摘要：随着经济的不断提升，当前城市化进程脚步飞速前进，建筑行业的发展也与日俱增。本文针对建筑结构改造设计与加固技术的综合研究展开论述，通过对建筑结构改造设计与加固技术的探讨，以及原理与应遵守的原则等方面综合分析，在日后的发展中，能够有效提升建筑的质量。
关键词：结构改造；加固设计
前言：城市化进程的加快，当前城市人口越加密集，全国约三分之二的城市处在地震多发区域。因此，研究其加固技术是提升建筑坚固性的必然举措，进行加固改造，使得当前大部分老旧建筑更加稳固，保护人们生命财产。以此在加固建筑物质量的同时，稳定和谐社会，促进人类共同进步。
一、结构改造与加固设计的必要性
我国建筑工程在设计时均有一个标准，需要对建筑物内部与外部进行勘察，在规定时间与范围内使得建筑物符合国家安全标准。同时也存在耗损评估，确保建筑物在固定时间内保证耐久且实用。虽然标准与规定较为明确，但在设计施工过程中还是会因各种因素导致建筑出现质量问题。例如，人为因素，即在建筑施工过程中，所有参与施工人员在实际工作中未能严格操作，或未能全面了解施工技术的重点、难点，进而导致建筑出现质量问题。自然因素，即由于地震、泥石流等自然灾害导致出现可修复质量问题，或长时间风吹日晒导致混凝土出现裂缝、钢筋出现弯折等问题，尤其在北方寒冷的天气，建筑物极易产生裂缝，甚至在恶劣环境中，酸雨的产生对建筑物产生影响，以及结构多元化使得建筑物在日后的使用中出现问题。诸如此类，对建筑结构进行改造并加固，是弥补建筑物质量问题的根本，狭义而言是保证人们个人财产不受损失，广义而言即保证国家社会和谐稳定，经济水平持续上涨。
二、改造与加固方法的分类
在兴建建筑过程中，不仅需要结合建筑基本特点设计加固方式，也应考虑施工安全与经济效益指标。一般而言，加固方法主要通过一些加固技术展开施工，直接提高构件的承载力与刚度等力学性能，或使用间接加固方法，通过改变构件局部，采取一定技术手段，使得原有结构受力方式发生改变，从而提高构件受力能力。例如粘钢加固、增大截面加固以及碳纤维布加固等，都是直接加固方式。而间接加固方式主要包括：增加支点、改变刚度、增加结构性能、外加预应力、增设构件等加固方法。
三、结构改造加固的基本原则
新建建筑物在施工前都需要通过完整的探讨与设计才能开始建造，且在设计环节中需要遵循各种规范，才能保证建筑物合理。因此，在改造加固中也需要遵循各种规范，例如技术可靠、物料选取、整体效果等。
（一）技术方案可靠原则
在已有建筑物进行加固设计，其本身便是一件难上加难的事情，不仅需要考虑建筑物本身结构，也要考虑现实情况。因此，需要结合实际情况进而制定加固方案。由于加固后建筑物受力情况发生改变，因此需要对整体受力结构进行分析，并保证结构系统中力的传输情况清晰明了，才能达到增强建筑整体安全性与可靠性之目的。同时，需要将旧材料与新材料完美结合，连接沉稳且能够保证其协同工作，才能使得加固工作发挥最大价值。另一方面，加固工作是一项专业的技术，不仅要考虑建筑物基本特性，施工人员专业素质与工作能力也是确保方案可靠性原则全面落实的基本保障，采取各种组织加固设施以及设计合理的加固方法，加之专业的施工人员才能做到内部环境与外部环境的完美融合，进而有效提升建筑物加固工作效率。
（二）物料选取原则
加固时所选取的材料需要与原建筑物基本材料的属性相同，才能提升协同工作性能。在实际工作中，根据以往工作经验，结构加固时使用的水泥强度不低于32.5水泥，混凝土强度等级应比原结构构件提高一级，且不得低于C20级，型钢可以采用Q235级或Q345级进行加固，以及在施工过程中使用的胶粘剂、灌浆料等等均需要在规定要求内，在此不过多赘述。
（三）整体方案最优化原则
意识是行动的根本，计划是加固设计的根本。确定结构的基本性质，再进行方案的设计，在加固时根据设计方案不断完善。了解机构中已有缺陷，并对其受力情况进行分析，勘察并检验，以免在施工环节发生安全问题。
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四、建筑结构改造设计和加固技术的综合研究
