建筑物加固改造存在的问题与对策探讨

建筑物加固改造存在的问题与对策探讨

孙好林

             青岛建研院加固工程科技有限公司   山东青岛 266003

摘要：建筑物经过长时间的使用之后，部分建筑结构会出现强度偏低、抗震性能不足等安全隐患，需要对其加固以便于更好的满足人们的居住需求。本文针对当前建筑物结构加固改造中出现的问题，提出了针对性的解决对策，以供参考。

关键词：房屋建筑工程；结构加固改造；植筋技术

1建筑物结构加固改造中存在的问题

1.1规范变更导致的设计依据混乱

以《建筑结构可靠性设计统一标准》2018版为例，该标准将基本组合中的恒载分项系数由1.2提高至1.3，活载分项系数由1.4提高至1.5。在无任何实际变化的情况下，若按《民用建筑可靠性鉴定标准》2015版中承载力评定的相关要求，评定结果约有8％的差距，构件安全性由之前的au级构件直接变为cu级。在可靠性标准实施前后，安全性鉴定结果发生了突变，给加固改造带来一定的困扰。

1.2产权或使用权问题限制加固作业的实施

由于荷载增加，需要分别对楼层上下同时进行加固处理，但往往由于楼下属于不同的使用部门，加固施工难以实施。常见的如商场内增加室内儿童游泳馆，办公楼内部分房间增设信息机房。

1.3加固过程存在一定盲目性

在建筑结构加固改造中仍存在一定的盲目性，主要表现在：现场初步测量不足，竣工资料残缺，设计及施工人员对既有房屋结构修建时连接构造做法不了解以及对现存的质量缺陷的忽视，采用的加固方法缺乏实际可实施性等问题。不合理加固会导致结构构件的损伤、开裂等问题，非但不能起到加固作用，甚至会损坏原主体结构。

2建筑物结构加固改造措施和建议

2.1粘贴钢板加固技术及粘贴碳纤维加固技术

粘贴钢板加固技术和粘贴碳纤维加固技术的原理、使用场景和优缺点比较相似。两种方法均是将钢板或碳纤维材料粘贴在混凝土表面以形成一个整体。通过钢板（碳纤维）与原结构的协同受力，减小整体应变，改善钢筋及混凝土的应力状态，从而提高承载力、限制裂缝扩展。粘贴钢板加固技术多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；而粘贴碳纤维材料加固技术适用于钢筋混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压及受拉构件的加固。两种方法都具有施工快速、现场湿作业量少、对生产生活影响小、加固后对原结构空间使用影响小等优点，其中粘贴碳纤维加固技术还具有耐腐耐潮耐用、重量轻、维护费用较低的优点。粘贴钢板加固技术和粘贴碳纤维加固技术在使用上也存在一定的限制：（1）需要较高的胶粘工艺与操作水平；（2）承载力提高幅度有限。对于混凝土受弯构件的加固，为避免加固量过大，导致加固后的构件存在脆性隐患，需控制加固提升的受弯承载能力不超过40%，并以加固前原构件相对界限受压区高度的0.85倍，来控制加固后的混凝土相对受压区高度，此时原纵向受拉钢筋首先屈服，构件受压区的混凝土有可能尚未破坏，但混凝土已出现明显裂缝，构件挠度较大，截面具有一定延性，体现出明显的破坏预兆。粘贴钢板加固技术和粘贴碳纤维加固技术均需根据建筑防火的要求进行防火处理，粘贴碳纤维加固技术应避免用于后期装修施工使用射钉及膨胀螺栓的区域。

2.2外包型钢加固技术

外包型钢加固技术是一种可大幅度提高原结构承载能力和抗震性能的加固技术，其加固较粘贴钢板更可靠，施工较加大截面法更便捷，且具有现场工作量较小等优点。根据是否采用结构胶黏合型钢与原混凝土构件的情况，可将外包型钢加固技术分为有黏结外包型钢加固技术与无黏结外包型钢加固技术两种。有黏结外包型钢加固比无黏结外包型钢加固更能获得良好的技术经济效益，当前常用结构胶基本能满足30年耐老化的要求，当加固后续使用年限为30年或者结构胶耐老化性能满足五十年要求时，应优先选用有黏结外包型钢加固技术，通过结构胶的黏结及外加钢板的围合，形成一个整体，从而大幅提高构件的承载力。

