加固改造技術(shù)

在當(dāng)前的建筑領(lǐng)域中，加固改造技術(shù)已經(jīng)變得至關(guān)重要。隨著建筑物使用年限的增長，許多老舊結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了各種各樣的問題，如承載能力下降、剛度不足等。為了確保建筑物的安全性和穩(wěn)定性，加固改造技術(shù)應(yīng)運而生。加固改造的主要技術(shù)內(nèi)容可以概括為兩大類：直接加固法和間接加固法。

直接加固法是一種通過加固補強措施，直接提高構(gòu)件截面承載力和剛度的方法。在工程實踐中，常用的直接加固法包括增大截面加固法、置換混凝土加固法和復(fù)合截面加固法。增大截面加固法是通過在構(gòu)件的外部增加混凝土或鋼筋，以提高其截面尺寸和承載能力。這種方法適用于梁、板、柱等構(gòu)件的加固。置換混凝土加固法是將原有混凝土部分或全部替換為新的高強度混凝土，以提高構(gòu)件的承載力和剛度。這種方法常用于柱、墻等構(gòu)件的加固。復(fù)合截面加固法則是通過在構(gòu)件的外部包裹鋼材或粘貼纖維增強聚合物（FRP）等材料，以提高其承載力和剛度。這種方法具有施工簡便、效果顯著的優(yōu)點，是當(dāng)前結(jié)構(gòu)加固技術(shù)應(yīng)用的熱點之一。

間接加固法則是通過改變結(jié)構(gòu)的傳力途徑，達(dá)到對原結(jié)構(gòu)加固的目的。常用的間接加固方法包括體外預(yù)應(yīng)力加固法、增設(shè)支點加固法、增設(shè)耗能支撐法、增設(shè)抗震墻法等結(jié)構(gòu)體系加固法。體外預(yù)應(yīng)力加固法是通過在結(jié)構(gòu)體外設(shè)置預(yù)應(yīng)力筋，對結(jié)構(gòu)進行預(yù)應(yīng)力加載，以提高其承載能力和剛度。增設(shè)支點加固法是通過在結(jié)構(gòu)中增設(shè)支點，改變結(jié)構(gòu)的傳力路徑，減小跨度，從而提高結(jié)構(gòu)的承載能力。增設(shè)耗能支撐法是在結(jié)構(gòu)中增設(shè)耗能支撐構(gòu)件，通過耗能支撐的屈服和耗能來減小結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。增設(shè)抗震墻法則是通過增設(shè)抗震墻，提高結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。這些方法各有特點，可以根據(jù)不同的工程需求進行選擇。

針對當(dāng)前歷史存量大的磚混砌體、鋼木等老舊建筑結(jié)構(gòu)，還需要有針對性地采用組合加固方法。例如，針對磚混砌體結(jié)構(gòu)，可以采用鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層方法對墻體進行抗震加固。這種方法通過在墻體表面鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)并涂抹水泥砂漿，形成一個整體的加固層，提高墻體的承載能力和抗震性能。對于鋼木等老舊建筑結(jié)構(gòu)，可以采用粘鋼法對混凝土樓板進行加固。粘鋼法是一種通過在混凝土表面粘貼鋼板，利用鋼板與混凝土之間的粘結(jié)力，共同承受荷載的方法。這種方法具有施工簡便、效果顯著的優(yōu)點，適用于混凝土樓板的加固。

總的來說，加固改造技術(shù)是確保建筑物安全性和穩(wěn)定性的重要手段。在實際工程中，應(yīng)根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)類型和工程需求，選擇合適的加固方法和加固材料，確保加固效果達(dá)到設(shè)計要求。同時，在加固施工過程中，還應(yīng)加強施工現(xiàn)場的安全管理，確保施工人員的安全和施工質(zhì)量的穩(wěn)定。只有這樣，才能為建筑物的長期安全使用提供有力保障。

