老旧建筑结构加固改造中的关键技术与案例分析

摘要：随着城市化进程的加速，老旧建筑结构加固改造成为城市更新的重要内容。本文围绕老旧建筑结构加固改造的关键技术展开深入探讨，系统分析了混凝土结构、砌体结构、钢结构等不同类型老旧建筑的加固技术要点，并结合实际工程案例，详细阐述了各项技术在实际应用中的效果与实施流程。通过研究发现，合理选择加固技术并严格把控施工质量，能够显著提升老旧建筑的安全性、耐久性和适用性，为城市可持续发展提供有力支撑。

关键词：老旧建筑；结构加固；改造技术；案例分析

一、引言

我国现存大量建成年代较早的老旧建筑，这些建筑在长期使用过程中，受到自然环境侵蚀、使用功能改变、设计标准更新等多种因素影响，结构性能逐渐下降，存在安全隐患 。与此同时，城市土地资源日益紧张，对老旧建筑进行结构加固改造，既能延续建筑的历史文化价值，又能满足现代使用需求，实现资源的高效利用。因此，深入研究老旧建筑结构加固改造的关键技术，并通过实际案例总结经验，对推动城市更新与建筑行业可持续发展具有重要意义。

二、老旧建筑结构加固改造的必要性

（一）安全性需求

部分老旧建筑由于设计、施工技术水平限制，或后期使用过程中遭受自然灾害、人为破坏等，结构承载能力不足，存在倒塌、开裂等安全隐患。通过结构加固改造，能够有效提升建筑结构的安全性，保障人民生命财产安全。

（二）使用功能升级需求

随着社会发展，老旧建筑原有的功能布局已无法满足现代生产生活需求。例如，工业厂房改造为创意园区、老旧住宅增设电梯等，都需要对建筑结构进行加固改造，以适应新的使用功能。

（三）节能环保要求

老旧建筑在保温隔热、采光通风等方面往往存在缺陷，能源消耗较大。在加固改造过程中，可以同步进行节能改造，提高建筑的能源利用效率，减少对环境的影响。

三、老旧建筑结构加固改造关键技术

（一）混凝土结构加固技术

1. 增大截面加固法

增大截面加固法是通过增大原构件的截面面积和配筋，提高构件的承载能力。该方法工艺简单、适应性强，可广泛应用于梁、板、柱等混凝土构件的加固。在实际施工中，需注意新旧混凝土的结合面处理，确保两者协同工作。例如，在结合面凿毛、清洗后，涂刷界面剂，并采取适当的锚固措施，增强新旧混凝土之间的粘结力。

2. 粘贴纤维复合材料加固法

粘贴纤维复合材料（如碳纤维布、芳纶纤维布等）加固法是利用高性能纤维材料的高强度特性，通过粘结剂将其粘贴在混凝土构件表面，以提高构件的承载能力和延性 。该方法施工便捷、对原结构影响小，且具有良好的耐腐蚀性能。但在施工过程中，要严格控制纤维材料的粘贴质量，避免出现空鼓、褶皱等缺陷，影响加固效果。

3. 体外预应力加固法

体外预应力加固法是在混凝土构件外部设置预应力筋，通过张拉预应力筋对构件施加预压应力，抵消部分荷载效应，提高构件的承载能力。该方法可显著提高结构的刚度和抗裂性能，适用于大跨度混凝土梁、板等构件的加固。施工时，需精确控制预应力筋的张拉应力和锚固位置，确保预应力的有效传递。

（二）砌体结构加固技术

1. 钢筋网水泥砂浆面层加固法

钢筋网水泥砂浆面层加固法是在砌体墙面两侧铺设钢筋网，然后喷射或抹压水泥砂浆，形成钢筋网水泥砂浆面层，与原砌体共同工作，提高墙体的抗剪、抗压和抗震性能。该方法施工方便，对建筑使用空间影响较小，但要注意钢筋网的固定和水泥砂浆的配合比控制，保证面层与砌体的粘结强度。

2. 增设构造柱和圈梁加固法

在砌体结构中增设构造柱和圈梁，能够增强结构的整体性和抗震能力。构造柱应与圈梁、基础和楼盖可靠连接，形成封闭的空间骨架。施工时，需对原砌体进行局部拆除，植入钢筋并浇筑混凝土，确保新增构件与原结构的协同工作。

