摘要：建筑物在建成较长时间后，由于种种因素的影响需要进行改造加固。建筑改造加固中比较常见的一种方式就是轻钢结构，本文首先介绍了轻钢结构的特点以及其在建筑改造加固中的优势，然后探讨了轻钢结构在建筑改造加固中的应用。
关键词：轻钢结构；建筑改造；加固；应用分析
城市化进程的不断加快使得土地资源比较紧张，因此对于一些还存在利用价值的老旧建筑，可以对其进行改造加固。目前我国存在很多废弃的厂房，对这些厂房进行再利用不仅成本较低，并且获得收益的时间也会加快。因此对老旧建筑进行改造加固，不仅符合节能减排的理念，同时还能够促进我国社会经济的发展。
1、轻钢结构
1.1轻钢结构特点
轻钢结构主要是使用一些轻型的钢板、钢管以及钢构件等作为主要受力构件的建筑结构，并且其围护分隔材料也是轻型的。轻钢结构具有构件简单、自重轻、施工快、成本低以及能够满足多种功能的特点。轻钢结构的材料比较单一，制作的时候可以做到工业化、定型化以及标准化，并且预制好之后可以直接进行现场安装。轻钢结构使用的都是高强度的钢材，并且重量比较轻，可以使用到大跨度的结构中，因此能够对空间进行充分地利用。轻钢结构的构件都是在工厂预制完成之后在施工现场直接安装，可以大大地减少施工时间。轻钢结构可以满足不同类型建筑的改造加固需要，设计者可以充分展现个人设计理念。我国的钢产量在不断增加，钢材的价格也比较低，因此轻钢结构的造价都比较低。轻钢结构在进行回收利用的时候比较方便，也符合现在提倡的节能减排的生态理念[1]。
1.2轻钢结构对建筑改造加固的重要性
建筑物改造加固的过程中使用轻钢结构主要是将其作为主体的受力结构，并且建筑的围护结构主要使用的是新型墙板和轻质材料。轻钢结构可以加固建筑物中的钢筋混凝土梁、柱以及楼盖等。由于建筑物的主体结构使用的是轻钢结构，因此自重较轻，这样就能够减少基础负荷。轻钢结构的钢材强度比较高，因此能够提高建筑物的抗震性能。建筑改造加固中使用的轻钢结构都是提前在工厂进行预制的，因此可以边拆除边改造，从而缩短工期。轻钢结构在现场施工的时候可以进行交叉施工，施工管理起来也比较方便。上述的种种原因，使得轻钢结构在建筑改造加固中有着独有的优势。
2、轻钢结构在建筑改造加固中的应用
2.1使用轻钢结构加层
建筑加固改造的时候，要想改变建筑的平面布置以及承重体系，可以使用轻钢结构进行加层，轻钢加层过程中载荷主要由原有的建筑结构承担。一般使用加层改造的时候，要求原有的建筑物承重体系以及地基承载力能够满足改造的要求，或者对其进行加固处理之后建筑物可以直接进行改造加层。轻钢结构施工比较方便，并且投入成本比较低，因此可以首先选择这种方式，但是轻钢加层的层数会有限制。特别是建筑位于地震区的时候，这种特有的结构形式需要考虑地震力的影响[2]。
2.2使用轻钢结构进行室内改造
对建筑物的室内进行改造的时候，也可以用轻钢结构对其进行加层。这样轻钢结构就可以与建筑原有的结构结合，并且一起承受建筑物的水平载荷以及竖向载荷。如果建筑物的室内空间比较大，不会受到改造影响的话可以使用这种方式。这种方式可以对建筑物的室内、基础以及外墙进行充分地利用，并且在改造完成之后不影响建筑外观，不会破坏建筑的完整性，也可以提高建筑物的抗震性能。
2.3使用轻钢结构进行加固
如果老旧建筑物的承载力不能满足变形要求时，并且又不能增加原有建筑构件尺寸，就需要使用轻钢构件对建筑物进行加固。加固时使用的方法主要是外包钢加固法，这样能够提高建筑物的抵抗变形的能力以及承载力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆外包钢加固法主要是将型钢包在建筑结构承载构件周围的一种方法，比如建筑物的梁、柱等部位。外包钢材的类型比较多，一般有钢板、槽钢以及角钢等。如果建筑物中存在矩形构件，一般在其四周包上角钢，然后使用箍板将其进行横向连接。
