房屋建筑工程中结构加固改造技术的应用探讨

房屋建筑工程中结构加固改造技术的应用探讨

葛成浪

上海建工四建集团有限公司，上海 201100

摘要：随着人口的增加和城市化的进程，房屋建筑的加固改造工作越来越受到重视。本文主要探讨房屋建筑工程中结构加固改造技术的应用，介绍了常用的加固改造施工方法，包括准备工作和加固改造的施工，以及几种常见的加固改造技术，包括粘贴碳纤维材料加固、增大截面法、外包钢加固法、粘贴钢板加固法、喷射混凝土补强法、确定抗震计算参数和化学植筋加固法。通过实例分析，说明了这些技术的具体应用。最后，本文提出了对房屋建筑工程结构加固改造技术的展望和未来发展方向。

关键词：房屋建筑工程；结构加固改造技术；应用

前言：

加固改造技术的应用不仅可以提高房屋建筑结构的承载能力，还可以增加其使用寿命，提高抗震能力，减少地震灾害对人们造成的危害[1]。本文将探讨房屋建筑工程中结构加固改造技术的应用，并介绍常用的加固改造施工方法和技术。

一、改造施工

房屋工程结构加固改造施工的准备工作和加固改造的施工分为两个阶段。下面将对这两个阶段进行详细的阐述。

（一）准备工作

确定加固改造的目的和范围：在开始加固改造前，需要明确加固改造的目的和范围。通常情况下，加固改造的目的是为了提高建筑物的结构抗震能力、改善建筑物的稳定性和安全性。

制定加固改造方案：加固改造方案是施工前最关键的工作之一。方案的设计应根据建筑物的结构类型、受力情况、建筑物使用年限等因素进行综合分析。通常情况下，加固改造方案的设计需要包括加固改造的方法和技术，以及施工工期和预算等方面的考虑。

确定施工工期和预算：在制定加固改造方案的同时，还需要考虑施工工期和预算。这些因素的考虑应根据建筑物的结构类型、加固改造的范围、施工条件等因素进行综合分析。

对加固改造的结构材料进行检测和鉴定：在确定加固改造方案后，需要对所选用的加固材料进行检测和鉴定。这些材料应具有较好的强度、耐久性、粘结性等性能。

制定安全施工方案：在施工前还需要制定安全施工方案，以确保施工过程中的安全和环境保护。

（二）加固改造的施工

清理加固改造部位，并进行防护：在进行加固改造之前，需要对加固改造部位进行清理，并进行适当的防护措施[2]，以保证施工过程中的安全。

钻孔或开槽，进行钢筋加固或其他加固材料的安装：在加固改造部位进行清理和防护之后，需要进行钻孔或开槽，以便安装钢筋或其他加固材料。

对加固材料进行粘贴或搭接：在钢筋或其他加固材料安装完毕之后，需要对其进行粘贴或搭接。这些加固材料的粘结应采用符合要求的粘结材料。

对加固材料进行粘贴时，要将粘结面清理干净，涂抹符合要求的粘结材料，将加固材料贴合上去，并施加适当的压力[3]，使其充分粘结。常用的粘结材料有环氧树脂黏合剂、聚氨酯黏合剂、丙烯酸乳液等，应选择符合标准要求的优质产品。

对于搭接加固，要将钢筋或其他加固材料的两端或重叠部分进行搭接。搭接长度应符合相关标准规定，一般为20倍于钢筋直径或厚度。在进行搭接时，需要对钢筋或其他加固材料进行清理和处理[4]，并保证搭接部位的平整度和垂直度。搭接后要采用钢筋扣件或焊接等方式进行连接。

