建筑结构的抗震加固技术探讨

　　摘要：众所周知，地震对于建筑物的破坏力非常大，高于七级的地震几乎都可以瞬间让大批的建筑物遭到破坏或者是倒塌，并且造成严重的人员伤亡。建筑结构的抗震加固问题已成为目前较为关注的热点。笔者根据多年的实践经验，对房屋建筑的抗震加固原则以及技术方法进行了探讨，并针对施工中存在的问题，提出抗震加固中需要注意的一些问题，以供参考。
　　关键词：建筑；地震；抗震加固
　　
　　5.12汶川大地震和4.14青海玉树地震造成了重大人员伤亡和巨大的经济损失。许多建筑在地震中严重损伤、破坏和倒塌。建筑结构的抗震加固问题成为目前较为关注的热点。我国是一个多地震的国家，地震活动的分布范围十分广泛，地震造成的危害不可忽视。为了更好地保护人类的生命财产安全，促进社会的和谐发展，无论在地震前还是地震后，对工程结构进行抗震加固都显得十分重要。
　　一、抗震加固基本原则
　　（一）抗震加固与一般加固的区别
　　抗震加固与一般加固有所不同。一般加固往往是根据缺陷性质有针对性地加固。抗震加固不仅需要有针对性对构件进行加固，还需要对建筑物进行整体性加固，使现有建筑达到规定的抗震设防要求。抗震加固设计以提高建筑物的整体抗震强度和变形能力为主，通过对原有的抗震构件进行加固或增加新的抗震构件，提高结构整体抗震能力，改善结构的刚度与强度分布的不均匀性，加强易倒塌构件的连接，提高抗震能力。
　　（二）抗震加固的基本原则
　　（1）抗震加固前必须作出抗震鉴定，视其必要性和技术经济的合理性，对没有价值进行抗震加固的应予拆除。
　　（2）抗震加固的重点是城市生命线工程和易造成次生灾害的工程等。加固主要是加强结构整体性和提高抗变形能力，及加强薄弱环节和危险部位。
　　（3）抗震加固要使结构达到规定的设防要求，可包括构件受损失后抗震能力不足的恢复性加固，构件补强性加固，提高结构抗震能力的局部加固或全面加固及改变使用性质后的适当加固。
　　（4）以抗震鉴定结论为加固目标和依据。抗震鉴定和抗震加固是前后延续的工作，前者是衡量抗震加固是否达到规定目标的标志；加固设计仍采用抗震鉴定所用的抗震验算方法，仅计算参数按加固后的状态取值。
　　（5）提高综合抗震能力的优化原则。抗震加固时，需针对房屋存在的缺陷，弄清使结构达到规定设防要求的关键，尽可能清除不利于抗震的因素，还要结合各方面要求，将加固方法逐一进行分析和比较。通过优化决策，再按各方面的具体规定进行加固设计与施工。
　　（6）加固有效性的控制。加固手段要确保有效地提高结构综合抗震能力，如防止损伤原有结构构件，确保新旧构件的可靠连接，构件承载力验算时计入新旧部分协同工作程度的影响，尤其要避免局部加固导致薄弱部位转移或产生新的抗震薄弱部位。
　　（7)地基基础现有承载力的利用。由于地基土在竖向荷载的长期作用下，土体固结压密，土与基础接触处发生化学变化，地基的静承载力有一定的提高，当加固时所增加的重力不多时，可不做地基验算或不进行地基处理。
　　（8)加固材料和施工的特殊要求。加固所用的材料强度等级要比加固构件的强度等级提高；加固施工前，需对原构件的实际尺寸进行复核，这些均与新建工程的要求有显著不同。
　　二、抗震加固的方法
　　（一）混凝土结构房屋的抗震加固
　　我国混凝土结构房屋主要是中高层房屋，多用于公共、办公建筑。主要有三种结构类型：混凝土框架结构、抗震墙结构和框架一抗震墙结构。混凝土建筑的抗震加固技术和方法，同样应根据加固原因和目的确定。
　　（1）对于抗震承载力不足的框架、抗震墙，或开裂受损的构件，可采用普通或预应力钢构套、现浇钢筋混凝土套、粘贴钢板、粘贴高强纤维片材等方法加固框架梁柱；采用细石混凝土或环氧树脂砂浆等进行损伤修复、裂缝灌浆补强；增设抗震墙或支撑并加强楼板的整体性，以分担地震作用，并增大刚度或减小扭转效应。
　　（2）对于局部薄弱部位，如填充墙与框架梁、柱无拉结时，可增设柱与墙之间的拉筋、梁与墙之间的钢夹套；出屋面的小房间和“女儿墙”、采取有关拉结、增强承载力等措施。
　　（二）砌体结构房屋的抗震加固
　　我国的砌体结构主要是多层房屋，在多层住宅、公寓及办公楼中应用最多。震害经验表明，合理抗震设计的砌体房屋是具有相当的抗震抗倒安全性的，砌体房屋在国外发达国家发展得很好，也是我国今后长期发展应用的一种主要结构。砌体房屋的抗震加固技术和方法，应根据加固原因和目的确定。
　　（1）对于砌体墙抗震承载力不足或开裂受损的房屋，可采取面层或板墙加固、拆除重砌、增设砌体或钢筋混凝土抗震墙、裂缝灌浆加固等技术。
　　（2）对于整体性差的砌体房屋，可采用外加构造柱、圈梁、钢拉杆或锚杆等加强纵横墙及其与楼屋盖的连结；采用增设托梁、预制楼屋盖增设叠合层等加强楼屋盖的整体性及其支承连接。
