建筑工程结构加固技术与改造案例分析

建筑工程结构加固技术与改造案例分析

李洪林

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四川泽桦建设工程有限公司

摘要：随着社会经济的不断发展，建筑工程领域面临着结构老化和环境变化的严峻挑战,对建筑结构可持续性和安全性的需求日益凸显。随着时间的推移,建筑物的结构元件会因材料疲劳、自然灾害和气候变化等因素而逐渐受损,这对结构加固提出了迫切的改进和升级要求。结构加固技术通过引入先进的新材料和工艺,以提升建筑结构的整体性能,结构加固技术的目标不仅是修复已有结构的受损部分,还包括延长结构的寿命,增强其抗灾能力,并使其适应新的使用需求。

关键词：建筑工程；结构加固技术；改造分析

引言

混凝土材料具有高强度、耐久性好、防火抗震性能好、可塑性强等优点，在大量建筑物兴建时得到广泛应用。钢筋混凝土建筑在服役过程中，由于外荷载和环境等各种因素的影响，加之建筑使用年限的增加和建筑功能的变化，不可避免地会引起结构性能降低，甚至出现安全隐患。因此，对钢筋混凝土结构进行加固改造是保证其安全性和耐久性的重要措施。随着建筑工程领域的不断发展，钢筋混凝土结构加固改造技术也在不断进步和完善，确定科学合理的加固方案成为现有建筑物加固改造中的重要研究热点。

1建筑工程建设结构设计的要点

1.1设计框架的稳定性

土木工程结构的稳定性会直接影响到整个土木工程的质量。因此在土木工程设计过程中，必须注重结构的稳定性，保证施工能够安全地进行，保证施工质量符合要求。在设计时要采用科学合理的结构形式和结构布局，确保设计出的框架具有良好的稳定性。在具体的框架设计中，通常都是根据建筑的实际情况和结构形式进行设计，确保框架的稳定性。对于高层建筑来说，其在使用过程中通常都会受到风荷载和地震荷载的影响，所以在高层建筑结构设计中要注重对框架稳定性的研究，通过研究和分析确定框架结构具有足够的抗风、抗震能力。

1.2整体设计具有合理性

在土木工程建设过程中，建筑的整体设计具有合理性，必须满足相关规范和标准，确保结构的合理性，避免由于不合理设计造成问题。在进行结构设计时，必须注意以下几点。（1）计算建筑高度和长度。建筑高度和长度必须满足相关标准和规范。在设计过程中，必须根据建筑的实际情况确定具体高度和长度，以确保建筑整体结构合理。（2）应尽量减少混凝土框架结构。为了满足建筑要求，在设计过程中，应尽量减少混凝土框架结构。此外，当建筑物有特殊要求时，必须注意按规范要求增加钢筋混凝土柱的高度或厚度。

2建筑常见结构加固技术分析

2.1截面扩充加固技术

建筑外部截面扩充加固技术是基于建筑常规混凝土构件外立面结构基础上，新增一层钢混或型钢架构。其施工实现原理是通过新增具有加固功效的建筑构件截面和结构构件，使原有结构材料同新增结构材料建立扩充截面的紧密连接，形成整体结构受力，实现原有结构补强和抗震效果提升的效果。截面扩充加固技术可在修复原有混凝土受损部位的基础上，优化单构件截面抗压、抗弯、抗剪效果，实现混凝土墙、梁、柱、板的加固，提升既有结构构件的耐久度和框体结构承载性能。截面扩充加固技术实施便捷、应用性高、安全可靠、工艺成熟。

2.2混凝土加固技术分析

混凝土加固是指通过在现有混凝土结构上添加新的材料或结构,以增强其承载能力,提高结构的整体承载能力和抗震性能的过程。混凝土加固既可以在表面粘贴复合材料（如FRP）的方法,也可以在混凝土结构内部注浆、灌浆,多种加固方法使得混凝土加固技术适用于各种不同类型和状态的结构。混凝土加固时选择适当的混凝土材料和配比是至关重要的,需要充分考虑结构的特点、使用环境和受力情况,加固过程中需要准确掌握施工工艺,确保混凝土材料的充分浸润,以达到最佳的加固效果。