2.3增大截面加固技术

增大截面加固方法是通过加大截面以提高加固结构的承载力和刚度。该方法适用于梁、板、柱、墙和一般构筑物混凝土的加固。其施工工艺简单、适应性强，具有成熟的设计和施工经验；但是现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有较大影响，加固后房屋净空有一定程度的减小。该加固方式应避免新加的混凝土部分因应力、应变滞后而不能充分发挥其效能，尤其是当原结构工作的应力、应变值较高时，对于以混凝土承载力为主的受压构件和受剪构件，往往会出现原结构与后加部分先后破坏的各个击破现象，从而导致加固效果很不理想。因此，加固前需进行卸荷，减少原混凝土应力、应变滞后现象，乃至消失，以保证加固后的新旧两部分可同时进入各自的极限状态，这样结构总体承载力可显著提高。增大截面加固技术对于因截面过小而导致抗震能力不足的房屋有显著效果。当仅用于局部加固时，仍需进行整体分析，避免由于刚度突变产生薄弱部位，如上下层刚度突变或者扭转效应显著等问题。

3混凝土结构加固改造配套使用技术

3.1植筋技术

植筋技术是利用结构胶使新增的钢筋与原混凝土构件黏结牢固，从而达到承载力加固或者构件接长以及楼层加层的目的。植筋技术由于工艺简单、质量可靠、适应面广、检测便捷等优点而得到较多应用。植筋加固通过在稳定的混凝土基材中钻孔，灌注结构胶，随后植入钢筋，最后完成混凝土浇筑，从而对新旧混凝土构件起到连接、补强及加固的作用。相较传统的把原结构构件中的混凝土剔除，新增钢筋与原钢筋通过焊接连接的方式，植筋技术通过结构胶的运用，加固施工更为灵活、便捷。植筋加固需考虑原构件混凝土劈裂的影响，因此多用于梁柱类钢筋混凝土结构件，依靠箍筋的约束作用防止混凝土劈裂。素混凝土构件及挑板接长不能直接采用植筋技术，对于挑板接长的加固改造，通常将原有板钢筋剔出一定长度，再采用焊接接长并考虑一定的补强措施。

3.2锚栓技术

锚栓因具有工艺简单、适应性强、节省工期等优点而得到较多应用，其是将被连接件锚固到基材上的锚固组件产品，分为机械锚栓和化学锚栓。化学锚栓是由金属螺杆和锚固胶组成，具有锚固作用的锚栓。机械锚栓是利用锚栓与锚孔之间的摩擦作用或锁键作用形成锚固作用的锚栓，可分为两类，即扩底型锚栓、膨胀型锚栓。扩底型锚栓是通过锚孔底部扩孔与锚栓组件之间的锁键形成锚固作用的锚栓；膨胀型锚栓是利用膨胀件加压于锚孔孔壁形成锚固作用的锚栓。

锚栓技术与植筋技术在破坏机制上有本质的差别，锚栓一般锚固长度为8～12d（d为钢筋的直径），在受拉情况下，多为拔出破坏、混凝土锥体破坏。锚栓多用于粘贴钢板及外包型钢加固技术中的固定及连接，以及钢结构构件在原混凝土构件上的后锚固连接。不同于植筋必须锚入可靠的混凝土基材内，锚栓的承载力要求相对较低，可用于开裂钢筋混凝土、素混凝土内的锚固连接。

5结束语

综上所述，建筑物结构加固改造必须建立在充分考虑结构整体性的基础上，选择合理的加固方式，既要考虑加固对房屋整体性的影响，也要兼顾加固施工过程中的结构安全、加固后的房屋安全性、抗震性能及使用寿命。目前部分建设项目在长期使用过程中，结构损坏等问题逐渐暴露，这些问题也对居民的生命财产安全产生了较大的威胁。因此，结构设计人员应在现有改造加固技术熟练掌握的基础上，更加精进、探索与创新，结合混凝土房屋结构的实际情况正确合理地使用加固方法，完善房屋建筑工程的结构加固改造设计。

参考文献：

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[3]殷杰.建筑物加固改造工程新技术[J].门窗,2016(12):82.