摘要:基于風災、地震、火災等災害對建筑物的影響，探討了混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)的加固方法，并闡述了各結(jié)構(gòu)在加固設(shè)計中的技術(shù)要點，旨在增強建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性與耐久性。
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)，加固方式，地震災害，鋼結(jié)構(gòu)
現(xiàn)階段我們難以避免自然災害的發(fā)生。為了使自然災害帶來的危害最小，在建造建筑物時要防患于未然。除此之外，災后的檢測與加固也是不可缺少的一個環(huán)節(jié)。風影響人類的生活，它可以作為一種能量被人類所利用，但是當風壓超過一定限值之后會對建筑物造成損傷。建筑物抗震需要大震不倒，中震可修，小震不壞�；馂木哂幸欢ǖ娜藶橐蛩�，雖然可以避免，但也有一定的發(fā)生幾率，也會對建筑物造成損傷。本文針對上述幾類災害后的加固進行一定的分析與概述。
1災害對建筑物的影響
1．1風災對建筑結(jié)構(gòu)的影響
隨著自然條件和氣候的變化，近幾年臺風頻發(fā)，由于許多既有建筑對風荷載估計不足，導致結(jié)構(gòu)在風災中損傷甚至倒塌，給我國造成巨大的經(jīng)濟損失。尤其嚴重的影響到我國廣大沿海區(qū)域的低、多層砌體結(jié)構(gòu)，強風對其的破壞形式主要有以下幾種:1)屋面被風吹走;2)側(cè)墻被吹倒;3)渦致脫落破壞［1］。
1．2地震災害對建筑結(jié)構(gòu)的影響
地震災害是人類難以避免的災害，只能預防防治不能阻止。地震災害會對混凝土結(jié)構(gòu)的梁柱等承重構(gòu)件造成損傷，會對砌體結(jié)構(gòu)墻體等承重構(gòu)件造成損傷。我國有許多既有建筑在震后需要進行加固。原有的設(shè)計已經(jīng)不能達到當前抗震設(shè)防烈度的水平，震后部分老舊的混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和適用性不能保證，目前有些地域的抗震設(shè)防烈度已經(jīng)有所提高。除此之外，需要施以必要的加固措施在地震中損壞的建筑物上。
1．3火災對建筑結(jié)構(gòu)的影響
建筑結(jié)構(gòu)的承載能力、安全性以及使用性會在很大程度上受到火災產(chǎn)生的高溫影響�；炷两Y(jié)構(gòu)由于高溫的影響出現(xiàn)了裂縫、松散、爆裂、剝落的現(xiàn)象，導致構(gòu)件強度和剛度減�。�2］。火災對建筑構(gòu)件的影響是極其復雜的，不同的建筑物建筑結(jié)構(gòu)各不相同，受到火災的影響即使構(gòu)件沒有倒塌或者明顯的破壞，其受損也是很復雜的。鋼結(jié)構(gòu)由于受到火的侵害，其力學性能、幾何形狀等都會發(fā)生破壞［3］。
2針對不同結(jié)構(gòu)的加固方式
2．1混凝土的加固方式(承重構(gòu)件)
1)增大截面加固法。該法是一種工藝簡單的傳統(tǒng)加固方式，可普遍適用于加固一般的混凝土結(jié)構(gòu)。此法的加固本質(zhì)是通過在一定范圍內(nèi)增大結(jié)構(gòu)的面積，主要使用的材料是鋼筋混凝土或者鋼筋網(wǎng)砂漿層［4］。2)濕式外包鋼加固法。濕式外包法是在柱的四角粘貼角鋼，粘貼的方式為采用乳膠水泥或環(huán)氧樹脂化學灌漿法等，角鋼之間焊以綴板互相結(jié)合。此法主要是利用角鋼約束混凝土構(gòu)件產(chǎn)生側(cè)向力以此來提高混凝土結(jié)構(gòu)的軸向抗壓強度，進而提高其承載力［5］。另外，干式外粘鋼加固法［6］也是一種常見的加固方式。其采用的膠粘劑主要為建筑結(jié)構(gòu)膠。3)錨栓—鋼板加固法。錨栓鋼板加固法的中心思想就是使鋼板與混凝土結(jié)構(gòu)形成整體，這樣鋼板就可以分擔部分施加在混凝土構(gòu)件上的力，兩者同時受力降低荷載對混凝土的損害。固定鋼板的方式是使用錨栓，通過錨固鋼板，不僅可以有效的利用鋼的延展性，而且鋼板與構(gòu)件之間的銜接更加穩(wěn)固，另外，部分荷載還會分布到錨栓上，對于強度等級在一定范圍內(nèi)的混凝土結(jié)構(gòu)用這種方法加固是十分合適的［7］。4)外貼纖維增強塑料加固法。為了加固混凝土構(gòu)件，選擇外貼纖維增強塑料加固法需要使用纖維增強的復合材料，使纖維增強復合材料與混凝土構(gòu)件形成一個整體二者將共同工作，由于纖維增強復合材料具有較強的抗拉強度，兩者形成一個整體后可提高混凝土構(gòu)件的承載力。這種方法要利用特殊結(jié)構(gòu)膠將材料粘貼于構(gòu)件的表面，不僅后期維護時費用低，而且還具有良好的抗腐蝕和耐濕能力［8］。5)水泥復合砂漿鋼筋網(wǎng)加固法。利用這種方法進行加固，需要使用高性能水泥復合砂漿作為保護層，利用抗剪銷釘起到錨固的作用，與此同時在構(gòu)件表面鋪上鋼筋網(wǎng)或者鋼絲網(wǎng)，使其鋼筋網(wǎng)、復合水泥砂漿與構(gòu)件形成整體受力來提高構(gòu)件承載力［9］。6)預應力碳纖維加固法。此方法相對于普通的碳纖維粘貼法有著更明顯的優(yōu)點，由于在粘貼到混凝土構(gòu)件之前預先給予碳纖維一定的力，可以進一步改善鋼筋混凝土的耐久性以及力學性能［10］。使用此法時要注意力的施加程度以及方式。