2.3型钢外包加固技术

型钢外包加固技术是截面扩充加固技术的延伸技术，通过在既有建筑钢混结构外新增一层角钢、钢板等型钢构件，实现建筑外部型钢与内部钢混结构形成稳定连接，从而使既有内部钢混结构设计受力性能明显提升。其通过加装灌注结构粘结材料及锚栓，将外立面型钢与内部钢混结构形成稳定相连，以实现建筑钢混结构优化，使建筑结构构成统一受力整体。与混凝土截面加固技术相比，型钢外包加固技术更具稳定性、占用空间少、实施工艺性更成熟。但钢材使用量更高，受高温施工环境局限，同时应注意对型钢的防火、防锈和防腐的处理。

3结构加固技术在既有建筑改造工程的实际应用

3.1混凝土喷装加固技术应用

在混凝土喷装加固技术应用前，应保证作业场地搭建好平台及喷装作业位置清洁。通过必要的基面凿毛、湿润处理后，实施钢筋绑扎及模板装配支护作业。喷装准备完工后，实施混凝土喷射作业。后续应做必要的保养处理，待保养时长和质量达标后，实施拆模操作。混凝土喷装加固前，应先处理建筑表面装饰层，凿毛处理分灰缝，凿毛剔除量应控制在5~10mm间。控制高压风机出风量大于9m3/min、气压在0.2~0.5MPa间，水压控制低于0.15MPa。喷装混凝土过程中，应控制喷射间距在0.5~1m范围，喷装强度应统一标准。喷装厚度应根据建筑墙厚调节控制，并设定为低于墙厚20mm。混凝土凝固控制时，墙表面回弹率应低于20%，初凝时长通常低于5min。通过应用此混凝土喷装加固技术方案，可有效提升建筑结构稳定性和承载力。

3.2换填法

换填法是指将地基中的不良土层或者软土，通过专业处理，将其变为满足施工要求的垫层。在该垫层中，加入一定的砂石、碎石、土料等材料，并对垫层进行分层压实处理。在该技术应用中，换填法可以有效提高地基承载力。在建设过程中，需要根据土木工程施工要求，以及具体情况选择适宜的换填法。换填法能够有效改善地基受力情况，提高地基强度，保证地基稳定性。换填法能够有效降低地下水位，使地基变形情况得到有效改善。还可以有效解决建筑物不均匀沉降问题，增强建筑物稳定性和安全性。

3.3数据处理和清理

数据处理和清理是确保实验数据质量与可靠性的关键。位移数据经过滤波去噪和异常值去除,排除了噪声干扰,提升了数据的可用性。变形仪器校正了数据误差,采用平滑曲线方法对数据进行处理,以消除或减少由其他干扰引起的不准确性,获得了更准确的结构变形数据。荷载数据去除了传感器误差并滤波平滑,保留了更可靠的荷载数据,有助于准确评估结构的承载能力。振动频率数据通过异常值检测和频谱分析得到平滑曲线,为其提供了可靠的数据。通过对温度数据进行纠正,可消除或减小由温度变化引起的传感器漂移,经过滤波去噪处理,确保了数据的准确性,排除了漂移和环境噪声引起的误差。

3.4碳纤维粘贴加固技术应用

粘贴加固作业时，应保证操作温度高于5℃，并对单位碳纤维布的长、宽和净距做明确规定。本项目碳纤维布长300mm、宽100mm、净距500mm。完成放线定位后，应对混凝土外立面做找平清洁处理，然后刷涂树脂层，进而粘贴碳纤维片材和面料的刷涂固化养护。针对粘贴碳纤维材料出现的空鼓情况，可通过针管注胶法实施补救处置。

结语

综上所述，随着我国社会经济的不断发展，土木工程建设规模越来越大。在实际施工过程中，受施工环境、施工工艺等多种因素影响，导致工程质量问题时有发生。为了保障土木工程建设施工的质量与效果，相关工作人员需要结合实际情况，选择合理的土木工程建设结构与地基加固技术，以促进工程质量的稳定提升。

参考文献

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[2]汪兴龙.民用建筑结构的加固设计改造[J].建筑技术开发,2021,48(9):17-18.

[3]刘智民.碳纤维在建筑结构加固工程中应用[J].江西建材,2020(1):26-27.