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摘 要：随着既有建筑的加固改造设计日益增多，加固改造设计已成为设计者一个新的设计内容，本文通过简要阐述加固设计中一些需要注意的问题以及加固设计常用的加固方法，以期对加固改造设计提供参考。
关键词：加固改造设计；问题；常用加固方法
中图分类号：TU746.3 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）27-0350-02
1 前 言
我国从20世纪90年代后期，开始大力发展基础设施及城镇化建设，经过近三十年的建设，城市面貌日新月异，新建筑如雨后春笋从城市各处拔地而起，随着城镇化率日益增高，新建建筑已逐渐减少，而对既有建筑的加固改造日益增多。既有建筑的加固改造可以实现三个目的：①可以增加建筑物使用寿命；②可以改变建筑物使用用途；③可以消除建筑物使用过程中的安全隐患。本文通过简要阐述既有建筑加固改造设计中需要注意的问题以及加固设计的常用加固方法，以期为加固改造设计提供参考。
2 加固改造设计中应该注意的一些问题
2.1 既有工程加固改造前，首先应该做两个工作
（1）应该对既有建筑进行检测鉴定。既有建筑只有通过前期的检测鉴定，明确建筑物存在的问题，才能明确建筑物需要加固的部位，进而明确采用的加固方法和技术。前期检测鉴定提供的数据准确与否，是加固设计是否安全合理的关键条件，因此受到加固设计人员的普遍重视。
（2）应该进行现场踏勘与资料收集。设计人员应该到工程现场，对建筑物的建成年代、使用功能、结构类型、房屋高度、场地类别，地震烈度、存在的问题、加固改造建筑物与周边建筑物的关系等情况进行全面了解，并初步分析产生问题的原因。设计人员应与建设单位沟通，积极搜集工程资料，包括：原有建筑施工图纸，设计变更单或变更图纸，施工验收资料，地勘资料等有关加固改造工程的所有资料。
2.2 加固方案的比选
既有工程的加固改造方法很多，常用的有增大截面加固法，外包型钢加固法，粘贴钢板加固法，粘贴纤维复合材加固法，裂缝修补法等加固方法。一个建筑物的加固，采用不同的加固方法往往可以达到相同的加固目的，此时决定采用何种加固方法的根本因素一般为：①加固施工造价的高低。在几种加固方案都能满足建筑物加固要求的情况下，优先选用造价低的方案，尽量节约成本，不铺张浪费。②在现有场地加固施工方案是否可行。加固方案应该考虑现场的施工条件，如机械设备是否能进场，机械设备是否有操作面，加固方案是否有施工空间等。③加固施工技术方案的施工难度，工期长短是否满足建设方的要求。在几种加固方案中，优先选择施工难度低、便于施工操作的方案，并且施工工期不宜過长，应满足建设方对工期的要求。④加固方案对原结构的损伤程度应尽量小。加固方案应尽量选用对原建筑物结构构件损伤小、对原结构结构构件加固数量少的方案，既保护了原结构构件的承载力，也减少了加固造价。
2.3 加固设计中的概念设计
加固施工图设计中，应先从加固建筑全局着手，对原结构进行整体分析，如果原结构有薄弱部位或结构体系存在不合理情况，在加固设计时应当考虑消除结构薄弱部位或尽可能改变结构体系，做到在保证建筑整体结构布局合理的原则下，对结构局部进行加强。加固中概念设计还包括：①改变建筑使用功能，降低结构抗震类别。②减少建筑隔墙、楼板等自重，降低作用在建筑的地震力。③房屋建筑时间过长，存在问题多，加固费用高，加固效果不好，应当缩短后续使用年限，降低加固标准。④依据性能化设计的原则，设计时重点加固结构中的重要构件，确保结构关键部位安全可靠，从而保证结构整体安全可靠。
3 结构构件加固设计的常用方法
结构构件加固设计主要是针对结构中承载力或抗震性能不足的梁、板、柱、墙等结构构件进行加固设计，常用的加固方法如下：
3.1 增大截面加固法
增大截面法是通过使用钢筋网砂浆面层或钢筋混凝土增大构件的截面面积，原构件外表面经过凿毛并配置锚固钢筋等措施，与增大截面部位的混凝土牢固结合，形成良好的整体性，能有效的提高构件的承载力和抗震能力。增大截面法优点是加固效果好、经济、适应面广；缺点是施工复杂，湿作业工作量大，工期长，增加结构自重，对净空和美观有影响。柱轴压比超限、结构位移比超限、层间位移角超限等需要调整梁柱截面尺寸方能满足规范要求的加固项目一般采用增大截面加固法。