外包钢加固法还可以分为干式外包钢以及湿式外包钢。干式外包钢加固法是在建筑物结构构件四周直接外包型钢，两者之间采用灌浆料填实，材料间无粘结力，并且墙体的剪力也不能在结合面之间传递。湿式外包钢又可以分为两种不同的方法，一种是将角钢直接粘贴于结构构件上，使用的粘贴剂一般采用结构灌注胶。另外一种是在建筑物构件和角钢中间浇筑上混凝土，这种方法是将混凝土与角钢结合在一起对建筑物进行加固。但是由于角钢和建筑物构件之间的距离比较大，因此会占用一些空间，使建筑物的使用面积减小。使用外包钢法增加建筑物构件的截面尺寸较少，但是能够极大地提高建筑物构件的承载力，同时外包钢的存在还可以提高建筑物构件的延性。
3、建筑改造加固中使用轻钢结构应该注意的问题
3.1选择合适的结构方案
建筑改造加固之前，应该选择合适的结构方案，这样才能够保证建筑加固的安全性、经济合理性以及方案实施的可行性。选择结构形式的时候应该遵循切实可行、方便施工、有利抗震、经济合理以及安全可靠的原则。建筑改造加固的过程比较复杂，因此首先应该做到加固的安全可靠。根据国家相关规范标准的要求进行改造，设计和施工过程中都要符合相关规范的要求。如果建筑改造加固的过程中，需要在原有的建筑结构上进行加层，那么需要根据相关设计规范对建筑物构件进行计算。计算的时候要使用合理的计算方法，并且绘制好计算简图，在其上面表明传力路线以及加固结构。计算的时候要对其安全性进行严格的计算，保证建筑物改造加固的安全[3]。
建筑物改造加固可以采用多种结构方案，然后从中选取一个经济性、安全性最佳的方案。使用轻钢结构对建筑物进行改造的时候，需要其具有良好的抗震性能，合理的传力途径、抵抗变形的能力以及耗能能力。建筑物结构构件的强度和刚度分布要合理，这样能够防止出现竖向刚度突变或者应力集中的情况。如果在改造加固的过程中发现存在一些薄弱部位，要及时采取相关的解决措施来提高其抗震能力。选择结构方案的时候要考虑到施工方便，这样能够将施工工期缩短，降低工程的造价，还可以提前使用建筑。建筑物在改造加固的时候，建设单位会有一些限制条件，比如不能破坏室内装修、改造期间建筑正常使用等。因此在选择结构加固方案时要综合考虑上述因素，在满足限制条件的前提下进行改造加固。
3.2轻钢结构加层计算方式
建筑改造加固过程中常见的方式就是轻钢加层，其在建筑原有结构的上方直接加层。因此很容易形成上轻下重、上柔下刚的情况，这样会导致建筑构件的刚度分布不均匀。计算其地震作用效果的时候一般有两种方法，一种是底部剪力放大系数法。这种方式主要是将每一个楼层作为一个独立的自由度，但是将加层结构考虑成小塔楼。其计算起来比较简单，但是没有考虑振型组合，因此存在较大的误差。还有一种是振型分解反应谱法，这种方式能够将场地土性质、地面加速度作用以及动力特性等因素考虑进去。因此计算结果的精度比较高。
4、结束语
城市化进程的不断加快使得城市土地资源比较紧张，因此对于一些还存在利用价值的老式建筑，可以进行改造加固。轻钢结构的使用在建筑改造加固中比较常见，比如轻钢加层、使用轻钢结构进行室内改造、使用轻钢结构进行加固等。但是在使用轻钢结构的时候也要注意一些问题，比如选择结构形式的时候应该遵循切实可行、方便施工、有利抗震、经济合理以及安全可靠的原则。
参考文献：
[1]王恒华，施红军，俞广东，等.钢结构在建筑物加固与改造工程中的应用[J].钢结构，2016，16（5）：57-60.
[2]王云，曾凡生.钢结构在已有建筑改造中的应用[J].工业建筑，2015，31（2）：60-61.
[3]魏洁.门式钢架轻型钢结构厂房加固改造在工程中的应用[J].四川建筑，2012，32（5）：149-150.
论文作者:邵坤尧,李开封
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/15
标签：结构论文; 轻钢论文; 建筑物论文; 建筑论文; 构件论文; 外包论文; 角钢论文; 《基层建设》2018年第30期论文;