结构加固是指对原有承重结构进行加固，以满足新的使用要求和安全性，节省造价，减少投资。
▋结构加固的发展历史
上升
世界城市的发展已有5000多年的历史，当今发达国家城镇化程度大多在70%-80%以上。根据联合国人类住区中心预测，到2050年，世界城镇化水平将达到61%，21世纪将成为真正意义上的城镇化世纪。我国当前城镇化进程也进入快速发展期，预计到2020年，我国城镇化水平将从目前的50%提高到60%。
城市的蓬勃发展代表着人类文明的辉煌成就，然而随着城市规模的扩大和人口的快速增长，环境破坏日益严重，大自然赐予人类的资源日益匮乏，人们的生活条件和质量不断恶化。
与此同时，建筑的过度集中、无序建设使得建筑与环境的矛盾日益凸显，控制建筑数量、合理规划成为现代建筑者必须关注的问题。同时，提高既有建筑的使用寿命和使用功能也成为刻不容缓的任务，而完成这一任务的途径就是对既有建筑进行修缮加固。
现状
在欧美发达国家，目前建筑加固改造方面的投资占该国建筑业总投资的1/2以上。美国劳工部在20世纪末的一份行业预测报告中预测，建筑维护加固行业将是21世纪最热门的行业之一。
我国建国以来，特别是20世纪70年代末实行改革开放以来，各类住房建筑和城镇设施急剧增加。据有关部门统计，我国现有各类建（构）筑物总面积至少有100多亿m2，其中大部分是建国初期修建的混凝土、砖石结构的大型工业与民用建筑，多数已服役50年以上，存在各类安全隐患。
一些新建工程，由于勘察设计、施工等技术和管理方面的问题，在建设初期就出现了各种质量安全隐患，对于这些建筑，如果不及时采取加固措施，可能会发生重大安全事故。为此，国家每年都要投入大量的资金用于建筑的加固修复，从而促进了建筑加固修复行业的发展，形成了巨大的市场空间。
同时，在一些既有建筑中，旧有的结构设计在功能上已经不能满足现在的使用要求，这也刺激了建筑加固修复的快速发展。特别是随着我国经济的不断发展和人民生活水平的提高，旧城改造几乎成为近年来大中城市的共同课题。这给建筑加固修复行业带来了前所未有的发展机遇。
前景
我国建筑市场巨大，当前土木工程结构加固改造是我们面临的重大任务。随着建筑业的蓬勃发展，建筑加固、维修改造的应用领域和范围将越来越广，各种新型加固技术将不断涌现，结构加固技术也将取得更大的发展。
▋结构加固工艺
加固工作流程：既有建筑可靠性评估—加固（整修）方案选择—加固（整修）设计—加固工程施工组织设计—施工—工程验收
1.可靠性辨识
可靠性鉴定是既有建筑加固或改建的依据，需要充分了解建筑的结构性能和安全隐患（如材料强度、构造措施、裂缝、变形及使用情况等），对结构的可靠性进行综合评估。
2.识别步骤如下：
（1）对建筑物进行宏观勘察。
（2）根据现状和用户要求，确定鉴定项目和内容。
（3）现场检查：现场检查内容包括：结构形式、截面尺寸、受力情况、计算图、材料强度、变形（挠度）、裂缝、钢筋的配置与构造、钢筋锈蚀、混凝土碳化、基础沉降等。
（4）根据实测强度进行理论分析计算，确定结构的实际承载能力和耐久性水平。
（5）根据各分指标及评价标准，得出该建筑物可靠性的结论。
3.加固方案选择
既有建筑加固方案的选择十分重要，加固方案的好坏不仅影响资金投入，更重要的是影响加固质量。例如，对于承载力不足、实际配筋已达到超配的结构构件，在受拉区加钢筋将起不到加固作用。合理的加固方案应满足以下要求：加固效果好、对使用功能影响小、技术可靠、施工简便、经济合理、美观整洁。
4.加固设计
加固设计包括加固构件承载力校核、结构处理、施工图绘制三部分。