3.2 粘贴纤维复合材加固法
该方法适用于钢筋混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压及受拉构件的加固，在上述受力不满足的部位粘贴纤维复合材料，粘贴的纤维复合材料要能够承担主要的应力作用，并在复合材料的表面进行特殊的防护处理。由于碳纤维高强轻质，具有很强的抗拉强度和较高的弹性模量，自重轻、耐腐蚀，易于施工、经济性好、适用范围广，作为混凝土结构加固和修补材料，得到广泛应用。碳纤维受力有局限性，只能承受拉力，抗剪及抗弯性能很弱，属于脆性材料，加固设计时应充分考虑碳纤维材料的特性。
3.3 粘贴钢板加固法
粘贴钢板加固法是在混凝土构件表面用建筑结构胶粘贴钢板，使钢板与混凝土变形协调，共同受力的一种加固方法。粘贴钢板加固法施工便捷，现场工作量小，对结构的外形、净空等影响小，但节点区域的施工难度高，端部锚固的构造复杂，并对环境有一定要求，必须在60℃以下且湿度正常的环境下才能施工。
3.4 外包型钢加固法
通过在混凝土构件四周外包型钢以提高构件承载力的加固方法。适用于构件截面增大受到限制或需要大幅度提高承载力的情况，采用化学灌浆外包型钢时，型钢表面温度不应高于60℃，并且型钢外表面应进行防锈蚀处理。该方法受力可靠、施工简便、现场工作量小，是加固设计中常用的方法。
3.5 加固植筋技术
加固过程中往往需要用到植筋技术，植筋设计应进行锚固计算，需要计算单根植筋锚固的承载力设计值并确定植筋的基本锚固深度。植筋计算过程中，需要综合考虑植筋直径、箍筋设置情况等，粘结强度设计值等。如果构件高度较小，应选取较小截面钢筋进行植筋，越小的钢筋植筋深度也越小。植筋间距和边距越大，胶粘剂粘结强度也越大，基本锚固深度也越小。在实际工程中应考虑这种比例关系，选择优化的钢筋直径以及植筋间距及边距。 3.6 裂缝修补技术
通过对建筑物出现的裂缝进行分析，找出建筑物产生裂缝的原因、性质，并对裂缝进行修补，使建筑使用功能得以恢复的方法就是裂缝修补技术。裂缝修补的方法主要有表面处理法、灌浆法、填充法等。表面处理法适用于宽度小于0.2mm的微细裂缝；灌浆法适用于裂缝宽度较小、深度较深的裂缝，尤其是受力裂缝的修补；填充法是沿裂缝将缝凿成U型或V型的槽，然后填充各种修补材料，适用于数量较少，大于0.5mm宽较大裂缝的修补，尤其是由于钢筋锈蚀引起的开裂裂缝的修补。修补时首先判断裂缝是活动还是静止的，修补的主要目的是什么，裂缝产生的主要原因是什么，裂缝未来的变化会怎样。根据不同性质的裂缝提出针对性的处理措施。
4 加固设计的几点建议
（1）加固设计应充分利用原建筑物的承载能力，对建筑物房间、墙体等荷载取值应按经济合理的原则采用，不应保守，也不能取小。
（2）加固工程中界面处理的好壞，将直接影响加固设计效果。针对新旧混凝土接触面处理，采用植筋、增设暗销或抗剪键、结构胶等系列界面处理技术，使加固部位接触面结合紧密，达到设计要求。
（3）加固设计和加固施工紧密联系，互相配合，加固设计时一定要考虑施工因素，加固方案在施工中应该是可行的，如果施工中遇到问题，加固设计应根据施工要求合理调整方案，确保施工能正常进行。鉴于加固设计和施工的这种紧密关系，加固设计施工总承包是加固工程的一种很好的实施方式。
5 结束语
从建筑行业的发展来看，我国建筑业的未来趋势已由新建建筑逐步向既有建筑的加固改造转变，加固改造设计是今后建筑设计的重点。加固改造设计是与既有建筑、现场环境联系紧密的特殊设计，设计中必须充分考虑已有建筑本身情况、施工现场条件等因素，结合这些现状进行加固设计，以对原建筑物破坏最小、施工最方便、经济性最好为设计原则。
参考文献
[1]中华人民共和国国家标准.《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2013）.北京：中国建筑工业出版社，2013.
