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旧建筑改造中的结构加固技术研究

作者

王思为

上海城建市政工程(集团)有限公司  上海  200000

1 项目概况

景德镇发展中心(二期)项目设计施工总承包项目为公共建筑,合同金额为 31762.7 万元。包括北苑楼房改造、新建地下车库、绿化工程及其他配套基础设施建设,总建筑面积 130391m2 ,其中楼房改造面积 121786 ㎡、地下车库建筑面积 8605m2 ,包含一栋 3 层的剧场建筑,5 栋 4 层的多层办公建筑,3 栋5 层的多层办公建筑,8 栋6 层的多层办公建筑,新建2 个地下停车库。

2 旧建筑改造中结构加固的价值

2.1 提升建筑安全性

在漫长的时光流转中,岁月无情地侵蚀着旧建筑,加之各类环境因素的共同作用,旧建筑的结构常常会遭受不同程度的损害。像墙体出现裂缝、梁柱发生变形这类状况屡见不鲜,而这些问题无疑给建筑使用者的生命与财产安全带来了严重的威胁。借助结构加固技术,能够对旧建筑的关键结构部位展开修复与强化工作。以碳纤维布加固梁、板等受弯构件为例,这一举措能够显著提升其承载能力;对墙体实施压力灌浆加固,则可以增强墙体的整体性与稳定性。经过加固处理后,建筑能够更有效地抵御自然灾害以及日常使用过程中所承受的各类荷载,极大地提高了建筑的安全性,为人们营造出一个更为可靠的居住与工作环境。

2.2 延长建筑使用寿命

每一栋建筑都蕴含着特定时代的历史文化与记忆,倘若仅仅由于结构方面的问题就将其拆除并重新建造,这无疑是对资源的极大浪费。结构加固能够强化旧建筑的结构,增强其承载能力与耐久性。比如,将腐朽的木材予以更换,对薄弱的墙体进行加固等,如此一来,建筑便能再度展现生机,在城市中傲然挺立数十年乃至更漫长的时光,让后世子孙也能够领略历史建筑的独特魅力。

2.3 适应功能转变需求

伴随社会的进步以及人们生活模式的变迁,旧建筑原本具备的功能或许已难以契合当下的实际需求。以老式工厂建筑为例,它们可以被改造成为创意产业园、艺术工作室等场所。而结构加固工作则是达成这种功能转变的根基所在。对建筑结构展开合理的加固与调整,能够为新功能的落地营造稳定的空间环境。就拿改造过程来说,有时为了增强空间的开放性,可能要拆除部分非承重墙,在此情况下,就必须对周边结构实施加固措施,以此保障建筑的安全性不受损害。

2.4 促进城市可持续发展

城市可持续发展依赖资源有效利用与环境保护。大规模拆除旧建筑会产生大量建筑垃圾,消耗大量能源和资源。对旧建筑进行结构加固和改造,可减少资源浪费与环境污染。保留有历史文化价值的旧建筑,能传承城市历史文脉,增强文化底蕴与认同感。通过结构加固实现旧建筑再生利用,是城市可持续发展重要途径,能让城市发展时保留独特历史记忆与文化魅力。

3 旧建筑改造中结构加固的关键技术

3.1 增大截面加固技术

增大截面加固技术作为一种历史较为悠久且成效显著的加固手段,其核心原理在于依托原结构构件,扩大其截面面积并增添配筋,进而提升构件的承载能力与刚度。此技术的适用范围广泛,涵盖梁、板、柱等多种结构构件的加固工作。在实际操作场景中,针对梁的加固,一般会在梁的底部或者顶部浇筑具有一定厚度的混凝土,并合理配置相应的钢筋。如此一来,能够大幅增强梁的抗弯与抗剪能力。而对于柱的加固,通常会在柱的四周扩大截面尺寸,借助新增钢筋与原有钢筋的协同配合,强化柱的抗压性能与抗震能力。不过,增大截面加固技术并非十全十美,它也存在一定的局限性。例如,该技术会使结构的自重有所增加,不可避免地占用一定的建筑空间,而且施工周期相对偏长等。

