当前，我国城镇化步入中后期发展阶段，城市建设由大规模增量建设转为存量提质改造和增量结构调整并重，进入城市更新的重要时期。结构加固改造可以延长建筑物的使用寿命，保障居民生命财产安全，提升城市整体建筑质量，在城市更新中具有重要意义。随着技术的进步、市场需求的增长和政策支持的持续，结构加固改造在我国有着广阔的发展前景。
在“十四五”规划（2021-2025年）中，城市更新被赋予了重要的角色，旨在推动高质量发展、建设宜居城市和实现可持续发展，通过加强城市基础设施建设，包括老旧小区改造、城市管网改造、地下综合管廊建设等，提高城市基础设施的安全性和宜居性。城市更新中的结构加固改造是指对城市中存在结构老化、安全隐患或不适应现代建筑标准的建筑进行加固和改造，以提高建筑物的结构安全性、承载能力和抗震性。
一、结构加固改造的必要性和重要性
提升建筑物安全性：许多城市中存在着大量老旧建筑，这些建筑可能存在结构老化、腐蚀和损坏等问题，对居民生命财产安全构成潜在威胁。通过结构加固改造，可以提高建筑物的抗震能力和结构稳定性，从而减少地震、风灾等自然灾害可能造成的损失。
延长建筑使用寿命：通过加固改造，可以修复和加固老旧建筑的结构问题，延长建筑使用寿命，充分利用城市已有的建筑资源，减少新建筑的需求，节约资源并降低环境影响。
保护历史文化遗产：许多老旧建筑具有历史文化价值，是城市的重要文化遗产。通过结构加固改造，可以保护这些建筑的历史文化价值，延续其历史意义，并将其融入到现代城市更新规划中。
优化城市空间利用：大规模的结构加固改造可以使得城市中的老旧建筑得到有效利用，提高建筑物的使用效率，优化城市空间利用，推动城市更新与发展。
提升城市整体形象：结构加固改造可以改善城市整体建筑质量，提升城市的形象和品质，进而增强城市的吸引力和竞争力，为城市更新注入新的活力。
二、结构加固改造的重要环节
结构加固设计是一个复杂且系统的过程，通常包括以下几个主要步骤：
1.初步调查和评估
现场勘察：详细检查建筑物的现状，包括结构构件的损坏情况、变形程度以及材料状况等。
资料收集：收集原始设计图纸、施工记录、维修记录等相关资料。
结构检测：对结构构件进行必要的检测，如钢筋混凝土构件的回弹测试、超声波检测、钢筋位置和数量检测等。
2.问题分析和诊断
结构分析：使用软件进行结构分析，查明结构薄弱环节和存在的问题。
损伤评估：评估结构损伤的原因和程度，判断损伤对结构安全性的影响。
3.制定加固方案
目标确定：明确加固设计的目标，如提高承载能力、延长使用寿命等。
方案比较：根据不同的加固方法（如碳纤维加固、外包钢板、增设支撑等）进行技术经济比较，选择最优方案。
技术选型：选择适合的加固技术和材料，根据具体工程条件（如荷载情况、环境条件、施工可行性等）确定加固方案。
4.详细设计
结构计算：根据选定的加固方案进行详细的结构计算，确保加固后的结构满足规范要求。
绘制图纸：绘制加固施工图纸，详细标明加固部位、材料规格、施工工艺等内容。
编制施工方案：编制详细的施工组织设计和技术交底文件，确保施工过程中的安全和质量控制。
5.审查和审批
内部审核：加固设计完成后，进行内部审核和优化。
专家评审：对于重大加固工程，还需邀请专家进行评审，确保设计方案的科学性和合理性。
报批手续：按照相关规定办理设计报批手续，获得有关部门的批准。
6.施工实施
施工准备：根据施工方案进行现场准备工作，包括材料采购、设备调配、施工人员培训等。
施工监控：在施工过程中，严格按照设计要求进行施工，并进行全过程的质量控制和监测。
验收检测：施工完成后，对加固部位进行验收检测，确保加固效果达到预期目标。
7.后期维护
定期检查：制定定期检查和维护计划，确保加固后的结构在使用过程中保持良好状态。
档案管理：建立完善的工程档案，记录所有设计、施工和检测资料，方便后续维护和管理。
三、结构加固改造的方法
结构加固改造的方法种类繁多，选择具体方法时需要根据结构的类型、损伤情况、使用要求等进行综合考虑。以下是几种常见的结构加固改造方式：
1.增大截面法