[2]中华人民共和国国家标准.《建筑结构加固工程施工质量验收规范》（GB50550-2010）.北京：中国建筑工业出版社，2010.
收稿日期：2018-8-10
关键词：加固改造设计；问题；常用加固方法
中图分类号：TU746.3 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）27-0350-02
1 前 言
我国从20世纪90年代后期，开始大力发展基础设施及城镇化建设，经过近三十年的建设，城市面貌日新月异，新建筑如雨后春笋从城市各处拔地而起，随着城镇化率日益增高，新建建筑已逐渐减少，而对既有建筑的加固改造日益增多。既有建筑的加固改造可以实现三个目的：①可以增加建筑物使用寿命；②可以改变建筑物使用用途；③可以消除建筑物使用过程中的安全隐患。本文通过简要阐述既有建筑加固改造设计中需要注意的问题以及加固设计的常用加固方法，以期为加固改造设计提供参考。
2 加固改造设计中应该注意的一些问题
2.1 既有工程加固改造前，首先应该做两个工作
（1）应该对既有建筑进行检测鉴定。既有建筑只有通过前期的检测鉴定，明确建筑物存在的问题，才能明确建筑物需要加固的部位，进而明确采用的加固方法和技术。前期检测鉴定提供的数据准确与否，是加固设计是否安全合理的关键条件，因此受到加固设计人员的普遍重视。
（2）应该进行现场踏勘与资料收集。设计人员应该到工程现场，对建筑物的建成年代、使用功能、结构类型、房屋高度、场地类别，地震烈度、存在的问题、加固改造建筑物与周边建筑物的关系等情况进行全面了解，并初步分析产生问题的原因。设计人员应与建设单位沟通，积极搜集工程资料，包括：原有建筑施工图纸，设计变更单或变更图纸，施工验收资料，地勘资料等有关加固改造工程的所有资料。
2.2 加固方案的比选
既有工程的加固改造方法很多，常用的有增大截面加固法，外包型钢加固法，粘贴钢板加固法，粘贴纤维复合材加固法，裂缝修补法等加固方法。一个建筑物的加固，采用不同的加固方法往往可以达到相同的加固目的，此时决定采用何种加固方法的根本因素一般为：①加固施工造价的高低。在几种加固方案都能满足建筑物加固要求的情况下，优先选用造价低的方案，尽量节约成本，不铺张浪费。②在现有场地加固施工方案是否可行。加固方案应该考虑现场的施工条件，如机械设备是否能进场，机械设备是否有操作面，加固方案是否有施工空间等。③加固施工技术方案的施工难度，工期长短是否满足建设方的要求。在几种加固方案中，优先选择施工难度低、便于施工操作的方案，并且施工工期不宜過长，应满足建设方对工期的要求。④加固方案对原结构的损伤程度应尽量小。加固方案应尽量选用对原建筑物结构构件损伤小、对原结构结构构件加固数量少的方案，既保护了原结构构件的承载力，也减少了加固造价。
2.3 加固设计中的概念设计
加固施工图设计中，应先从加固建筑全局着手，对原结构进行整体分析，如果原结构有薄弱部位或结构体系存在不合理情况，在加固设计时应当考虑消除结构薄弱部位或尽可能改变结构体系，做到在保证建筑整体结构布局合理的原则下，对结构局部进行加强。加固中概念设计还包括：①改变建筑使用功能，降低结构抗震类别。②减少建筑隔墙、楼板等自重，降低作用在建筑的地震力。③房屋建筑时间过长，存在问题多，加固费用高，加固效果不好，应当缩短后续使用年限，降低加固标准。④依据性能化设计的原则，设计时重点加固结构中的重要构件，确保结构关键部位安全可靠，从而保证结构整体安全可靠。
3 结构构件加固设计的常用方法
结构构件加固设计主要是针对结构中承载力或抗震性能不足的梁、板、柱、墙等结构构件进行加固设计，常用的加固方法如下：
3.1 增大截面加固法
增大截面法是通过使用钢筋网砂浆面层或钢筋混凝土增大构件的截面面积，原构件外表面经过凿毛并配置锚固钢筋等措施，与增大截面部位的混凝土牢固结合，形成良好的整体性，能有效的提高构件的承载力和抗震能力。增大截面法优点是加固效果好、经济、适应面广；缺点是施工复杂，湿作业工作量大，工期长，增加结构自重，对净空和美观有影响。柱轴压比超限、结构位移比超限、层间位移角超限等需要调整梁柱截面尺寸方能满足规范要求的加固项目一般采用增大截面加固法。
