房屋建筑结构加固设计及加固施工技术的应用

随着建筑物老化和自然灾害风险的增加，房屋建筑结构的加固设计和施工技术显得尤为重要。本文旨在探讨房屋建筑结构加固设计及加固施工技术的应用，为提高建筑物的抗灾能力提供技术支持。

一、加固设计原则

1.1 加固设计的基本概念

加固设计是指对既有建筑结构进行增强、修复或改造，以提升其承载能力、耐久性、抗震性能等，满足新的使用要求或适应环境变化的设计过程。当建筑结构因设计不合理、施工质量问题、使用功能改变、自然老化或遭受自然灾害等出现性能下降时，加固设计应运而生。它并非简单的修补，而是综合运用结构力学、材料科学等多学科知识，通过合理选择加固方案，使结构恢复或超越原有性能水平。例如，对老旧厂房进行改造为商业综合体时，需对原结构进行加固设计，确保其能承受新的荷载与功能需求，同时兼顾建筑外观与空间布局的调整，在保障安全的基础上实现建筑价值的提升。

1.2 结构加固设计的考虑因素

结构加固设计需综合考量众多因素。首先是结构现状，全面检测原结构的材料性能、损伤情况、承载能力等，如通过超声回弹综合法检测混凝土强度，了解结构实际状况，为设计提供准确依据。其次，明确加固目标，是提高承载能力、增强抗震性能，还是改善耐久性等，不同目标决定不同设计方向。再者，考虑施工可行性，结合现场施工条件，如场地空间、周边环境等，确保加固方案可实施，避免复杂施工工艺在狭窄场地难以开展。同时，兼顾经济成本，在满足加固要求前提下，选择性价比高的方案，对比不同材料、技术的成本，优化设计，实现经济与安全的平衡。此外，还需遵循相关规范标准，确保加固设计合法合规，保障结构长期安全。

1.3 加固设计中的材料选择与技术应用

在加固设计中，材料选择与技术应用至关重要。材料方面，优先选用高强、轻质、耐腐蚀且与原结构兼容性好的材料。碳纤维材料因高强度、重量轻、抗腐蚀，常用于粘贴加固，如碳纤维布粘贴在混凝土梁、板提升抗弯能力；钢材强度高、可焊接，用于增大截面、增设支撑等加固，如用型钢加固混凝土柱。在技术应用上，植筋技术实现新增构件与原结构可靠连接，保证结构整体性；体外预应力技术通过施加体外预应力，改善结构受力，提高承载能力，适用于大跨度结构加固。选择时，综合结构特点、加固需求及材料技术特性，如对砌体结构加固，可采用钢筋网水泥砂浆面层加固技术，搭配合适的水泥砂浆与钢筋材料，达到最佳加固效果。

二、加固施工技术应用

2.1 加固施工工艺流程

加固施工工艺流程严谨有序。施工前，全面复查原结构状况，再次确认设计依据准确无误，并做好现场清理与安全防护。接着进行材料准备，严格检验材料质量，确保符合设计要求。以混凝土结构增大截面加固为例，首先对原构件表面处理，凿毛、清洗，露出坚实基层，增强新旧混凝土粘结力。然后绑扎新增钢筋，按照设计要求布置、固定，保证钢筋间距、锚固长度等符合规范。支设模板，确保模板牢固、密封，防止漏浆。浇筑混凝土时，控制浇筑速度、高度，采用合适振捣方式，保证混凝土密实。施工完成后，做好养护工作，根据气温、湿度条件，采取洒水、覆盖等养护措施，确保混凝土强度正常增长，最后拆除模板，进行质量检查验收。

