高层钢筋混凝土框架结构加固方法设计优化分析

摘要：随着建筑物使用年限的逐渐增加，会导致建筑物的使用功能明显下降，所以就需要对建筑结构进行维修以及加固改造，近些年来由于受到各种自然灾害影响，许多建筑受到了不同程度的损坏，通过对建筑进行加固改造，与拆除重建相比经济性更强。随着人们环保意识的提升以及节能减排工作的需求，进行建筑物重建需要消耗大量的资源以及材料，通过对建筑物结构进行加固，可以尽可能地提高其使用寿命以及提高机构的安全性，消耗资源较少，可以更好地满足节能减排工作的实际需求。

关键词：高层；钢筋混凝土；框架结构；加固；设计

一、钢筋混凝土的加固方法分析

（一）加大截面法分析。对建筑物梁板而言，导致建筑物的室内净高降低，明显增加了建筑的自重，导致对下部结构的负荷明显增大。在对这一技术方法进行优化中，技术优化主要表现在以下两个方面：第一，对新旧混凝土界面粘接性方面进行优化。新旧混凝土界面粘接性能的提升，与新混凝土和旧混凝土之间的协同工作能力具有重要联系，并且也是提升加固作用的关键所在。第二，对混凝土材料的优化。通过对高性能、优质、高强的混凝土材料进行应用，对钢筋混凝土框架结构的受力性能提升具有重要帮助。

（二）粘钢加固法分析。粘钢加固法在实际的应用中，与外包型钢加固法类似，对这两者的根本区别进行研究就会发现，外包型钢加固法在实际应用中，通过对型钢进行利用，可以对竖向负荷以及弯矩进行抵抗，保证原钢筋混凝土构件的压力能得到有效减轻。粘钢加固法在应用中，主要是通过将薄钢板在原钢筋混凝土构件受力面表面进行粘贴，保证钢筋混凝土构件的受弯以及受压承载力能得以有效提升。通过对粘钢加固法的特点进行研究就会发现，这一方法主要应用于混凝土梁、板以及大偏心受压柱的加固工作。在混凝土梁、板的加固中，将薄钢板在受弯最大处进行粘贴，比如跨中底部与支座处顶部进行粘贴，以提高楼板及梁的受弯承载力；钢板在混凝土结构梁侧处进行粘贴，则对梁的受剪承载力提升具有重要价值。

（三）粘贴FRP加固法分析。目前粘贴FRP加固法主要应用于混凝土结构的加固工作，在混凝土柱的外包加固中应用较为广泛。FRP材料在航空航天等诸多领域得到了广泛应用，这一材料的优越性能得到了人们的广泛认同。但由于这一材料的整体价格较为昂贵，会导致这一技术在土木工程的应用中受到严重限制。近些年来，FRP材料的整体价格得到了很大程度的降低，这也为这一材料在土木工程中的广泛应用奠定了良好的基础，有效推动了粘贴FRP加固法的快速发展。

（四）外包型钢加固法分析。外包型钢加固这一技术在应用中，主要是利用型钢对构件表面进行外包，通过缀板联接成框架，这一技术手法在实际应用中，通过对结构粘结剂的应用，从而形成两者共同工作的加固方法。这一技术方法主要分为湿式与干式这两种方法，干式法的应用中，型钢在加固过程中未与原混凝土构件之间进行粘接，使得这两者之间并不能进行剪力以及弯矩的传递，在实际应用中原构件和型钢框架会单独受力；湿式法在应用中，型钢在加固中与原混凝土构件之间进行粘接，这两者可以实现共同受力，通过对剪力以及弯矩进行传递，通过这两者的共同作用从而达到提升承载力的目的。这两种方法在实际应用中，干式法施工较为简单，但是在应用中对承载力的提升与湿式法相比有所不足，近些年来湿式法在应用中使用较为广泛。