3.2 粘贴纤维复合材加固法
该方法适用于钢筋混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压及受拉构件的加固，在上述受力不满足的部位粘贴纤维复合材料，粘贴的纤维复合材料要能够承担主要的应力作用，并在复合材料的表面进行特殊的防护处理。由于碳纤维高强轻质，具有很强的抗拉强度和较高的弹性模量，自重轻、耐腐蚀，易于施工、经济性好、适用范围广，作为混凝土结构加固和修补材料，得到广泛应用。碳纤维受力有局限性，只能承受拉力，抗剪及抗弯性能很弱，属于脆性材料，加固设计时应充分考虑碳纤维材料的特性。
3.3 粘贴钢板加固法
粘贴钢板加固法是在混凝土构件表面用建筑结构胶粘贴钢板，使钢板与混凝土变形协调，共同受力的一种加固方法。粘贴钢板加固法施工便捷，现场工作量小，对结构的外形、净空等影响小，但节点区域的施工难度高，端部锚固的构造复杂，并对环境有一定要求，必须在60℃以下且湿度正常的环境下才能施工。
3.4 外包型钢加固法
通过在混凝土构件四周外包型钢以提高构件承载力的加固方法。适用于构件截面增大受到限制或需要大幅度提高承载力的情况，采用化学灌浆外包型钢时，型钢表面温度不应高于60℃，并且型钢外表面应进行防锈蚀处理。该方法受力可靠、施工简便、现场工作量小，是加固设计中常用的方法。
3.5 加固植筋技术
加固过程中往往需要用到植筋技术，植筋设计应进行锚固计算，需要计算单根植筋锚固的承载力设计值并确定植筋的基本锚固深度。植筋计算过程中，需要综合考虑植筋直径、箍筋设置情况等，粘结强度设计值等。如果构件高度较小，应选取较小截面钢筋进行植筋，越小的钢筋植筋深度也越小。植筋间距和边距越大，胶粘剂粘结强度也越大，基本锚固深度也越小。在实际工程中应考虑这种比例关系，选择优化的钢筋直径以及植筋间距及边距。 3.6 裂缝修补技术
通过对建筑物出现的裂缝进行分析，找出建筑物产生裂缝的原因、性质，并对裂缝进行修补，使建筑使用功能得以恢复的方法就是裂缝修补技术。裂缝修补的方法主要有表面处理法、灌浆法、填充法等。表面处理法适用于宽度小于0.2mm的微细裂缝；灌浆法适用于裂缝宽度较小、深度较深的裂缝，尤其是受力裂缝的修补；填充法是沿裂缝将缝凿成U型或V型的槽，然后填充各种修补材料，适用于数量较少，大于0.5mm宽较大裂缝的修补，尤其是由于钢筋锈蚀引起的开裂裂缝的修补。修补时首先判断裂缝是活动还是静止的，修补的主要目的是什么，裂缝产生的主要原因是什么，裂缝未来的变化会怎样。根据不同性质的裂缝提出针对性的处理措施。
4 加固设计的几点建议
（1）加固设计应充分利用原建筑物的承载能力，对建筑物房间、墙体等荷载取值应按经济合理的原则采用，不应保守，也不能取小。
（2）加固工程中界面处理的好壞，将直接影响加固设计效果。针对新旧混凝土接触面处理，采用植筋、增设暗销或抗剪键、结构胶等系列界面处理技术，使加固部位接触面结合紧密，达到设计要求。
（3）加固设计和加固施工紧密联系，互相配合，加固设计时一定要考虑施工因素，加固方案在施工中应该是可行的，如果施工中遇到问题，加固设计应根据施工要求合理调整方案，确保施工能正常进行。鉴于加固设计和施工的这种紧密关系，加固设计施工总承包是加固工程的一种很好的实施方式。
5 结束语
从建筑行业的发展来看，我国建筑业的未来趋势已由新建建筑逐步向既有建筑的加固改造转变，加固改造设计是今后建筑设计的重点。加固改造设计是与既有建筑、现场环境联系紧密的特殊设计，设计中必须充分考虑已有建筑本身情况、施工现场条件等因素，结合这些现状进行加固设计，以对原建筑物破坏最小、施工最方便、经济性最好为设计原则。
参考文献
[1]中华人民共和国国家标准.《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2013）.北京：中国建筑工业出版社，2013.
[2]中华人民共和国国家标准.《建筑结构加固工程施工质量验收规范》（GB50550-2010）.北京：中国建筑工业出版社，2010.
收稿日期：2018-8-10