探究加固建筑结构鉴定与加固改造技术

摘要：本文介绍了建筑结构检测鉴定及加固改造的概念和内容，对建筑结构鉴定及加固改造技术的发展现状和前景作出了阐释，有一定参考价值。
关键词：建筑结构；检测；鉴定；加固

1 建筑结构检测

建筑结构加固技术是在对建筑物进行检测、鉴定的基础上，对建筑物进行整体或部分构件的加固，使原结构降低的安全性得以恢复，或者使建筑的使用功能满足新的要求。因此，进行改造加固设计之前，有必要对原有建筑结构进行检测鉴定并提出检测报告和鉴定报告，为改造设计提供依据。对于使用时间超过 20 年以上的建筑，检测鉴定的重要性尤其突出。而目前的加固改造市场，检测这一重要环节往往被严重的忽视了。原因就在于，一方面甲方往往首先由资金或工期的出发点去考虑项目，而且多数甲方对检测的重要性没有充分认识；另一方面，设计单位由于激烈的市场竞争多数没有彻底的坚持自己的观点。客观上来说，中国的加固行业从国家的规范、图集到市场体制都还没有发展到一个成熟的阶段。建筑结构的检测按照检测目标的不同可分为混凝土结构检测、砌体结构检测、钢结构检测和地基基础及桩基检测。
混凝土结构的检测分为表观检测、混凝土强度检测、混凝土耐久性的检测。表观检测包括施工偏差测量、缺陷测量、裂缝已经结构或构件的变形测量等内容。混凝土强度是混凝土构件的关键参数，是混凝土结构性能的重要因素，混凝土强度检测是改造加固项目的重要环节，在进行结构鉴定及加固改造设计之前对混凝土进行强度检测是不可或缺的。如何正确的确定混凝土构件的实际强度一直是国内外学者关心和着重研究的课题。目前混凝土强度检测常用的方法主要有：回弹法、超声波法、超声-回弹综合法、钻芯法以及拔出法。
随着时间的推移，材料会因外部环境产生的物理、化学以及生物的作用出现性能下降的情况，或者可以称之为“老化”。混凝土在不同的使用环境下抵抗老化的能力，即是耐久性。当外界环境恶劣或者结构年代久远时，就应当充分考虑混凝土构件的耐久性。砌体结构的检测主要包含：物理力学性能检查、裂缝检查、损伤检查、变形检查、连接部位检查和圈梁检查。钢结构的检测主要是制造缺陷安装缺陷以及使用过程中外界因素导致的结构强度变化或者疲劳现象的检测。如混凝土碱化，及碱基料反应，处理方案对混凝土泛碱部位用干刷子用力刷除，再用水和刷子清洗，对不溶于水的泛碱物质可以用稀释后的弱酸清洗，然后灌注环氧树脂浆液封闭裂缝，用水泥基灌浆材料修复水泥混泥土破损表面，同时通过做空心板铰缝、桥面铺装及完善桥面排水系统等排除积水方法切断碱骨料反应的发生条件。

2 建筑结构的可靠性鉴定与评估

对建筑物进行可靠性鉴定与评估，是建筑结构加固的依据。因此，对于先天不足或后天管理不善的建筑，或者由于不可抗力造成伤害的建筑，以及由于使用功能需要增层改造和步入“中老年”期需进行诊断、检查处理的建筑，都需要进行调查、检验，并作出科学的鉴定与评估。鉴定与评估可视具体情况一般按这样的程序：接受委托—初步调查—确定目的、范围—成立鉴定小组现场调查—安全性、使用性评级—可靠性评级—提出报告按照国家现行标准，对民用建筑的鉴定分为安全性的鉴定、正常使用性鉴定与可靠性鉴定。可靠性鉴定包括安全性鉴定与正常使用性鉴定；对工业建筑直接进行可靠性鉴定；对危险房屋进行综合性鉴定。最终对建筑结构进行评级，评级标准可按可靠性和危险性分为 A，B，C，D 或

一、二、三、四等级。

现举一较为加固后年限鉴定的实例予以说明,南京某厂铸工车间,为1960年建成的跨度为24m、柱距为6m的混凝土结构单层厂房。20世纪80年代后期,该厂房正要浇铸香港莲花大佛,但经鉴定整个屋盖(特别是预应力混凝土屋架)危险,有可能塌下,柱、基础和吊车梁等承重构件基本完好,综合评定为险房。但是厂方无其他车间可浇铸大佛,要求抢险加固屋架。我们与厂方商定,对屋架作抢险特殊加固,并规定应急加固后即行浇铸大佛,完成后立即拆除整个屋盖予以翻建;对于柱和吊车梁等仅对局部破损处予以修补。抢险加固后使用时间不超过1年(实际上厂方在9个月后即拆除翻建屋盖)。这样,又出现一新问题,即屋盖新建与下部结构如何协调使用年限问题。厂方提出,该车间已使用近30年,屋盖新建可用50年以上,但规划该车间再用10年后将会进行技术改造重新处理。因此共同商定,该车间屋盖翻建后的使用年限为15年。这样处理,厂方及其主管部门领导均感满意。