 加固改造技術(shù)的發(fā)展

一、加固材料進展

近年來，隨著科技的不斷進步和環(huán)保理念的深入人心，建筑材料領(lǐng)域也在發(fā)生深刻變革。加固材料作為建筑領(lǐng)域的重要組成部分，其性能的提升和環(huán)保屬性的增強成為了研究的熱點。其中，ECC（Engineered Cementitious Composites，工程水泥基復(fù)合材料）、綠色高性能纖維增強水泥幕復(fù)合材料（GHPFROC）、玄武巖纖維網(wǎng)格一纖維增強水泥基基質(zhì)復(fù)合層（BFRP-FRCM）以及高延性混凝土（HDC）材料等新型加固材料，以其獨特的性能和優(yōu)勢，在建筑加固領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

ECC是一種具有高延性的纖維增強水泥基復(fù)合材料，其特點在于具有優(yōu)異的拉伸性能、抗裂性和耐久性。通過摻入特定類型和數(shù)量的纖維，ECC能夠?qū)崿F(xiàn)在裂縫形成后仍然保持較高的承載能力，從而有效防止結(jié)構(gòu)破壞。此外，ECC還具有良好的工作性能，易于施工，為建筑加固提供了便捷有效的解決方案。

綠色高性能纖維增強水泥幕復(fù)合材料（GHPFROC）則是一種注重環(huán)保和性能的加固材料。它采用高性能纖維增強水泥基體，通過優(yōu)化材料配比和制備工藝，實現(xiàn)了材料的高強度、高韌性和耐久性。同時，GHPFROC還具有良好的環(huán)保性能，采用可再生資源和低污染生產(chǎn)方式，降低了對環(huán)境的影響。

玄武巖纖維網(wǎng)格一纖維增強水泥基基質(zhì)復(fù)合層（BFRP-FRCM）則是一種將玄武巖纖維網(wǎng)格與纖維增強水泥基基質(zhì)相結(jié)合的新型復(fù)合材料。玄武巖纖維具有優(yōu)異的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性，能夠顯著提高復(fù)合材料的強度和耐久性。BFRP-FRCM不僅具有優(yōu)異的力學(xué)性能，還具有良好的耐久性和耐候性，適用于各種復(fù)雜環(huán)境下的建筑加固。

高延性混凝土（HDC）材料是一種具有極高延性和韌性的混凝土材料。通過優(yōu)化混凝土配合比和摻入特殊添加劑，HDC能夠在受力過程中產(chǎn)生多條細(xì)密裂縫，吸收大量能量，從而顯著提高結(jié)構(gòu)的抗震性能和延性。HDC材料還具有優(yōu)良的耐久性和抗?jié)B性，能夠長期保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

這些新型加固材料的出現(xiàn)，為建筑領(lǐng)域帶來了新的變革和發(fā)展機遇。它們不僅提高了建筑結(jié)構(gòu)的承載能力和耐久性，還注重環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展，符合現(xiàn)代社會對綠色建筑和低碳生活的需求。同時，這些材料的優(yōu)異性能和施工便捷性，也為建筑加固領(lǐng)域帶來了更多的可能性和創(chuàng)新空間。

然而，盡管這些新型加固材料具有諸多優(yōu)點，但在實際應(yīng)用中仍面臨一些挑戰(zhàn)和問題需要解決。例如，材料的制備工藝和成本需要進一步優(yōu)化和控制，以確保其在大規(guī)模應(yīng)用中的經(jīng)濟性和可行性。此外，針對不同工程環(huán)境和結(jié)構(gòu)特點，還需要進一步研究和開發(fā)適用于不同場景的加固材料和技術(shù)。

二、加固設(shè)計構(gòu)造與方法就進展

近年來，隨著科技的不斷進步和工程實踐的不斷深入，結(jié)構(gòu)加固設(shè)計在主動結(jié)構(gòu)隔震抗震減震技術(shù)方向上取得了重要的進展。這些進展不僅提高了建筑物的抗震能力，還為人們提供了更加安全、穩(wěn)定的居住環(huán)境。

在大跨空間結(jié)構(gòu)隔震減振體系方面，研究者們通過不斷探索和實踐，成功研發(fā)出了一系列高效、可靠的隔震減振技術(shù)。這些技術(shù)能夠有效地隔離地震波對建筑物的直接影響，減少建筑物的振動幅度，從而保護建筑物免受地震破壞。其中，PC基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)新型隔震層框架節(jié)點技術(shù)的應(yīng)用尤為廣泛。該技術(shù)通過在建筑物基礎(chǔ)與主體結(jié)構(gòu)之間設(shè)置隔震層，能夠有效地隔離地震波對建筑物的傳遞，減少建筑物的地震響應(yīng)。同時，該技術(shù)還具有施工簡便、成本低廉等優(yōu)點，因此在工程實踐中得到了廣泛應(yīng)用。