3.2 外包钢加固技术

外包钢加固技术,乃是于原结构构件的四角或者两角处外包型钢,进而构成一个有机整体,协同承受荷载。依据加固方式的差异,能够划分为干式外包钢与湿式外包钢这两种类型。干式外包钢,是把型钢直接和原构件相连接,这种方式施工流程较为简便,不过整体协同工作性能欠佳。与之不同的是,湿式外包钢是在型钢和原构件之间填充粘结材料,促使二者紧密结合成一个完整的受力体,加固成效更为显著。外包钢加固技术具备施工进度快、对原结构产生的影响较小等优势。在实际应用中,当不允许增大原构件的截面尺寸,然而又迫切需要大幅提升其承载能力时,此技术就展现出了独特的适用性和重要价值。

3.3 粘贴纤维复合材料加固技术

粘贴纤维复合材料加固工艺是把纤维复合材料(像碳纤维、玻璃纤维之类)借助粘结剂粘贴于原结构构件的表面,从而增强构件的抗弯、抗剪以及抗震能力。纤维复合材料具备质量轻、强度高、抗腐蚀等特性,其施工操作便捷,不会给结构增添额外重量,并且几乎不会使结构外形发生改变。该技术在梁、板、柱等构件的加固工程中得到了广泛的应用。

3.4 植筋加固技术

植筋加固技术,是在既有结构的混凝土部位实施钻孔作业,随后注入结构粘结剂,再将钢筋插入其中,促使钢筋与原本的结构融合为一个有机整体,进而增强结构的承载能力与稳定性。此技术主要应用于新老结构的衔接工作,例如在对老旧建筑开展改造工程时,若需增设梁、板、柱等构件,便可以借助植筋的方式,让新增的构件与原有结构实现稳固连接。植筋加固技术展现出施工灵活性强、对原结构损害轻微的显著优势。该技术在建筑结构的改造与加固项目中得到了广泛应用,能够切实化解结构连接与承载方面的难题。

3.5 预应力加固技术

预应力加固技术借助对构件施加预应力,促使原结构的内力分布发生改变,进而增强结构的承载能力与抗裂性能。在针对旧建筑开展改造工作时,针对梁、板这类受弯构件,能够采用体外预应力加固的手段。此加固手段是在原构件的外部设置预应力筋,通过张拉预应力筋,给构件施加反向荷载,以此减小构件的挠度以及裂缝宽度。预应力加固技术具备诸多优势,比如不会增加结构的自重,加固成效十分显著。然而,其施工工艺相对繁琐,需要专业的设备以及技术人员进行操作。在施工之前,必须开展详尽的结构计算与设计工作,精准确定合理的预应力值以及预应力筋的布置方式,以此保障加固效果与结构安全。

4 结语

在旧建筑改造领域,针对结构加固技术开展研究是一个极具理论深度且具备重要实践价值的课题。经过对多种加固技术进行全面且深入的剖析可知,每一种加固技术都拥有自身特有的优势以及与之相匹配的应用场景,但不可避免地也存在一些局限性。在实际的工程项目当中,需要综合考量旧建筑的具体状况、改造的预期目标以及经济成本等多方面因素,运用科学的方法来挑选适宜的加固方案。并且,在某些情况下,还可以将多种加固技术有机结合起来,从而实现最佳的改造效果。值得注意的是,伴随新材料的不断研发以及新工艺的持续创新,结构加固技术也正处于不断发展和逐步完善的进程中。

参考文献:

[1] 赵宇. 建筑结构加固技术在老旧建筑改造中的应用设计[J]. 建设科技,2025,(11):75-77.

[2] 李辉 . 老旧建筑改造中的结构加固技术研究 [J]. 科技资讯,2025,23(04):146-149.

[3] 吴雨航 . 旧建筑改造中的结构加固技术及其实施效果研究 [J]. 鞍山师范学院学报,2024,26(06):24-28+74.