3. 灌浆加固法

对于砌体结构中的裂缝、孔洞等缺陷，可采用灌浆加固法。根据缺陷的类型和严重程度，选择合适的灌浆材料（如水泥基灌浆料、环氧树脂灌浆料等），通过压力灌浆的方式，将灌浆材料注入缺陷部位，填充缝隙，恢复砌体的完整性和承载能力。

（三）钢结构加固技术

1. 改变结构计算图形加固法

通过增设支撑、改变构件连接方式等手段，改变钢结构的计算图形，调整结构内力分布，提高结构的承载能力和稳定性。例如，在钢结构中增设水平支撑或垂直支撑，可减小构件的计算长度，提高其稳定性；改变梁柱节点的连接方式，可增强结构的整体刚度。

2. 截面补强加固法

截面补强加固法是通过增加钢结构构件的截面面积或更换强度更高的材料，提高构件的承载能力。可采用焊接、螺栓连接等方式，在原构件上增设补强板、补强角钢等。施工时，要注意控制焊接质量，避免因焊接产生的残余应力和变形影响结构性能。

3. 预应力加固法

钢结构预应力加固法与混凝土结构体外预应力加固法原理相似，通过对钢结构构件施加预应力，改善结构的受力状态，提高其承载能力。该方法可在不卸载或部分卸载的情况下进行施工，对生产生活影响较小，但预应力的施加和控制难度较大，需要精确计算和严格施工。

四、老旧建筑结构加固改造案例分析

（一）案例一：某混凝土框架结构教学楼加固改造

1. 工程概况

某教学楼建于20世纪80年代，为5层混凝土框架结构，由于使用年限较长，部分框架梁、柱出现裂缝，承载能力下降，且原建筑抗震设防标准已不满足现行规范要求。

2. 加固方案

针对框架梁，采用粘贴碳纤维布加固法，提高梁的抗弯、抗剪能力；对于框架柱，采用增大截面加固法，增强柱的承载能力和稳定性；同时，增设抗震墙，提高建筑的整体抗震性能。

3. 施工过程与效果

在施工过程中，严格按照加固设计方案和相关规范要求进行操作。对混凝土表面进行打磨、清洗，确保碳纤维布与梁表面粘结牢固；在增大截面加固柱时，控制好新旧混凝土的浇筑质量和养护时间。加固完成后，通过检测验收，建筑结构的承载能力和抗震性能均满足设计要求，有效延长了建筑的使用寿命。

（二）案例二：某砌体结构住宅楼加固改造

1. 工程概况

该住宅楼为6层砖混结构，建成于20世纪90年代，墙体出现多处裂缝，部分墙体抗震性能不满足要求，且用户希望对户型进行改造，增加使用空间。

2. 加固方案

采用钢筋网水泥砂浆面层加固法对墙体进行加固，提高墙体的抗剪和抗震性能；在适当位置增设构造柱和圈梁，增强结构的整体性；对于因户型改造需要拆除的部分墙体，采用钢结构支撑进行替代，确保结构安全。

3. 施工过程与效果

施工时，先对墙体表面进行清理，铺设钢筋网并固定，然后喷射水泥砂浆。在增设构造柱和圈梁过程中，严格控制钢筋的锚固长度和混凝土的浇筑质量。加固改造后，墙体裂缝得到有效控制，结构抗震性能显著提高，同时满足了用户对户型改造的需求。

五、结论

老旧建筑结构加固改造是一项复杂的系统工程，涉及多种关键技术。通过对混凝土结构、砌体结构、钢结构等不同类型老旧建筑加固技术的研究和实际案例分析可知，在进行老旧建筑结构加固改造时，应根据建筑的结构类型、损伤程度、使用功能需求等因素，合理选择加固技术，并严格按照相关规范和标准进行设计与施工。同时，在加固改造过程中，要注重对施工质量的控制，加强检测验收，确保加固效果满足设计要求。随着技术的不断发展和创新，老旧建筑结构加固改造技术将更加完善，为城市更新和建筑行业可持续发展发挥更大的作用。

参考文献

[1] 李国强， 陈素文， 王静峰. 钢结构加固技术规程解读[J]. 建筑钢结构进展， 2020， 22（4）： 1-8.

[2] 曹双寅. 混凝土结构加固改造原理与设计计算[M]. 北京：科学出版社， 2021.

[3] 叶列平， 陆新征， 江见鲸. 砌体结构抗震加固技术的发展与应用[J]. 建筑结构学报， 2022， 43（5）： 1-15.