在地基基礎(chǔ)加固方面，微型樁+對拉地梁技術(shù)的應(yīng)用為加固工程帶來了新的解決方案。微型樁具有直徑小、施工方便、承載力高等優(yōu)點，能夠有效地提高地基的承載能力和穩(wěn)定性。而對拉地梁技術(shù)則能夠有效地增加地基的整體剛度，提高地基的抗震性能。這兩種技術(shù)的結(jié)合使用，不僅能夠提高地基的承載力和穩(wěn)定性，還能夠有效地減少地基的變形和沉降，從而保護建筑物的安全。

針對巖溶地區(qū)高層建筑物不均勻沉降的問題，錨桿靜壓拉士她層注漿加固+穩(wěn)壓基礎(chǔ)托換的綜合糾傾加固方法被廣泛應(yīng)用于工程實踐中。該方法首先通過錨桿靜壓技術(shù)將注漿管壓入士層中，然后通過注漿加固士層，提高士層的承載能力和穩(wěn)定性。接著，通過穩(wěn)壓基礎(chǔ)托換技術(shù)將建筑物的基礎(chǔ)進行糾傾和加固，使建筑物恢復(fù)正常的使用狀態(tài)。該方法具有施工簡便、效果顯著等優(yōu)點，因此在巖溶地區(qū)的高層建筑物加固中得到了廣泛應(yīng)用。

針對濕陷性黃土地區(qū)的既有建筑基礎(chǔ)加固問題，靜壓樁托換技術(shù)加固方案被提出并得到了廣泛應(yīng)用。靜壓樁技術(shù)具有施工簡便、承載力高、變形小等優(yōu)點，能夠有效地提高建筑物的承載能力和穩(wěn)定性。同時，該技術(shù)還能夠有效地減少地基的濕陷變形，從而保護建筑物的安全。在濕陷性黃土地區(qū)，由于地基士質(zhì)的特殊性質(zhì)，建筑物的地基往往容易出現(xiàn)濕陷變形問題。因此，采用靜壓樁托換技術(shù)加固方案，能夠有效地解決這一問題，提高建筑物的抗震性能和安全性。

三、空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的加固工藝與新型工裝應(yīng)用進展

隨著科技的不斷進步和建筑行業(yè)的快速發(fā)展，空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)加固工藝在各類建筑項目中扮演著越來越重要的角色。特別是預(yù)應(yīng)力高釩索、支撐及套管裝置的應(yīng)用，為空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的加固提供了新的解決方案。與此同時，輕質(zhì)合金如鎂合金的普及也為減震消能構(gòu)件的制造帶來了革命性的變革。

1、空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的加固工藝

空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)作為一種高效的空間結(jié)構(gòu)形式，廣泛應(yīng)用于大跨度建筑、橋梁、體育場館等領(lǐng)域。然而，由于長期受到自然環(huán)境、使用荷載等因素的影響，其結(jié)構(gòu)性能會逐漸降低，需要進行加固處理。傳統(tǒng)的加固方法往往存在施工周期長、效果不穩(wěn)定等問題。因此，新型的加固工藝成為了研究的熱點。

預(yù)應(yīng)力高釩索作為一種高性能材料，具有高強度、高韌性、耐腐蝕等優(yōu)點，是空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)加固的理想選擇。通過預(yù)應(yīng)力技術(shù)，可以在不增加材料截面的情況下，提高結(jié)構(gòu)的承載能力和剛度。同時，支撐及套管裝置的應(yīng)用，能夠有效地將預(yù)應(yīng)力高釩索與原網(wǎng)架結(jié)構(gòu)組裝成共同受力的結(jié)構(gòu)體系，從而提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性。