在三者之间的承载力计算中，应特别注意新增部件与原结构构件的配合，一般来说，新增部件的应力要滞后于原结构的应力。
加固结构的结构处理不仅应满足新增构件本身的结构要求，还应考虑其与原有结构构件的连接关系，新旧构件应一并处理。
5.施工组织设计
加固工程施工组织设计应充分考虑下列情况：
（1）施工场地狭窄，场地拥挤，场地运行正常。
（2）受生产设备、管道、既有结构、部件的限制；
（3）加固施工必须在尽量不影响或少影响使用的条件下进行；
（4）施工时拆除、清理工作量大，需分段、分期施工。由于加固工程施工多为荷载或部分荷载施工，因此施工时的安全十分重要。措施之一是：施工前尽可能撤除部分外荷载，采用预应力顶部支撑，以减少原构件内的应力。
6. 施工
加固施工前，拆除或清理原有构件时，应特别注意观察与原有检查鉴定有无出入。工程技术人员应亲临现场，随时观察有无意外情况，如发现意外应立即停止施工，并采取相应的处理措施。施工过程中应特别注意新旧构件接头的连接质量。
应尽快完成建筑物加固施工，尽量减少对使用的影响，避免发生事故。
7.项目验收
加固工程竣工后，使用单位或其主管部门应严格按照有关加固工程施工或验收规范（规程）组织专业技术人员进行验收。
▋建筑结构加固原理
1、结构体系整体效应原理
虽然加固仅需针对危险构件进行，但还必须考虑加固对整体结构体系的影响，因此在制定加固方案时，应从整体考虑。在确定结构加固方案前，必须对现有结构进行检查、可靠性识别与分析，分析结构当前受力状况，为确定加固方案奠定基础。
2. 材料选择和价值原则
应按规定选取原结构的材料强度。如原结构材料的品种、性能与原设计相符，应采用原设计（或规范）值。当原结构没有材料强度数据时，可通过实际测量评估材料强度等级，再按现行规范取值。
3 加固方案优化原则
建筑结构加固方案的选择，应充分考虑现有结构的实际状况和加固结构的受力特点，对建筑结构进行整体分析，确保加固结构具有较高的安全性和可靠性。此外，还应考虑综合经济指标、施工特点和技术水平，在加固方法的设计和施工组织中采取有效措施，减少对使用环境和相邻建筑结构的影响，缩短施工工期。
▋加固设计原则
1.混凝土结构的修复加固设计应由经验丰富的专业人员进行
混凝土结构是否需要修复加固，应进行结构可靠性鉴定，由专家依据相关规范、规定和标准进行鉴定，鉴定意见可作为混凝土结构加固设计的依据之一。
由于混凝土结构修复加固设计面临的不确定性远比新建项目多得多、复杂得多，还必须考虑业主方的各种要求，因此，负责修复加固设计的人员不仅要具有扎实的结构理论和清晰的结构概念钢结构加固烟囱检查维修单位，还需具备丰富的工程经验，才能够全面、系统地分析问题，提出较为合理的修复结构加固设计方案，达到修复加固的目的。
并不是所有的结构工程师都能做好加固设计，擅长新建筑设计的工程师也需要经过一定的研究和工程实践才能做好加固设计。
2.修复加固设计应处理好构件与结构、局部与整体、临时与长远的关系
当某些构件不符合要求时，必须进行加固，但结构体系的加固往往被忽视。加固设计人员应考虑整个结构体系的安全性。当个别构件的加固不影响整体结构体系的受力性能时，可进行局部加固；当结构整体不符合要求时，应对结构进行整体加固；可适当减少临时加固的要求。混凝土结构的修复加固，应在尽量减少停产、不影响或少影响工作和生活的条件下进行。
3. 修复加固施工必须有科学的顺序
一般应在加固前进行处理。当加固结构因高温、高湿、冻融、冷脆、腐蚀、振动、温度应力、收缩应力、地基不均匀沉降等因素造成的破坏时，应采取有效的处理措施，从源头上消除或限制其危害影响，并正确确定加固处理的时机，防止加固结构再次受到破坏。