2.2 常见加固施工技术介绍

常见加固施工技术多样。粘贴加固技术，将碳纤维布、钢板等粘贴在结构表面，利用其高强度提高结构承载能力，施工简便、对原结构损伤小。如在混凝土梁受拉区粘贴碳纤维布，提升抗弯性能。增大截面加固技术，通过增加结构构件截面尺寸，如在混凝土柱、梁外包混凝土，提高承载能力，适用于多种结构形式。体外预应力加固技术，在结构外部施加预应力，改变结构受力状态，提高结构刚度与承载能力，常用于桥梁、大跨度建筑加固。此外，还有植筋锚固技术，用于新增构件与原结构连接，通过钻孔、植筋、灌注粘结剂，使新增钢筋与原结构可靠锚固，保证结构整体性，不同技术适用于不同结构类型与加固需求。

2.3 加固施工中的质量控制与监测

加固施工质量控制与监测是保障加固效果的关键。质量控制从材料进场开始，对每批材料严格检验，杜绝不合格材料用于工程。施工过程中，对关键工序旁站监督，如混凝土浇筑时，检查浇筑工艺、振捣质量；粘贴加固时，确保粘贴牢固、平整。定期对施工质量进行抽样检测，如对植筋进行拉拔试验，检测锚固强度。施工监测方面，采用水准仪、全站仪等设备，对结构变形实时监测，如在增大截面加固施工中，监测柱、梁的垂直度与沉降，及时发现异常并调整施工。利用应变片、传感器监测结构受力变化，确保施工过程结构安全，通过质量控制与监测，保障加固工程质量可靠。

三、加固效果评估

3.1 加固效果评估指标

加固效果评估指标涵盖多方面。结构承载能力是核心指标，通过现场荷载试验，模拟实际受力情况，检测加固后结构能否承受设计荷载，判断承载能力是否提升至设计要求。结构变形指标也很关键，测量加固后结构在荷载作用下的位移、挠度等，与规范允许值对比，评估结构刚度恢复情况。材料性能指标，检测加固材料的强度、耐久性等，如碳纤维布的拉伸强度、钢材的屈服强度，确保材料在长期使用中性能稳定。此外，还有结构外观指标，检查加固后结构表面有无裂缝、缺陷，节点连接是否牢固，从多维度全面评估加固效果，保障结构安全可靠。

3.2 加固效果的检测与验证方法

检测与验证加固效果方法多样。非破损检测技术广泛应用，如超声法检测混凝土内部缺陷，判断加固后混凝土密实度；回弹法检测混凝土强度，评估加固效果。对于钢结构加固，采用超声波探伤检测焊缝质量，确保连接可靠。荷载试验是验证加固效果的直接方法，对结构分级加载，观测结构变形、裂缝开展等情况，根据试验结果判断加固是否达到预期。此外，利用结构监测系统，长期监测结构的应力、应变、振动等参数，分析结构性能变化趋势，及时发现潜在问题，通过多种检测与验证方法，准确评估加固效果。

3.3 加固设计与实际施工效果比对分析

加固设计与实际施工效果比对分析有助于总结经验、改进设计与施工。将设计预期承载能力、变形控制等指标与实际检测结果对比，若实际承载能力低于设计值，分析原因，可能是施工工艺不当，如混凝土浇筑不密实影响强度；也可能是材料质量偏差，如钢材实际强度不足。在结构变形方面，若实际变形超出设计允许范围，检查设计是否考虑周全，或施工过程中是否存在违规操作。通过比对分析，对设计方案不合理处优化，完善施工工艺与质量控制措施，为后续加固工程提供参考，不断提高加固设计与施工水平，保障加固工程质量与效果。

四、结语：

通过对房屋建筑结构加固设计及加固施工技术的应用进行研究，可以提高建筑物的安全稳定性，增强抗灾能力，确保人员生命财产安全。本文旨在为相关领域的实践提供参考与指导。

参考文献：

[1]张明，李磊.（2023）.房屋建筑结构加固设计原则与实践.结构与建筑工程学报，(2)，45-56.

[2]王阳，刘芳.（2024）.加固施工技术在建筑结构加固中的应用研究.建筑工程技术，(3)，112-125.

作者简介：姓名:程琛（出生 1988 年 3 月），性别：女，民族：汉，籍贯：湖北应城，职业：结构设计，学历：本科，研究方向:既有建筑结构改造加固。