2、新型工裝應(yīng)用進展

在空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)加固過程中，工裝的應(yīng)用對于提高施工效率、保證施工質(zhì)量具有重要意義。近年來，隨著科技的不斷進步，新型工裝的應(yīng)用也取得了顯著進展。

一方面，智能化工裝的應(yīng)用逐漸普及。通過引入傳感器、控制系統(tǒng)等智能化技術(shù)，工裝可以實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)狀態(tài)的實時監(jiān)測和精確控制，從而提高施工精度和效率。另一方面，模塊化工裝的設(shè)計思路也得到了廣泛應(yīng)用。通過將工裝分解為若干個獨立的模塊，可以根據(jù)不同的施工需求進行靈活組合和調(diào)整，提高了工裝的通用性和適應(yīng)性。

3、輕質(zhì)合金在減震消能構(gòu)件中的應(yīng)用

除了加固工藝和工裝的應(yīng)用外，輕質(zhì)合金在減震消能構(gòu)件中的應(yīng)用也是近年來研究的熱點。傳統(tǒng)的減震消能構(gòu)件多采用中低強鋼材制成，存在重量大、易腐蝕等問題。而輕質(zhì)合金如鎂合金的出現(xiàn)，為減震消能構(gòu)件的制造帶來了新的解決方案。

鎂合金具有密度小、強度高、耐腐蝕等優(yōu)點，可以顯著減輕減震消能構(gòu)件的重量，提高其使用壽命。同時，鎂合金還具有良好的電磁屏蔽性能，可以有效地減少電磁干擾對結(jié)構(gòu)性能的影響。因此，以鎂合金為代表的輕質(zhì)合金在減震消能構(gòu)件中的應(yīng)用前景廣闊。

目前，已經(jīng)出現(xiàn)了以鎂合金制成的新型BRB、TMD構(gòu)件和疊層橡膠支座等減震消能構(gòu)件。這些新型構(gòu)件不僅具有優(yōu)異的減震性能，而且重量輕、安裝方便，為建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計和改造提供了新的選擇。

加固改造技術(shù)前沿研究 

加固改造技術(shù)研究是一個綜合性強、涉及多個領(lǐng)域的課題。首先，基礎(chǔ)性專業(yè)技術(shù)方面，BFRP格柵加固混凝土橋面板技術(shù)成為了研究的熱點。BFRP，即玄武巖纖維增強塑料，以其高強度、輕質(zhì)、耐腐蝕等特性，在橋梁加固領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。其格柵結(jié)構(gòu)與混凝土橋面板的結(jié)合，不僅能夠有效提高橋面板的承載能力，還能延長橋梁的使用壽命。

在新材料研究方面，高延性纖維增強水泥基復(fù)合材料（EC）與高強鋼絞線的應(yīng)用備受關(guān)注。EC材料憑借其出色的抗裂、抗?jié)B和耐久性能，為加固工程提供了新的解決方案。而高強鋼絞線則以其高強度、高韌性等特點，在橋梁、建筑等大型結(jié)構(gòu)的加固中發(fā)揮著重要作用。

此外，玄武巖纖維網(wǎng)格-纖維增強水泥基基質(zhì)復(fù)合層（BFRP-FRCM）作為一種新型復(fù)合材料，也受到了廣泛關(guān)注。它將玄武巖纖維網(wǎng)格與FRCM材料相結(jié)合，形成了一種既具有高強度又具有優(yōu)良耐久性的加固材料，為加固改造工程提供了新的選擇。

在聚焦交叉學(xué)科和專業(yè)技術(shù)或設(shè)備的引進方面，機械自動化控制行業(yè)中的PLC系統(tǒng)被引入到結(jié)構(gòu)加固改造行業(yè)中。PLC系統(tǒng)的引入不僅提高了加固改造工程的自動化水平，還使得施工過程更加精確、高效。

同時，BIM技術(shù)在加固工程的全生命周期中發(fā)揮著越來越重要的作用。通過與PM、云計算、GIS等技術(shù)的協(xié)同，BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)加固工程的數(shù)字化、智能化管理，提高工程的質(zhì)量和效率。這些技術(shù)的引進和應(yīng)用，為加固改造技術(shù)的發(fā)展注入了新的活力，也為工程實踐提供了更加先進、高效的技術(shù)支持。

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