三、改造技术

（一）粘贴碳纤维材料加固

该技术适用于混凝土、砖墙、石材等材料构成的结构中，可以对墙体、梁、柱等受力部位进行加固。以下是详细的施工流程：

材料准备：碳纤维布、环氧树脂黏合剂、刷子、托盘、量具、清洁工具等。

检查结构：在施工前需要对加固部位进行检查，确保结构没有裂缝、腐蚀等损伤，否则需要进行修补。

准备工作面：将受力部位表面清洁干净，去除灰尘、油污等污染物，确保表面光洁。

粘贴碳纤维布：将碳纤维布剪成合适的形状和尺寸，用刷子将环氧树脂黏合剂涂抹在墙体或梁柱等受力部位上，再将碳纤维布覆盖在黏合剂上，并用刷子轻轻按压，使其充分贴合。

处理角部：对于墙体角部，需要将碳纤维布剪成三角形，并在黏合剂涂抹的角部位将其覆盖，再用刷子轻轻按压，使其充分贴合。

二次涂覆：待黏合剂干燥后，再涂覆一层环氧树脂黏合剂，使碳纤维布与受力部位之间形成更牢固的结合。

消除凸起：在碳纤维布固化后，需要用砂纸将表面凸起的部分打磨平整，使其与周围表面平齐。

涂刷防水涂料：为了保护碳纤维布不被水侵蚀，需要在表面涂刷防水涂料。

（二）增大截面法

该技术适用于梁、柱、墙体等结构受力部位。下面我们将以梁为例，详细介绍钢板加宽法和混凝土加宽法的施工流程。

1钢板加宽法

准备工作：需要准备好钢板、角钢、螺栓、焊条、气焊设备、量具、清洁工具等。

加宽前准备：对梁的加宽部位进行清理和打磨，确保梁表面光洁，清除污垢、锈蚀和松散的表面层。

钢板加宽：将钢板按照加宽尺寸切割好，钢板与梁表面用角钢进行对接，用螺栓固定，然后在钢板与梁之间进行焊接，确保焊接质量良好。

涂刷防腐漆：为了防止钢板被腐蚀，需要在钢板表面涂刷防腐漆。

2混凝土加宽法

准备工作：需要准备好混凝土、钢筋、模板、支撑架、量具、清洁工具等。

加宽前准备：对梁的加宽部位进行清理和打磨，确保梁表面光洁，清除污垢、锈蚀和松散的表面层。

制作加宽部位的模板和支撑架：根据加宽部位的尺寸和形状制作模板和支撑架。

加宽混凝土浇筑：将混凝土按照加宽部位的形状和尺寸浇筑至模板中，同时在混凝土中铺设钢筋，以提高加宽部位的强度。

拆模和养护：混凝土浇筑完成后，需要等待一定的时间，让混凝土充分凝固。然后拆除模板和支撑架，进行养护，使其充分强化。

（三）外包钢加固法

外包钢加固法是一种将钢板外包在结构受力部位的加固改造技术，它适用于钢筋混凝土框架、柱、梁等结构受力部位，具有加固效果好、施工方便等优点。下面我们将详细介绍外包钢加固法的施工流程。

预处理：在进行外包钢加固之前，需要进行预处理工作。首先对待加固的结构受力部位进行检查，找出结构受力部位的裂缝、酥松、锈蚀等情况，对其进行修补和清理。在这个过程中，需要使用锤子、锤钉、扫把、刷子等工具清除受力部位的尘土、杂物和锈蚀物。

钢板选型：选择合适的钢板是外包钢加固的关键。钢板的选择应考虑钢板的厚度、尺寸、强度等因素。同时需要根据结构受力部位的实际情况和要求进行设计，以确定钢板的数量、大小和位置。

焊接：在钢板的边缘和角落处，需要进行焊接。焊接的目的是将钢板固定在结构受力部位上，提高其承载能力和抗震能力。焊接时需要注意焊接质量，确保焊接牢固、平整。

防腐处理：为了防止钢板被腐蚀，需要在钢板表面涂刷防腐漆。涂刷防腐漆的目的是增加钢板的耐久性，防止外界环境对其的侵蚀，从而延长其使用寿命。

后处理：在进行外包钢加固之后，需要进行后处理工作。首先要检查焊接的质量，确保钢板牢固。其次要对钢板进行检查，找出可能存在的缺陷和问题，及时进行修复和处理。最后进行养护，让钢板充分强化，提高其承载能力和抗震能力。

（四）粘贴钢板加固法

粘贴钢板加固法是将钢板与环氧树脂黏合剂粘贴在结构受力部位的一种加固改造技术，适用于受力部位空间有限、加固难度大的情况[5]。

（五）喷射混凝土补强法

喷射混凝土补强法是将混凝土喷射到结构受力部位的一种加固改造技术，主要用于钢筋混凝土结构的加固和补强，其优点在于加固效果好、施工速度快。

（六）确定抗震计算参数

确定加固设计基准：加固设计基准是指在进行抗震加固设计时所采用的设计标准和规范。不同的国家和地区可能会采用不同的加固设计基准，因此在确定加固设计基准时需要根据实际情况进行选择。在中国，常用的加固设计基准有《建筑抗震设计规范》和《住宅设计规范》等。