2．2砌體結(jié)構(gòu)的加固方式
［11］國內(nèi)仍有20世紀修建的大量砌體結(jié)構(gòu)的房屋，因此提高其結(jié)構(gòu)的安全性能，以及災害后的加固是十分必要的。砌體結(jié)構(gòu)的加固方式有:1)灌漿法和噴射修補法;2)鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固法;3)鋼筋混凝土面層加固法;4)設(shè)扶壁柱加固法;5)加大截面加固法。當砌體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生輕微縫隙，還未被壓裂的情況下可使用加大截面加固法來提高砌體的承載能力，這種方法通過加大截面面積對砌體進行加固，在可加大截面的情況下此法可提高獨立磚柱和其他承重墻的承載力;6)外部粘鋼加固法。不是所有的砌體在加固措施后允許增大尺寸的，那么在這種情況下很適合采用此法。即在砌體開裂的地方涂抹環(huán)氧樹脂膠粘劑，將鋼板粘貼在裂縫處就可以起到加固的作用;7)預應力加固法。通過預應力的施加這一方法來改善砌體結(jié)構(gòu)的承載力也是加固方法之一。增設(shè)的預應力桿件等可改變構(gòu)件的內(nèi)部應力分布，可以抵消一部分的荷載彎矩。產(chǎn)生的預應力可以降低砌體結(jié)構(gòu)傾斜的程度，有助于裂縫寬度的減小，有時還可以使砌體結(jié)構(gòu)中的裂縫完全封閉。
2．3鋼結(jié)構(gòu)加固方法
建筑結(jié)構(gòu)中的鋼結(jié)構(gòu)抗震性以及抗風好可以減小災害帶來的不利后果，除此之外又具有強度高、質(zhì)輕等優(yōu)良特點，所以在建筑工程中廣泛使用。但是鋼結(jié)構(gòu)由于施工的復雜性、材料不符合質(zhì)量要求、管理和技術(shù)不過關(guān)等種種原因，使其有時不能完全達到要求，必要時需要進行鋼結(jié)構(gòu)的加固［12］。常用的加固方法主要有以下幾種:1)構(gòu)件截面加固法。此種方法以箱形截面替換工字形截面增加構(gòu)件的截面面積，提高了構(gòu)件的整體剛度。采用的技術(shù)方法就是利用焊接鋼板、碳纖維布來加固鋼結(jié)構(gòu)。2)改變結(jié)構(gòu)計算圖形。這里的第二種方法也是一種鋼結(jié)構(gòu)常用的加固及改擴建方法之一。其核心就是改變結(jié)構(gòu)體系的傳力情況［13］。常用的方法有改變荷重的分布情況［14］，變更支座的情況，施加預應力，與其他結(jié)構(gòu)形成混合結(jié)構(gòu)，還可以增加結(jié)構(gòu)的剛度等。3)連接節(jié)點加固法。連接節(jié)點可以影響到鋼結(jié)構(gòu)的整體性能，多數(shù)情況下破壞的起點就是連接節(jié)點處，連接節(jié)點的加固是改善鋼結(jié)構(gòu)整體性能的一個重要環(huán)節(jié)和手段。
參考文獻:
［1］武彥坤．既有建筑結(jié)構(gòu)抗風鑒定與加固［D］．上海:同濟大學，2007．
［2］喬曉娟，賈國華．火災損傷混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)研究［J］．科技向?qū)В?011(20):344-345．
［3］曹軍嶺．鋼結(jié)構(gòu)火災損傷鑒定與加固方法研究［D］．太原:太原理工大學，2009．
［4］劉中伏，鄭興泉．淺析混凝土增大截面加固法［J］．國防交通工程與技術(shù)，2006(4):68-70．
［5］王玉婷．濕式外包鋼加固法的應用［J］．建筑與工程，2009(21):674-675．
［6］張春林，徐華．混凝土結(jié)構(gòu)加固方法綜述［J］．山西建筑，2014，40(12):26-27．
［7］韓大剛．錨栓鋼板加固法抗彎性能試驗及設(shè)計方法［D］．重慶:重慶大學，2006．
［8］萬墨林，韓繼云．混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)［M］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，1995．
［9］曾令宏，尚守平．復合砂漿鋼筋網(wǎng)加固ＲC受彎構(gòu)件粘結(jié)破壞研究［J］．鐵道工程與科學學報，2007，4(5):22-23．
［10］成香莉．碳纖維增強塑料在結(jié)構(gòu)加固中的發(fā)展及應用［J］．山西建筑，2007，33(24):173-174．
［11］何建．砌體結(jié)構(gòu)房屋可靠性鑒定與加固方法及實例［D］．重慶:重慶大學，2006．
［12］CECS77∶96，鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范［S］．
[13]程江敏，程波．鋼結(jié)構(gòu)加固方法研究進展［J］．科研開發(fā)，2012(11):1-7．
［14］黃軍輝．鋼結(jié)構(gòu)加固形式及施工工藝探討［J］．城市建設(shè)理論研究(電子版)，2014(15):26-28．
