和原混凝土结构协调工作，最大程度地发挥作用，有效提高结构的抗弯抗剪性能，从而提高承载力。

1.2预应力加固技术

通过施加体外预应力，改变原结构的传力路径，有效改善或者调整了原结构的受力状态，这是一种间接加固设计方法。在不影响正常使用功能的前提下，对原结构刚度较小的构件，能够有效提高承载力。此种加固方法可使原结构杆件内力相应降低，且不影响结构的使用空间，方便在结构使用期间内进行检测、维护和更换。缺点是工艺较为复杂，因为有许多新的构件，对现场施工的要求较高，同时新的构件均需要进行可靠的防腐处理。

1.3加大截面加固法

加大截面加固技术具有适应性强、工作简单、施工方法成熟等优点，可有效提高构件的承载能力、刚度及稳定性，通常在梁柱以及构筑物混凝土结构当中使用，特别是原构件配筋较小及轴压比不足的情况下。但是加大截面加固技术在实际应用过程中也有一定的缺陷，比如工期比较长、湿作业，构件的尺寸也会影响建筑的功能及其它结构构件的受力性能。

1.4结构体系加固法

通过增加一定的结构构件（如剪力墙及侧向支撑）或设施（如阻尼器）的办法，来改进原结构体系的受力及抗震性能，提高承载力、刚度和延性，并满足现有规范的要求。如原结构体系不满足现行功能的需求，可采用此种加固方法，优点是能大幅度提高结构整体性和抗震性能，缺点是代价较大，新增的结构构件较多，可能会影响新的建筑功能，同时新老结构也可能存在沉降不一致的问题。

1.5粘钢加固技术

采用结构胶粘剂将薄钢板粘贴于原构件的混凝土表面，使之形成具有整体性的复合截面，以提高承载力，这是一种直接加固方法。优点是施工简便快捷，原结构自重增加小，不改变结构外形，不影响建筑使用空间。缺点是有机胶的耐久性和耐火性问题，钢板需要进行防腐防火处理，还需要进行除锈和清洁处理，涂刷防锈漆两道后采用25mm厚1∶3水泥砂浆（加钢丝网）防护。因此在工程加固过程中，一定要保证整体质量，避免由于某个环节出现问题而进行返工。

1.6支点加固技术

用增设支撑点来减小结构计算跨度，达到减小结构内力及相应提高结构承载力的加固方法。适用于对使用空间和外观效果要求不高的梁、板、桁架、网架等水平结构构件加固。优点是受力明确，简便可靠，缺点是影响使用空间，原结构存在二次受力的影响。

2本工程应用技术分析

本工程分为A和B塔楼，A塔楼的改造难点在于7层功能由原来的枢纽配套改造为机房、监控室、电力间、电池间、钢瓶间等荷载较大的功能，而原来建筑的外立面及幕墙均已完成，无法对外圈梁柱进行加固改造。图1为改造机房示意图。

图1改造机房示意图

B塔楼的改造难点在于在8层增加厨房及密集书柜等荷载较大的功能房间。图2为改造厨房及密集书柜示意图。

图2改造厨房及密集书柜示意图

A塔楼7层由于改造成机房，荷载较大，直接按现有梁板布置梁板配筋，均超过原配筋40%，均需要加大截面，包括外围一圈的梁，目前建筑外立面均已完成，没有条件加大外围梁截面。根据不同模型及方案的试算及对比，最终选择水平向加两道次梁，同时，在第一道新加次梁处增加斜撑，支撑于下层柱处，将荷载有效地通过支撑传递到下一层柱处，减轻框架梁的荷载，保证了原有的梁均可不增加截面，仅粘钢就能解决承载力不足的问题。图3为支撑示意图及加固节点。

新加梁大样（与次梁连接）

图3支撑示意图及加固节点

B塔楼8层23~25交L~Q轴之间，功能修改为厨房及密集书柜。厨房区域存在高温风险，且为防火重点区域，因此要求：（1）按新使用要求下的恒载，无活荷载工况，验算原结构承载力，即高温加固失效时的安全度。不足时应采用增大截面法。（2）加固梁板需按较严的要求做防火设计，可采用防火涂料或防火板等加强措施。同时，在图纸中明确密集书柜的荷载要求为12kN/m2，为了不破坏建筑的外立面，采用水平向加两道次梁的加固方式，将荷载传递到原竖向框架梁上，并通过粘钢解决了承载力不足的问题。图4为新加混凝土梁示意图。

图4新加混凝土梁示意图

3结语

综上所述，不同的加固方法适用于不同的结构改造，好的加固方法能够提高结构的稳定性和安全性，并节约造价、简化施工难度。对于改造比较大，荷载与原结构差距较大的地方，需在图纸上注明改造后的使用条件及荷载限制条件，方便业主后期根据图纸进行改造。需加强多种加固方法组合的设计理念，以最小的代价实现项目的改造目标。同时，需要不断加强加固技术的研究与应用，为后续项目的建设提供一定的参考借鉴。

参考文献

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