基本概念增大原构件截面面积或增配钢筋，以提高其承载力、刚度和稳定性，或改变其自振频率的一种直接加固法。
适用情况适用范围较广，用于梁、板柱、墙等构件及一般构筑物的加固，特别是原截面尺寸显著偏小及轴压比明显偏高的构件加固。
优点有长期的使用经验，施工简单，适应性强
缺点湿作业，施工期长，构件尺寸的增大可能影响使用功能和其他构件的受力性能。
2.外包钢加固法
基本概念在对钢筋混凝土梁、柱外包型钢、扁钢焊成构架并灌注结构胶粘剂，以达到整体受力共同工作的加固方法。
适用情况常用于梁、柱、桁架、墙及框架节点加固。
优点受力可靠，能显著改善结构性能，对使用空间影响小。
缺点施工要求较高，外露钢件应进行防火、防腐处理。
3.碳纤维加固法
基本概念采用结构胶粘剂将纤维复合材粘贴于原构件的混凝土表面，使之形成具有整体性的复合截面，以提高其承载力和延性的一种直接加固方法本图集采用纤维布及相应构造。
适用情况适用于钢筋混凝土受弯、受压及受拉构件的加固。
优点轻质高强、施工简便可曲面或转折粘贴，加固后基本不增加原构件重量，不影响结构外形。
缺点有机胶的耐久性和耐火性问题纤维复合材的有效锚固问题。
4.外加预应力加固法
基本概念通过施加体外预应力，使原结构、构件的受力得到改善或调整的一种间接加固法。
适用情况适用于原构件刚度偏小，改善正常使用性能，提高极限承载能力的梁、板柱和桁架的加固。
优点不存在应力滞后的缺陷，原结构杆件内力可相应降低，基本不影响结构使用空间，便于在结构使用期内检测、维护和更换。
缺点：施工工艺较复杂，新增的预应力拉杆、撑杆、缀板以及各种紧固件和锚固件等均应进行可靠的防腐处理。
5.墙体（砖混结构）加固
钢筋网砂浆面层加固：在面层砂浆中配设一道钢筋网或钢板网或焊接钢丝网，达到提高墙体承载力和变形性能延性的一种加固方法。
适用情况：用于静力加固和中高烈度的抗震加固。砂浆强度等级宜≥M10，宜采用水泥砂浆，厚度35~40mm。
优点：平面外抗弯强度有较大幅度提高，平面内抗剪强度和延性提高较多，墙体抗裂性有较大幅度改善，尤其是钢板网和焊接钢丝网。
钢筋混凝土板墙加固：在砌体墙两侧或一侧增设现浇混凝土组合层，形成“砌体-混凝土”组合墙体，从而达到大幅提高墙体承载力和变形性能的一种加固方法。
适用情况：用于增幅较大的静力加固及抗震加固。板墙混凝土强度等级应≥C20，厚度为60~100mm。
优点墙体在平面内及平面外的抗弯强度、抗剪强度及延性均得到较大提高。
6.基础加固方法
对既有建筑基础进行加固时，应结合现状，考虑地基、基础和上部结构三者的共同作用。根据预期效果，施工难易程度，施工安全性，对周围环境影响，施工工期和造价等，选定最佳方案。一般常用的基础加固方法如下：
1)裂损基础注浆加固：
当基础由于机械损伤、不均匀沉降、冻胀或其他非荷载原因引起开裂或损坏时，可采用注浆法（亦称灌浆法）对该基础进行加固。
2)基础承载力加固：
因设计错误或功能改变致使荷载增大而导致基础结构承载力不足时，则应对基础进行加固。主要加固方法包括条形基础肋梁加固、柱基肋梁加固、条形基础加腋加固。可用于条形基础或独立因配筋量不足、截面偏小或混凝土强度偏低等情况。
3)加大基础底面积法：
当既有建筑的地基承载力或基础底面尺寸不满足规范要求时，可采用钢筋混凝土套加大基础底面积进行加固。
当无法采用钢筋混凝土套加大基础底面积时，可采用以下加个方式解决地基承载力或基础地面尺寸不足问题，如独立基础改条形基础、条形基础改十字正交条形基础、条形基础改筏形基础。
四、结构加固改造的未来前景
随着城市化进程的加速和老旧建筑数量庞大，市场对结构加固改造的需求不断增加。特别是在一些经济发达地区和大城市，由于土地资源有限，结构加固改造成为提高建筑使用寿命和改善建筑安全性的重要手段。同时国家和地方政府出台了一系列政策和法规，促进和规范结构加固工程的发展。这些政策为结构加固改造提供了法律和技术依据，为行业发展提供了良好的政策环境。未来，随着社会经济的发展和人们对安全、舒适居住环境的追求，结构加固改造将会成为建筑行业中一个备受关注的重要领域。
（作者单位：中铁房地产集团设计咨询有限公司 ）
