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摘要：某住宅工程为短肢剪力墙小高层结构，根据新建建筑改造要求、功能变化及原结构的抗震鉴定报告，设计并分析了原结构的结构加固方案，主要包括计算结果的对比和钢筋混凝土的计算结果对比，以满足结构参数、整体计算、结构要求等。与此同时，一些其他的优化方法也为未来的研究提出参考方向。

关键词：短肢剪力墙;结构设计;优化方法

1.结构改造中常用的结构加固设计方法

1.1纤维粘合和加固

该技术主要是通过新材料和旧材料的有效连接，使其具有整体共同的受力能力，从而提高结构的整体性能。在实施加固改造工作时，选择纤维材料的主要原因是维护成本低、防潮和耐腐蚀性强、自重轻。但是，他们需要提前做好防火工作。纤维材料主要用于建造机械性能无法改善的位置。

1.2缠绕型钢的粘结和加固

该技术是横截面加固技术中的代表性技术。实际施工阶段类似于钢板粘结加固技术。应用该技术时，重点是将型钢构件重新添加到钢-混凝土结构的外部，主要是角钢或钢板。在这一过程中，添加的外型钢可以显著提高建筑原有结构中钢-混凝土结构的相应应力水平。在具体施工阶段，建筑物内的钢-混凝土结构和外层的型钢与浇筑结构和地脚螺栓的粘结材料有效连接，使其具有整体承受力的能力。该技术不仅可以改善钢-混凝土结构的受力截面，而且可以有效提高钢-混凝土结构的重要性能。该技术在实际应用过程中显示出许多优点，包括：不会占用太多建筑空间，可靠性高，施工技术成熟。然而，这项技术将消耗更多钢材，需要对型钢进行额外的防火、防腐和防锈工作。

1.3混凝土更换和加固

该技术主要是将承载力差、强度和硬度低的混凝土有效地替代混凝土建筑结构内部的一部分混凝土，使其成为性能强、强度高的混凝土。在实际应用中，可以看出，该技术将通过改善受压区混凝土的性能来加强和改造钢-混凝土建筑结构。此外，混凝土置换加固技术还具有施工操作方便等诸多优点。再次浇筑时，不会影响建筑结构的净空。目前该技术主要应用于有缺陷的混凝土板、梁、柱的定位。通过对各种实际情况的比较，可以看出，该技术还具有施工周期长、投资成本低、对结构支撑和卸载要求高等优点。

1.4截面钢筋

该技术主要是将一层型钢或钢-混凝土结构重建到最初的混凝土建筑构件的外侧。在进行加固设计时，通过不断增加结构构件的截面，逐步落实必要的保证，合理连接建筑物的原结构材料和截面结构材料，并确保它们能够整体承受力，从而提高建筑结构的抗震性能，有效增强相应材料的性能。这种方法不仅可以修复受损的混凝土建筑结构，而且可以提高原有构件的耐久性。该技术可以有效地提高单件截面的抗剪、抗弯和抗压能力，从而提高建筑物的整体承载水平。在应用该技术时，施工方可以将其应用于混凝土板、柱、梁和墙。该技术目前比较完善，施工阶段易于操作，可靠性高，适用范围广。然而，当应用该技术时，通常会进行除湿操作。因此，施工周期较长。同时，截面扩大部分占用的建筑空间也较大，导致结构自重增加。此外，在加固局部结构时，原有建筑自身结构的平衡也会被破坏。因此，设计师必须结合工程实际需要进行合理的设计。

2结构加固改造的应用

2.1项目概述

由于受到地震的影响，某高层住宅建筑的结构受到了一定程度的破坏。然而，由于该结构具有重要意义，相关部门对该结构进行了加固改造设计。该项目为11层建筑，每层楼高3.5米。该项目需要对11楼进行改造，并拆除一些三层墙。这座建筑是一座钢筋混凝土建筑。因此，在结合初始图纸对项目进行分析后，设计师明确表示，混凝土的整体强度需要增加到c15-20。本工程的加固改造不会破坏建筑物原有结构，仅用于加固施工。

2.2改造方案的优化

在建筑结构加固过程中，通常有丰富多样的施工技术和方法。在众多方法中，纤维粘结加固技术难以满足本工程建筑梁改造的挠度要求。采用外粘钢加固技术时，外贴钢板通常会导致工程抗弯刚度降低。此外，加节加固技术操作难度大，无法为工程的安全和质量提供保证。经过反复比较分析，设计人员最终决定选择混凝土型钢组合加固技术作为本工程的加固改造技术。该技术除操作方便、工期较短外，还具有较大的强度和刚度，能满足工程实际加固改造的需要。