混凝土结构的修复加固，一般应先卸载或部分卸载，再按一定的顺序进行加固。一般来说，先加固，后拆除；先加固，后开孔；先基础，后柱、梁、板；先重要构件，后次要构件，最后进行保护保存。
4、加固设计还应注意混凝土结构的抗震性能，做好抗震加固设计。
地震区结构或构件的加固除满足承载力要求外，还应审查其抗震性能。结构加固后不应因局部加固或刚度突变而形成新的薄弱环节。同时也应考虑结构刚度增加或改变导致地震效应增加或改变的影响。
在进行抗震加固设计时，还应注意以下问题：结构刚度与强度的分布应均匀，避免出现新的薄弱层；竖向构件应连续，保证传力路径清晰、简单、直接；加固构件或加固既有构件时，应考虑减小整个结构发生扭转效应的可能性；加强薄弱部位的抗震结构；使结构的受力状态更加合理，防止构件脆性破坏，消除强梁弱柱、强构件弱节点等不利于抗震的不利应力状态；考虑施工场地的影响；加固结构应选择地震反应较小的结构体系；尽可能改善原有不合理的结构体系和传力路径。
5.采用成熟的结构修复加固方法和技术
在对混凝土结构进行改造或修复加固设计时，应注意选用已成熟应用的新材料、新工艺、新技术。需要注意的是，必须采用经过正式鉴定的技术和产品，其他新产品、新技术也应经过认真研究、试验，确定其可靠性后方可使用。
6.消除钢筋结构的应力应变滞后
为了适应加固结构的应力应变滞后特性，充分发挥增设部分的潜力，加固结构所用钢材一般应采用比例极限变形较小的低强度（I、II级）钢材。为提高二次组合结构结合面的粘结性能，保证新旧部件能整体工作、共同受力，要求加固结构所用的水泥、混凝土收缩性小、微膨胀性好、与原构件粘结性好、早期强度高。要求加固结构所用的化学灌浆材料、胶粘剂粘结强度高、可灌性好、收缩性小、耐老化、无毒或低毒。
从受力情况分析，加固结构新增部位由于应力应变滞后作用，不能充分发挥其效用。尤其在结构应变值较高时，受压构件、剪力构件常常出现原结构和后期新增部位相继破坏的现象，导致结构加固效果很不理想或根本不起作用。相反，如果加固时进行卸载，情况就不同了，因为可以减小甚至消除应力应变滞后破坏，使新旧部位同时进入各自的极限状态，结构总承载力可以得到明显提高。
卸荷钢筋承载力计算原则上仍按二次应力进行，但当卸荷达到一定程度时，可近似简化为按一次应力进行组合结构计算，特别是对于以钢筋为主要受力构件的受拉、受弯及大偏心受压构件。
卸载可分为直接卸载和间接卸载。直接卸载是直接将作用于原结构上的可卸载荷载全部或部分移除；间接卸载是给原结构施加一个反作用力，以抵消或减轻原有的作用。直接卸载直观准确，但可卸载的荷载量有限，一般仅限于活荷载；间接卸载的数值不受限制，甚至可以使作用为负值。间接卸载包括楔提卸载和顶升卸载，前者靠变形控制，后者靠应力控制。预应力加固法与卸载合二为一，是通过预应力手段，将结构上的荷载部分转移到新增加的结构上的一种方法。
7. 加固设计与新建筑的结构设计有很大不同，应区别对待
配筋设计计算时，可考虑减少楼面活荷载。钢筋混凝土现浇板梁抗弯承载力计算时，应在跨中考虑现浇板的有效受压翼缘宽度。对于跨中及梁端受压区设有钢筋的双筋框架梁，计算端部承载力及裂缝时的弯矩值应为柱边值，不应为柱中心值。各构件混凝土强度应根据实测值折算为设计值，利用计算机软件对整体内力进行分析后，还需对构件进行局部校核。
8.努力配合施工单位
