摘要:基于風(fēng)災(zāi)、地震、火災(zāi)等災(zāi)害對(duì)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(jì)中的技術(shù)要點(diǎn)，旨在增強(qiáng)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(zāi)害，鋼結(jié)構(gòu)
現(xiàn)階段我們難以避免自然災(zāi)害的發(fā)生。為了使自然災(zāi)害帶來(lái)的危害最小，在建造建筑物時(shí)要防患于未然。除此之外，災(zāi)后的檢測(cè)與加固也是不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)。風(fēng)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(dāng)風(fēng)壓超過(guò)一定限值之后會(huì)對(duì)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�(zāi)具有一定的人為因素，雖然可以避免，但也有一定的發(fā)生幾率，也會(huì)對(duì)建筑物造成損傷。本文針對(duì)上述幾類災(zāi)害后的加固進(jìn)行一定的分析與概述。
1災(zāi)害對(duì)建筑物的影響
1．1風(fēng)災(zāi)對(duì)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(tái)風(fēng)頻發(fā)，由于許多既有建筑對(duì)風(fēng)荷載估計(jì)不足，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在風(fēng)災(zāi)中損傷甚至倒塌，給我國(guó)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。尤其嚴(yán)重的影響到我國(guó)廣大沿海區(qū)域的低、多層砌體結(jié)構(gòu)，強(qiáng)風(fēng)對(duì)其的破壞形式主要有以下幾種:1)屋面被風(fēng)吹走;2)側(cè)墻被吹倒;3)渦致脫落破壞［1］。
1．2地震災(zāi)害對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響
地震災(zāi)害是人類難以避免的災(zāi)害，只能預(yù)防防治不能阻止。地震災(zāi)害會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的梁柱等承重構(gòu)件造成損傷，會(huì)對(duì)砌體結(jié)構(gòu)墻體等承重構(gòu)件造成損傷。我國(guó)有許多既有建筑在震后需要進(jìn)行加固。原有的設(shè)計(jì)已經(jīng)不能達(dá)到當(dāng)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(zāi)對(duì)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(huì)在很大程度上受到火災(zāi)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(dǎo)致構(gòu)件強(qiáng)度和剛度減�。�2］�；馂�(zāi)對(duì)建筑構(gòu)件的影響是極其復(fù)雜的，不同的建筑物建筑結(jié)構(gòu)各不相同，受到火災(zāi)的影響即使構(gòu)件沒(méi)有倒塌或者明顯的破壞，其受損也是很復(fù)雜的。鋼結(jié)構(gòu)由于受到火的侵害，其力學(xué)性能、幾何形狀等都會(huì)發(fā)生破壞［3］。
2針對(duì)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(jiǎn)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(guò)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(shù)脂化學(xué)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(lái)提高混凝土結(jié)構(gòu)的軸向抗壓強(qiáng)度，進(jìn)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(jiàn)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(dān)部分施加在混凝土構(gòu)件上的力，兩者同時(shí)受力降低荷載對(duì)混凝土的損害。固定鋼板的方式是使用錨栓，通過(guò)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(huì)分布到錨栓上，對(duì)于強(qiáng)度等級(jí)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(qiáng)塑料加固法。為了加固混凝土構(gòu)件，選擇外貼纖維增強(qiáng)塑料加固法需要使用纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料，使纖維增強(qiáng)復(fù)合材料與混凝土構(gòu)件形成一個(gè)整體二者將共同工作，由于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有較強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度，兩者形成一個(gè)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(hù)時(shí)費(fèi)用低，而且還具有良好的抗腐蝕和耐濕能力［8］。5)水泥復(fù)合砂漿鋼筋網(wǎng)加固法。利用這種方法進(jìn)行加固，需要使用高性能水泥復(fù)合砂漿作為保護(hù)層，利用抗剪銷釘起到錨固的作用，與此同時(shí)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(fù)合水泥砂漿與構(gòu)件形成整體受力來(lái)提高構(gòu)件承載力［9］。6)預(yù)應(yīng)力碳纖維加固法。此方法相對(duì)于普通的碳纖維粘貼法有著更明顯的優(yōu)點(diǎn)，由于在粘貼到混凝土構(gòu)件之前預(yù)先給予碳纖維一定的力，可以進(jìn)一步改善鋼筋混凝土的耐久性以及力學(xué)性能［10］。使用此法時(shí)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(guó)內(nèi)仍有20世紀(jì)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(zāi)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(bǔ)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(dāng)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(lái)提高砌體的承載能力，這種方法通過(guò)加大截面面積對(duì)砌體進(jìn)行加固，在可加大截面的情況下此法可提高獨(dú)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(kāi)裂的地方涂抹環(huán)氧樹(shù)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(yù)應(yīng)力加固法。通過(guò)預(yù)應(yīng)力的施加這一方法來(lái)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(yù)應(yīng)力桿件等可改變構(gòu)件的內(nèi)部應(yīng)力分布，可以抵消一部分的荷載彎矩。產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)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(shí)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(fēng)好可以減小災(zāi)害帶來(lái)的不利后果，除此之外又具有強(qiáng)度高、質(zhì)輕等優(yōu)良特點(diǎn)，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(fù)雜性、材料不符合質(zhì)量要求、管理和技術(shù)不過(guò)關(guān)等種種原因，使其有時(shí)不能完全達(dá)到要求，必要時(shí)需要進(jìn)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(lái)加固鋼結(jié)構(gòu)。2)改變結(jié)構(gòu)計(jì)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(kuò)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(yù)應(yīng)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(diǎn)加固法。連接節(jié)點(diǎn)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(diǎn)就是連接節(jié)點(diǎn)處，連接節(jié)點(diǎn)的加固是改善鋼結(jié)構(gòu)整體性能的一個(gè)重要環(huán)節(jié)和手段。
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