（一）粘钢加固法
1.定义与特征
粘钢加固就是建筑结构胶将钢板（型钢）与混凝土紧密粘接，使钢板（型钢）与混凝土形成统一的整体，利用钢板良好的抗拉强度达到增强构件承载能力及刚度的目的。这种方法的优势在于，施工简单，工期短且工作效率高，基本不增加被加固构件的断面尺寸和重量。在加固施工完成后建筑物能够在短期内投入使用，并能够在有效提高原有构件的承载力，使其保持原状，减少对使用空间的影响。但其也存在缺点，该种加固方法材料较贵，且钢材较易受到腐蚀，因此对投入使用的环境要求较高，需要采取辅助举措以免其受到影响。在加固前需要对原混凝土表面进行打磨工作，该环节较易造成噪声污染与空气污染。
2.适用范围与基本要求
粘钢加固的适用范围是：原结构构件的混凝土强度等级需要在C15以上，其表面最低正拉应力强度在1.5MPa；施工温度在5-30度之间，湿度需要控制在90%以内，构件表面温度在36度以内；粘钢部位的混凝土表面含水率在4%以内，若超过该规定需要人工干燥处理；粘钢加固不宜在长期60度的情况下使用。
粘钢加固包含三面、四面围套型加固方式。在施工过程中，凡进行粘钢加固的部位混凝土均应凿除粉刷层、找平层等，直至结构层混凝土表面，并保持干燥。结构层混凝土表面应凿平模板茬口及清除风化层等，最后用砂轮机打磨平整。遇小范围蜂窝麻面等可用结构胶修补平整。钢板粘贴面必须打磨至全部露出金属光泽，其余表面机械除锈。施工完毕后，还需要对外露钢材表面刷环氧防锈漆等特殊保护举措。
（二）增大截面加固法
1.定义与特征
顾名思义，其是增加原有构件的横截面面积，并利用补强钢筋来提升构件的承压能力，达到加固之目的。其能够在一定程度上提升构件抗压、抗拉能力，也能够提升已经产生损伤的混凝土截面，进而提升其耐久性。这种方法在构件加固环节中具有施工工艺成熟、简便、适应环境较强且较为牢固。但这种加固方法也存在部分缺点，施工周期长，对使用空间有一点的影响。
2.加固方法与基本要求
增加横截面的加固方法根据构件特点以及加固目的等因素，可以采取单侧、双侧以及三侧加固形式，该种方法使用于梁、板、柱以及屋盖等结构。其基本要求有：钢筋混凝土强度等级在C10以上；需要根据实际情况进行焊接，使得原有构件承载能力不会因加热而变形进而产生影响；在实际施工环节中需要保证新旧混凝土之间完美契合，以免出现分离影响加固性能。
（三）碳纤维布加固法
1.定义与特征
碳纤维布加固是利用专用结构胶将碳纤维布粘贴在混凝土表面，形成复合结构，通过与混凝土之间协同工作，从而改善构件的受力状态，提升结构的受力性能。是一种比较新型的加固方法。纤维材料在加固结构中承担拉应力，还可以有效的限制裂缝的产生和发展。
目前市面上建筑加固用的碳纤维布有200g/㎡和300g/㎡，对应的厚度为0.111mm和0.167mm。
2.加固方法与基本要求
当受弯加固时，纤维方向应与加固的受力方向一致；受剪加固、抗震加固时，纤维方向宜与构件轴向垂直。碳纤维布加固法原混凝土强度等级应不低于C15。
碳纤维布为导电材料，放置和施工时都应远离电气设备及电源和采取可靠的防护措施。存放、运输、施工过程中都应避免碳布的弯折，应保持通风良好，在现场施工的工作人员应采取相应的有效保护措施。
结论：综上所述，建筑结构改造与加固技术中，其精髓便是利用各种技术措施提高原构件承载力，利用粘钢加固、增大截面加固以及碳纤维布加固等方式，进而起到加固作用。在实际施工环节中，需要密切注意各加固技术的特征，以免在实际施工环节中造成不必要的麻烦，同时也能够保证加固价值发挥到最大。
参考文献：
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[3]练忠平.建筑结构改造设计和加固技术分析[J].住宅与房地产，2016（27）：180.
论文作者:吴明艳,张苏东
论文发表刊物:《基层建设》2018年第11期
论文发表时间:2018/6/7
标签：构件论文; 建筑物论文; 混凝土论文; 结构论文; 碳纤维论文; 建筑结构论文; 技术论文; 《基层建设》2018年第11期论文;