确定结构计算模型：结构计算模型是指对加固对象进行数学建模，以便进行结构分析和设计的过程。在进行结构计算模型的确定时，需要考虑结构受力状态、受力分布、支座条件、荷载等因素。通常采用有限元法或者等效静力法等方法进行结构计算模型的建立。

确定加固材料强度：加固材料强度是指加固材料所具有的抗拉强度、抗压强度、剪切强度等力学性能参数。在确定加固材料强度时，需要考虑材料的品种、厚度、质量等因素。通常，加固材料强度的确定需要进行材料试验和力学分析等过程。

确定荷载：荷载是指在结构加固过程中所需要承受的外部作用力。在进行荷载的确定时，需要考虑结构所承受的静态荷载和动态荷载。其中，静态荷载包括自重、楼层荷载、风荷载等，动态荷载则包括地震荷载等。

（七）化学植筋加固法

化学植筋加固法是将树脂胶注入孔洞中形成植筋的一种加固改造技术，适用于混凝土结构受力部位的加固和补强。

四、实例分析

为了更好说明房屋建筑工程中结构加固改造技术的应用，以某小区的一栋老旧住宅为例进行实例分析。该住宅建于上世纪八十年代，使用混凝土框架结构，在经过多年使用后出现了结构老化、损伤和裂缝等问题，需要进行结构加固改造。

在进行加固改造前，首先进行了全面的结构勘察和评估。勘察和评估的内容包括建筑的历史、结构类型、结构材料、结构受力情况、结构损伤程度等。根据勘察和评估结果，确定了加固改造的范围和方式。同时，为了确保加固改造的效果，还需要对抗震计算参数进行确定。

针对该住宅的结构问题，选择了粘贴碳纤维材料加固和增大截面法的技术进行加固改造。粘贴碳纤维材料加固是一种利用高强度、高模量的碳纤维布和环氧树脂等材料对结构进行加固的方法。增大截面法是通过在墙体和柱子的受力部位增加混凝土厚度或钢板外包等方式来提高结构承载能力。这两种技术在实际工程中都具有施工方便、工期短、成本低等优点。

在施工阶段，首先对结构受力部位进行清理和处理，然后进行碳纤维材料的粘贴和加固。在此过程中，需要对碳纤维布进行裁剪和拼接，然后使用环氧树脂黏合剂进行粘结。在墙体和柱子的受力部位，采用了混凝土加宽和钢板外包加固的技术进行加固改造。混凝土加宽需要进行混凝土的搅拌和施工，钢板外包需要进行切割和焊接等工艺。整个施工过程需要注意施工质量和安全问题。

经过加固改造后，该住宅的结构抗震能力得到了明显提升，达到了国家相关标准的要求。具体数据如下表所示：

结束语：

房屋建筑工程结构加固改造技术是保障建筑物安全的重要手段，在实际应用中需要根据具体情况选择合适的加固技术，并进行科学的抗震计算和参数确定。本文介绍了常见的加固改造技术，包括粘贴碳纤维材料加固、增大截面法、外包钢加固法、粘贴钢板加固法、喷射混凝土补强法、化学植筋加固法等，并以一个实例进行了详细的说明和分析。在实际应用中，需要综合考虑工程的实际情况，选择合适的加固技术和方法，确保加固改造的效果和质量。

参考文献：

[1]张杰.房屋建筑工程结构加固改造中存在的问题及常用技术分析[J].工程技术研究,2022,7(15):226-228.

[2]尹向东.房屋建筑工程中结构加固改造措施研究[J].四川建材,2020,46(07):50-51+59.

[3]郑晓.房屋建筑工程中结构加固改造技术的应用探讨[J].科技创新导报,2022,19(23):177-179.

[4]姬莉.结构加固改造技术在房屋建筑工程中的应用研究[J].建材与装饰,2021,17(14):3-4.

[5]刘鹏.砌体结构改造底部框架结构施工组织实施浅析[J].建材发展导向（下）,2022,20(8):87-89.