既有建筑结构的加固与改造技术研究

摘要：既有建筑结构因使用年限延长、功能变更或标准提升，常面临结构性能退化与承载力不足等问题。为保障建筑安全性与适应性，加固与改造技术成为工程实践中的重要方向。本文围绕既有建筑结构的典型问题与加固需求，系统分析常用的加固方法与技术路径，探讨改造工程中的关键施工控制与材料选择问题，以期提升既有建筑的使用性能与结构安全，为城市更新与建筑延寿提供技术支撑。

关键词：建筑加固；结构改造；耐久性

一、既有建筑结构加固的基本需求与影响因素

（一）结构退化与承载力衰减问题显现

既有建筑在长期服役过程中受到荷载反复作用、材料老化、环境侵蚀等多重因素影响，其结构性能逐步下降，承载力逐渐衰减。在钢筋混凝土结构中，钢筋锈蚀、混凝土碳化、裂缝扩展等现象普遍存在，影响结构整体稳定性。结构承载力降低使得建筑难以满足当前使用要求或抗震规范标准，存在较大的安全隐患。尤其在建筑功能改变、荷载增加或自然灾害作用下，结构退化问题尤为突出。针对上述问题，通过系统评估结构健康状态与剩余承载能力，为确定合理的加固策略提供依据，已成为建筑结构维护与延寿中的重要课题。

（二）建筑功能变更带来的结构适应性挑战

建筑用途的调整常伴随荷载模式、使用功能、空间布局等方面的显著变化，对结构体系提出新的适应性要求。在将仓储类建筑改为办公、商业或居住用途过程中，楼面荷载标准、结构层高、隔墙布置等方面常需调整，原有结构体系在承载能力、刚度分布与使用功能上常出现不匹配现象。此外，新设电梯井、楼梯间或开设大面积门窗等施工行为也会对原结构构件造成削弱。为保障改造后建筑的结构安全与功能合理性，需综合分析使用功能变化对结构性能的影响，制定科学的加固改造方案，增强结构对新功能的适应性，实现安全与使用的统一。

（三）结构耐久性提升与使用寿命延长需求

建筑结构在满足承载力要求的同时，还需具备良好的耐久性能以适应长期使用需求。部分既有建筑虽未出现明显病害，但其材料性能已出现劣化趋势，存在碳化、渗水、腐蚀等隐患，影响结构耐久性与维修成本。高湿、高盐或强风环境下的建筑结构更易受到环境作用影响，加速劣化过程。通过合理加固手段对关键部位进行保护性处理，不仅可提升构件局部性能，还能整体改善建筑耐久水平，降低长期维护费用。材料与工艺选择应注重耐久性提升作用，以实现建筑生命周期的有效延伸，提升结构性能与使用价值的稳定性与可持续性。

二、既有建筑结构加固与改造技术的工程实践路径

（一）外包钢加固法在承载能力提升中的应用

外包钢加固法通过在原有混凝土构件外部包覆钢板，以提升结构的受力性能和刚度，适用于承载力不足或裂缝扩展严重的梁柱构件。钢板通常采用螺栓或焊接方式与原构件连接，并配合高强粘结材料形成整体共同受力体系。此法施工便捷，适应性强，广泛应用于框架结构、框剪结构的梁柱节点及开裂部位的加固处理。通过改变受力截面形态和应力分布状态，包钢加固法有效提高构件的抗剪能力和抗弯刚度。在施工过程中，应注意钢板与原结构间的贴合密实度，防止空鼓与脱粘问题。同时，需控制焊接过程中热影响区的应力集中问题，避免引起原构件性能的二次损伤。

（二）碳纤维复合材料加固技术的轻质高效优势

碳纤维复合材料以其高强、轻质、耐腐蚀等特性，在建筑结构加固中展现出良好的适应性与经济性。该材料常通过粘贴方式附着于构件表面，与混凝土形成复合受力体系，在提升构件承载力的同时，几乎不增加结构自重与体积。应用中常将碳纤维布沿构件拉应力方向布设，通过浸渍树脂与混凝土紧密结合，提升受拉区性能与抗裂能力。对于钢筋锈蚀较轻、结构破坏尚不严重的构件，碳纤维加固可快速恢复其承载功能，并改善其延性表现。技术施工工序简化，可在不停用状态下完成，极大降低对使用功能的干扰。为确保加固效果，应严格控制施工环境湿度与基面处理质量，避免材料脱落或应力滞后现象。碳纤维加固尤其适用于空间受限、构件薄弱且需快速修复的加固改造项目，是一种集功能性、经济性与适应性于一体的高效加固手段。

（三）增设支撑结构体系的整体抗震性能提升策略

在面临建筑整体抗震性能不足的既有结构中，增设支撑构件或抗震墙体成为提升整体刚度与抗震能力的重要方式。通过设置斜撑、钢架、剪力墙等结构体系，可调整原有结构的受力路径与侧向刚度分布，提高其在地震作用下的变形控制能力与能量耗散能力。增设支撑体系需考虑与原结构的连接方式、构件兼容性与地震力分配规律，确保加固结构在地震作用下能协同工作。常见方法包括在框架结构内增设钢支撑体系，通过高强螺栓与焊接连接构件；或在楼板或墙体位置设立新型抗震节点，增强结构整体稳定性。施工中应注意对基础承载力与连接节点进行加固处理，确保新增构件能有效传力并分担地震荷载。在提升抗震性能的同时，还需结合使用功能合理布局新增构件，避免对室内空间与建筑美观造成干扰，实现结构安全性与功能合理性的统一。

（四）综合改造工程中的施工协调与工艺控制技术

既有建筑加固改造工程常涉及结构修复、使用功能调整、机电系统更新等多项施工任务，项目实施过程需强化工序协调与工艺控制，确保施工质量与工程进度。在加固阶段，需对现场原有结构状态进行详尽调查与构件检测，明确破损程度与承载水平，依据检测结果制定加固策略与施工方案。施工过程中，应合理安排工序顺序，优先完成承重构件的加固处理，再实施非承重部位的功能改造与装饰工程。对湿作业较多或振动较大的加固工序，应避开使用高峰时段或采取结构隔离措施，防止对建筑正常运行造成影响。新老结构界面的处理尤为关键，需通过植筋、凿毛、粘结剂等方式实现应力传递与整体连接。技术管理人员应加强施工过程中的监督检查，确保外加构件与原有结构形成稳固结合，提升改造效果与施工质量水平。

三、结束语

既有建筑结构的加固与改造技术是建筑全生命周期管理的重要组成部分，关系到结构安全、功能适应与资源节约。通过多种加固手段的科学组合与施工工艺的精细控制，可有效提升建筑结构的承载性能与耐久性。工程实践中应坚持“结构评估先行、技术路径适配、工艺施工有序”的原则，促进加固改造工作系统化、标准化、高效化发展，为城市建筑更新与结构性能提升提供有力支撑。

参考文献

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