2.3具体的加固思路

本工程圈梁混凝土强度较低，应优先对圈梁进行改造和加固。使用外购钢材时，技术人员必须结合标准计算方法进行计算。需要注意的是，在这个过程中，两侧钢板的相应应力可以忽略不计。然后，焊接需要对构件和型钢进行改造，焊接结构基本上应采用“焊接”方式⊥，以确保组件的整体部分采用“I”样式。

2.4项目细节和要点

（1） 在重建过程中，施工人员应优先拆除地面荷载，然后拆除墙体。需要注意的是，在拆除墙体时，应优先考虑楼板底部支撑，以防止在实际施工阶段出现更多风险。

（2） 施工人员应及时处理表面，即钢板和混凝土表面，以确保混凝土表面平整光滑。

（3） 在整个施工阶段，钢材的下料占有重要地位。因此，在加固改造过程中，施工人员需要对钢板表面进行有效的打磨，直到其颜色与钢板原色一致。所使用的磨削技术侧重于在钢板的垂直应力方向上磨削线条。

（4） 配置胶体时，应优先将钢板固定在修改位置。同时，还要进行清孔钻孔，使钢板与混凝土之间的间隙能顺利缩小。

（5） 钢板需要最终焊接成⊥类型。

（6） 在浇筑结构胶时，施工人员在选择灌浆工艺时，应以该层为重点，以确保提高钢板和混凝土的密实度。

（7） 在正常情况下，当建筑物损坏和老化时，有关部门应结合建筑物的受力情况进行相应的加固工作。在加固建筑物时，设计师应有效地利用各种力量，例如借助拉力加固和改造建筑结构，这也可以防止建筑结构受到拉力的破坏，从而确保建筑物的整体安全和完整性。在加固改造项目中，设计师也应严格遵循公式0.56ρ+f≥t、 公式中F为横截面间的设计摩擦值，ρ为横截面间的实际摩擦，t为设计阶段的抗剪强度。

（8） 施工人员必须充分掌握初期施工材料，在加固改造时选用类似的施工材料。

（9） 如果建筑物长期受到酸雨影响，设计师在选择材料时必须确保首选材料具有高耐腐蚀性。此外，建筑自身材料与所选加固材料之间应具有良好的附着力，以确保新材料和旧材料的有效结合。

（10） 建筑物加固改造完成后，施工人员也应高度重视维护工作。

4结构改造加固的设计分析

4.1提高整体抗震性能的加固方案

根据原结构的特点和抗震评估报告的建议，应提高结构的整体抗震性能。在允许的前提下，增建或扩建后的剪力墙在新建建筑物的平面、墙肢的长度和短剪力墙的位置上有较大的内力，应先扩建。经过多次试算和调整，最终的剪力墙布置方案采用SATWE程序，根据新的功能布置和荷载条件进行计算分析，并将计算结果与原短肢剪力墙结构模型进行比较。如表1所示。

4.2单构件不足时的加固方案

根据调整方案的计算结果，对墙体和梁的加固进行了复核。原剪力墙截面及配筋基本满足要求。纵向配筋和箍筋结构按非底部配筋区（高度大于5.90）暗柱和三层剪力墙的要求计算，但墙体的水平配筋率一般为0.2%，低于0.25%的标准要求。因此，建议将碳纤维加固与地震评估报告的建议相结合。底部配筋区短剪力墙的纵向配筋和箍筋也基本满足设计要求。

5结论

简而言之，现有高层住宅的加固改造设计是一项复杂而全面的工作。必须对原始结构进行测试和分析。根据原始建筑的特点，选择经济、合理、可行的，不会破坏原来的结构和外观的重建方法和程序。同时，在加固设计中，要注意细节，掌握规范，有良好的结构概念，从而设计出一栋建筑，提高建筑的应力水平和抗震性能。

参考文献

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[3]臧传君.对建筑改造工程结构加固技术研究分析[J].工程技术研究，2018，000（015）：233-234.

作者简介：施维   1988.12   江苏省南通市如皋市   226500    上海派米雷投资（集团）有限公司   研究生  中级工程师  建筑结构设计，建筑结构优化，房地产开发设计管理， 开发建设全过程结构指标控制，结构改造加固设计方向