3 建筑结构改造加固

建筑结构改造加固按加固的目的性不同可分为结构整体加固和部分构件加固。我国结构改造的实践证明，对既有建筑进行改造加固应首先着眼全局，从结构体系上改善和增强。针对结构的整体性进行改造和加固，改善并增强既有建筑的结构体系，提高结构的整体性是结构改造的有效方

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法。我国 2010 年新版的《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）中也着重提出了“概念设计”。紧随新版抗震规范发型的由国家标准建筑抗震设计规范管理组编制的《建筑抗震设计规范（GB50011—2010）统一培训教材》中提到：“所谓‘概念设计’，指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。建筑结构抗震性能的决定因素，是良好的概念设计。”
目前部分构件加固的方法有很多种，目前常用的，最基本的加固改造方法主要有：对于混凝土结构加固常用的增大截面法、置换混凝土法、外加预应力法、外黏型钢法、黏贴纤维复合材法、黏贴钢板法、增设支点法；对于砌体结构常用的扶壁柱法、钢筋网水泥浆法、增大截面法、外包钢法。例如改变室内建筑布局，对建筑物进行加固改造一般可以通过改变室内布局的方式来实现，改变室内布局则主要是合理的对梁、柱进行改造和加固。由于梁、柱本身在建筑结构设计中处于一个非常重要的位置，因此在进行加固改造时要考虑实际情况，比如根据房间使用面积要求与结构的经济性来设置。梁的布置不是根据柱网布置的，而是根据使用功能先定梁，柱是按梁的要求设置的，总之，不仅如此，在对柱网的设计上还要考虑到降低施工的难度，经济性，房间面积的使用效率等等，避免梁柱设计不规则现象的发生。

4 关于结构加固的现状、存在问题及发展方向的一些思考

我国的加固行业的发展起步较西方发达国家要晚，目前仅仅是出于一个发展的初级阶段，国家相应的法律法规、规范和市场都还并不完善，体系制度还不健全，市场上从事加固改造的设计单位、施工单位水平也参差不齐，关于目前的加固改造行业，笔者有以下的一些想法：
（1）我国加固改造行业目前体制还不健全，亟待相关部门建立一个符合我国市场的体制。比如，在常规设计市场，设计施工分离是早已形成惯例的方式，而目前加固改造市场上却普遍存在施工单位设计加固方案的现象，这是严重不合理的。设计、施工单位在加固改造项目中履行的职能有很大的差别，如果合二为一，则会缺少各责任主体之间必要的约束，这样的现象不仅出现在设计、施工单位，相应的其他责任主体如监理单位、勘察单位也往往在加固改造项目中缺失。再有，改造项目的审批也存在一些问题，有些大型建筑的局部改造往往只有消防方面的审批程序，其余设计特别是结构方面却没有相应的要求， 这样就造成了市场上甲方由于各方面的原因，不认真对待改造项目，承包给没有资质的施工队伍，这对工程质量，对人员、财产的安全都造成了极大的隐患。另外，加固改造项目中加固改造设计方与原设计方的沟通结合也往往存在问题。许多项目由于对原结构无法切实的考证而采取了不合理的方案，或造成造价的大幅度提高，或造成结构安全系数的降低。
（2）加固改造技术方面的规范、图集等有待完善。首先，目前加固改造相应的规范还仅仅是出于一些基本方法的要求上，缺少与现行规范相对应的一些规范要求。比如常规设计方面的高层建筑设计的规范、抗震设计的规范、地基处理方面的规范等在结构加固方面都没有相应的规范；另外计算公式方面也仅仅是关于单个构件的一些计算方法。
（3）改造技术理论的研究。之所以我们的规范、图集目前还不完善，是因为我们的加固改造技术起步较晚，还处于一个发展的初级阶段，罗马不是一天建成的，这需要广大业内技术人员同心协力的探索和研究。客观上来说，正是因为技术理论方面的不足导致了目前规范不够完善的现状。而目前国内的市场正是缺少相应的研究机构。除中国建筑科学研究院外，国内其余加固改造方面的研究单位也都在走一种以盈利为目的的市场化经营，从而忽视技术理论的研究。而一些加固公司，建材公司有做研究的意向却又缺乏必要的技术、资金支持。综上所述，技术理论的研究对加固改造行业的发展至关重要，而这样的研究又迫切的需要国家的支持与培养。
参考文献：
邸小坛, 周燕. 旧建筑物的检测加固与维护[M]. 北京:地震出版社, 1992.
梁坦. 建筑物可靠性鉴定与加固改造的进展[J]. 四川建筑科学研究, 1994, 20(3): 35―41.