在进行加固设计时，应努力与施工单位配合，根据施工单位的经验和水平确定较为合理的设计实施方案。如果设计时不能确定施工单位，则应在开工前与施工单位说明、讨论设计中的施工方法和施工要求，必要时应调整方案、修改设计，以保证工程质量，降低成本。
▋加固方法
1.钢筋混凝土结构加固
当钢筋混凝土房屋结构体系和抗震承载力不符合要求时，应采用加固方法
（1）单向框架应加固或改为双向框架，或采取措施加强楼盖、屋盖的整体性，并增设抗震墙、抗震支撑等抗侧力构件。
（2）当单跨框架不能满足鉴定要求时，应在大于框架-抗震墙结构抗震墙最大间距、且不大于24m的间距内增设抗震墙、翼墙、抗震支撑等抗侧力构件，或将相应轴线的单跨框架改设为多跨框架。
（3）框架梁、柱配筋或承载力达不到评定要求时，可采用外加钢筋、增大截面、粘钢板或粘碳布等方式加固。
(4)当框架柱轴压比不满足鉴定要求时，可采用增加截面的方法进行加固。
（5）当建筑刚度较弱、明显不均匀或有明显扭转效应时，可增设钢筋混凝土抗震墙或翼墙加固，或设置支撑钢筋。
（6）钢筋混凝土抗震墙配筋不满足鉴定要求时，可对原有墙体进行加厚或增设端柱、墙体。
（7）楼梯构件不满足评定要求时，可采用粘钢板、碳布或增大截面等方式加固。
2.砌体结构加固
对可靠性缺乏或业主要求提高可靠性的砌体结构及其相关部件，应采取加固、局部更换或调整内力等措施，确保其具有现行设计规范和业主要求所要求的安全性、耐久性和适用性。
具体加固方法
当抗震承载力不满足要求时钢结构加固烟囱检查维修单位，应采用加固方法
（1）拆除或新建抗震墙
（2）修补灌浆
（3）面层或板墙加强筋
（4）外柱加固
（5）角部或边缘加固
（6）支撑或支架加固
当完整性不满足要求时，应采用加固方法
（1）当墙体非平面封闭时，可在洞口处增设墙体段或增加现浇钢筋混凝土框架，形成封闭墙体。
（2）当纵、横向强度连接较差时，可采用钢拉杆、长锚杆、附加柱、附加圈梁等加固。
（3）当楼、屋盖构件支撑长度不符合要求时，可增设托梁或采取加强楼、屋盖整体性等措施；对腐蚀、劣化的构件应予以更换；无下弦的山墙屋架应增加下弦拉杆。
（4）当构造柱或核心柱的设置不符合评定要求时，应增设柱；当墙体采用双面钢丝网砂浆面层或钢筋混凝土板墙体加固，且在墙体交接处增设相互可靠绑扎的钢筋加强带时，无需增设构造柱。
（5）当圈梁不符合评定要求时，应增设圈梁；外墙圈梁宜采用现浇钢筋混凝土，内墙圈梁可用深端钢拉杆或锚杆代替；当双面钢丝网砂浆面层或钢筋混凝土板墙体加固，并在上下端增设加强条时，可不增设圈梁。
(6)装配式建筑或房屋不满足抗震评估要求时，可增加现浇钢筋混凝土层或增设支撑梁，对建筑物或屋面进行加固。
适合薄弱部位的加固方法
（1）当窗间墙宽度太小或抗震性能达不到要求时，可增设钢筋混凝土窗框，或采用钢丝网砂浆面层、板墙等方法加固。
（2）当支撑梁的墙体截面抗震性能不满足要求时，可采用增设砌体柱、组合柱、钢筋混凝土柱，或采用钢丝网砂浆面层、板墙等加固。
（3）当支撑悬挑构件的墙体不符合鉴定要求时，宜在悬挑构件端部增设钢筋混凝土柱或砌体组合柱进行加固。
（4）隔墙无拉紧装置或拉紧装置不牢固时，可采用包边、预埋钢套、锚杆或钢拉杆加固。隔墙过长或过高时，可采用钢丝网砂浆面层加固。
（5）屋面的楼梯间、电梯间、水箱间等不符合鉴定要求时，可采用面层或外接柱加固。上部应与屋面构件可靠连接，下部应与主体结构加固措施连接。
（6）烟囱、未系紧的女儿墙、门面等突出于屋面超过规定高度的，应予以拆除、降低高度或用型钢、钢拉杆加固。
（7）当悬臂构件锚固长度不满足要求时，可增设拉杆或采取减少悬臂长度的措施。