（五）置换混凝土加固法分析。置换混凝土加固法在实际应用中，这一技术方法是将原构件的混凝土材料进行置换，只利用新混凝土进行荷载的承受，或者利用新混凝土和原混凝土结合进行荷载的承受，这种加工方法一般应用于受压区混凝土强度偏低，或者严重缺损区域的混凝土加固工作。在进行混凝土的置换过程中，要求置换的混凝土强度等级需要高于原结构构件混凝土强度等级一级，并且等级不得低于C25。混凝土的置换深度，对于板而言不应小于40毫米，对于梁柱而言，采用人工浇注方式时，不得小于60毫米，采用喷射方式进行施工时，不得小于50毫米。在进行置换长度的确定中，需要以混凝土的强度以及缺陷长度作为依据，通过对其进行测算检测的结果，对置换长度进行确定。如果进行非全场置换，这需要两端分别延伸不小于10毫米的长度。置换混凝土加固法在实际应用中，对于混凝土强度偏小的构件效果较为明显，但是整体的适用范围较窄，在实际的施工中，加固效果会受到施工质量的严重影响，并且在实际施工过程中，加固工作存在一定的危险性，这就要求相关人员一定要做到谨慎设计、严格施工，这样才能有效提高施工的安全性以及质量，保证这一方法的加固效果能得以充分发挥。

（六）外加预应力加固法分析。第一，在对截面受弯承载力不够的梁、板构件的加固工作中，可以采用预应力水平拉杆技术对这一结构进行加固。假如在加固过程中，梁构件的正截面以及斜截面均需要加固，则相关人员可以应用下撑式预应力拉杆技术对其进行加固，并且在实际的加固工作中，可以根据实际的工程需求，对预应力水平拉杆与下撑式预应力拉杆进行联合、共同进行加固工作。第二，在对受压承载力不足的轴心受压柱、小偏心受压柱的加固中，或者在进行弯矩变号的大偏心受压柱的加固过程中，相关人员可以采用双侧预应力撑杆对其进行加固，假如弯矩不变号，则可以采用单侧预应力撑杆对其进行加固。第三，在对桁架中承载力不足的轴心受拉构件进行加固时，可以采用预应力拉杆对其进行加固工作，在进行受拉钢筋配置不足的大偏心受压柱的加固过程中，可以应用预应力拉杆对其进行加固。

二、高层钢筋混凝土框架结构加固方法选择的常用方法分析

（一）定性分析法优化选择。定性分析法在实际应用中，这一方法主要是对不同的高层建筑钢筋混凝土框架的结构进行定性分析，在实际应用中通过对先进的数学理论进行应用，采用数值分析方法，对最适合的加固方案进行选择，定性分析法在实际应用中，对工作人员的工作能力具有很强的依赖性，所以工作人员在应用中不但需要具备丰富的工作经验，还需要对不同的加固方法在应用过程中的优势、缺点以及适用范围等做到准确了解，另外，还需要对工程各方面的信息做到统筹规划，这样才能通过对先进的数学理论进行应用，充分发挥数值计算的重要作用，得出哪一种加固方式更加适宜，得出最优化的架构方案选择。

（二）经验加权评分优化选择。在上文中所提到的所有加固方法中，每一种加固方式都有着自身的优势以及不足，并且加固方法的优势以及缺陷在实际应用中很难通过准确的量化方式对其进行比较，这也就为高层建筑混凝土框架结构的优化工作带来了很大困难，但是通过利用经验加全法就可以很好地对这一问题进行解决。其中经验加权评分法在实际应用中，主要是对加固效果的各种影响因素进行分析，通过对各个因素进行不同的权重赋予，在赋予权重之后，通过将权重和评分进行相乘，然后进行求和操作，这样相关人员就可以得到最终的评分，然后根据评分来明确对工程实际情况最适宜的加固方式。

（三）神经网络评价法分析。对于网络评价法这一方法，其中神经网络主要是指一个并行的分布式处理结构，在神经网络中，也有着众多的处理单元以及无向信号通道，通过这两者的互联，从而最终形成网络。由于在神经网络的处理单元中，其包含着局部内存，从而能保证局部的相关操作能独立完成，在处理单元中，还存在着输出联接，从而能进行并行联接以及发出相应信号，通过神经网络评价法也能对各个不同的高层建筑混凝土结构的加固方式进行评价，通过进行评价分析，从而能实现优化选择。

三、结束语

综上所述，为了更好地对老旧高层建筑物的使用性能进行提升，就需要对高层钢筋混凝土框架结构进行加固工作，但是在实际的加固中，可选择的加固方式较多，相关人员需要选择合适的方法对加固方式进行优化选择，这样才能有效提升加固方案的适应性以及针对性，在最大程度上保证老旧高层建筑物的安全性，使广大民众的使用需求得以满足。