3.钢结构加固
钢结构加固主要方法有：减少荷载、改变结构计算图、增加原结构构件截面和连接强度、阻止裂缝扩展等。当有成熟经验时，也可采用其他加固方法。
更改结构计算图
改变结构计算图加固方法是指通过改变荷载分布、力的传递路径、节点性质和边界条件、增设杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协调等措施对结构进行加固的方法；
改变结构计算图的一般加固方法：
（1）可采用下列方法对结构或部件进行强化，提高其刚度：
A、添加支撑形成空间结构，并根据空间结构进行验证；
B.增设支撑，增加结构刚度，或调整结构的固有频率，以增加结构承载能力，改善结构的动力特性；
C.增设支撑或辅助杆件，减小结构的长细比，提高结构的稳定性；
d.排架结构中，加强某一柱的刚度，使之承担大部分水平力，从而减轻其他柱的荷载；
E.在塔等结构中安装拉杆或适当张紧的拉索，以增加结构的刚度。
(2) 通过改变受弯构件截面内力，可采用下列方法对其进行加固：
A.改变载荷的分布，如将一个集中载荷转换成多个集中载荷；
B.改变端部支撑，如将铰接接头改为刚接接头；
C.增加中间支撑或将简支结构端部连接起来，形成连续结构；
d.调整连续结构支撑位置；
E、将结构改为杆式结构；
F. 施加预应力。
(3) 通过改变桁架杆件的内力，可以采用下列方法对桁架进行加固：
A、增加支撑杆，将桁架改为支撑式结构；
B.添加预应力拉杆。
通过增加构件截面进行加固
采用增加截面方式加固钢构件时，所选截面应符合加固技术要求并考虑存在的缺陷和损伤。
连接加固及与钢筋的连接
钢结构连接方式的选择，即焊接、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓，应根据结构加固的原因、用途、受力情况、构造和施工条件，并考虑结构原有的连接方式等确定。
钢结构的加固通常应采用焊接连接，并在采用焊接的高强度螺栓连接时，也可以采用摩擦类型的高强度螺栓。
裂纹修复和加固
当由于重复负载，构造，制造业，构造和安装而导致的裂缝损坏或易碎的断裂趋势时，应在维修之前进行修复，因此必须分析裂缝及其撞击的严重程度，并且必须采取针对性的措施，以改善结构的实际操作或不适合使用。
4.古代木制建筑的常见加固方法
古老的建筑物主要是由木头制成的，但是在长期负载或降雨中，木材的性能会降低。
总体加固
总体加固主要针对木制结构梁，有三种主要的加固方法：
（1）不影响木制结构的整体框架的支撑：①要完成的工作是为了扭曲和倾斜的组件，将要进行的木制结构加强，并构成了较大的构建，并构成了较大的构图。
（2）修复和加固。
（3）增加横截面方法
横截面增大方法主要用于增强压缩杆，也可以用于加强拉伸杆。
（4）加入钢杆
钢杆的添加主要用于加强屋顶桁架的木制和弦和其他张力构件，或者通过利用钢带的高伸缩力来置于整个长度或整个长度上。
（5）组件加固
组件加固有两种主要的常见方法：铁加固和化学加固。
（6）木结构的铁加固主要使用固定的铁束和圆柱，或者牢固地连接梁和圆柱。
（7）化学加固方法。
（8）碳纤维增强
碳纤维复合材料的使用是指将碳纤维与环氧树脂结构粘合剂结合使用的加固方法，其使用碳纤维增强剂具有以下优势：高材料强度，较小的尺寸，轻巧的重量，零部件的尺寸增加，腐蚀性，耐药性，良好的火力抵抗力，良好的安装和良好的防水性能。
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