　　（3）对于局部薄弱部位，如无拉结的填充墙、支承主梁的墙体、出屋面的小房间和“女儿墙”、悬挑构件、平面不规则处等，采取有关拉结、增强承载力、拆除或平面切割等措施。
　　三、抗震加固中存在的问题
　　(1)市场不规范，法律法规不健全；现在的房屋多建于八、九十年代以前，《建筑法》尚未出台，建筑市场不规范，造成工程从审批、规划、设计、施工、监理等各个部门不是很健全，各部门法律法规尚未出台，部门与部门之间的配合脱节监督不到位造成房屋抗震性能存在安全隐患。
　　(2)设计不周或有误：如对工程地质、水文地质尾部和地基情况了解不全，地基承载力估计过高，漏算或少算作用于结构上的荷载；设计人员受力分析概念不清，结构内力计算错误等；
　　(3)施工质量低劣：如混凝土强度等级低于设计要求，钢筋混凝土结构构件有蜂窝、孔洞、露筋等缺陷，钢筋力学性能不符合设计要求；或砌体砌筑方法不当，造成通缝，空心砌块不按设计要求灌筑混凝土芯柱；或钢结构的焊接质量或焊缝高度达不到设计要求；
　　(4)使用或改造不当；如未经核算就在原有建筑物上加层或对其进行改造，造成原有结构承载力不足，使用过程中任意改变用途加大荷载：或随意拆除承重墙或墙上开洞；
　　(5)使用环境恶化；如结构长期受到高温、振动、酸、碱、盐、杂散电流等不利因素作用，引起结构构件的腐蚀性和损伤等。
　　(6)建筑物年久失修．结构有损伤或破坏，不能满足目前的使用要求或安全度不足：
　　(7)由于各种灾害事件的影响使结构产生裂缝或者破坏。
　　四、抗震加固中要注意的一些问题
　　（一）选择对抗震有利的场地、地基和基础
　　选择建筑场地时，应根据工程需要，掌握地震活动情况和工程地质的有关资料，对抗震有利、不利和危险地段作出综合评价。宜选择有利的地段；避开不利地段，无法避开时应采取适当的抗震措施；不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。
　　（二）建筑材料的选择
　　抗震结构在材料选用、施工质量，特别是材料的代用上有其特殊的要求，这是抗震施工中一个十分重要的问题。结构材料性能指标应符合以下最低要求：①黏土砖强度等级不应低于MUl0，其砌筑砂浆强度等级不应低于M5。②混凝土小型砌块强度等级不应低于MU7.5，其砌筑砂浆强度等级不应低于M7．5。③混凝土强度等级，抗震等级为一级的框架梁、柱和节点不应低于C30，构造柱、芯柱、圈梁和基础(桩除外)不应低于C20，其他各类构件不应低于C20。④钢筋的强度等级，纵向钢筋宜采用Ⅱ级，Ⅲ级变形钢筋，箍筋宜采用I级，Ⅱ级热轧钢筋，构造柱、芯柱可采用l级或Ⅱ级钢筋。
　　在钢筋混凝土结构施工中，因缺乏设计规定的钢筋规格型号而需用另外规格型号代替时，应注意不宜以屈服强度更高的钢筋代替原设计中的主要钢筋。当需要替换时，宜按照构件截面实际屈服强度进行换算，并应注意替代后的构件截面屈服强度不应高于截面原设计的屈服强度。这样可以避免造成薄弱部位的转移，以及构件在有影响的部位混凝土发生脆性破坏，如混凝土被压碎、剪切破坏等。构造柱、芯柱和底层框架砖房填充墙框架的施工，应先砌墙后浇柱的混凝土。砌体结构的纵、横墙交接处应同时咬槎砌筑或采取拉结措施，以免在地震中开裂或外闪倒塌。
　　（三）框架节点区的加固
　　(1)新增纵筋宜选择强度等级较高的钢筋，增大直径，减少根数，纵筋尽可能在节点处钻孔穿过而不断开。
　　(2)新增的箍筋宜选择强度等级较高的钢筋增大直径，加大间距，尽可能在节点处封闭。
　　(3)对于采用粘贴钢板、粘贴碳纤维或钢构套加固的框架柱，节点区宜将钢箍板、碳纤维片材改为普通钢筋的箍筋进行加固。
　　(4)如框架柱采用粘贴钢板或碳纤维进行加固，应尽可能将纵向板材设置在框架柱角部，纵向板材上下端遇到板时，可切割出通道直接通过。如框架柱采用钢构套进行加固，角部角钢上下端遇到楼板时，可切割出通道直接通过。
　　（四）变形缝处的加固
　　变形缝处是抗震加固的一个难点，常规的加固方法在变形缝处都因为没有施工空间而无法使用，而且几乎所有加固方法都不能满足防震缝的缝宽要求，难以有效避免地震时缝两侧结构的互相碰撞。推荐采用取消现有结构的变形缝，将缝两侧的结构连接成整体的方法。
　　结束语
　　总之，抗震加固是提高现有房屋抗震能力最有效的途径。抗震安居房日益被人们所重视、关心，房屋是否抗震，能抗几级地震也是买房人对是否买房屋所考虑的标准之一，抗震才能安居，安居才能乐业，只有让人们住抗震安全的房屋才能使人民更好的生活和生产。
　　
　　参考文献：
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　　[2]吴燊.某教学楼抗震鉴定及加固[J].福建建设科技，2011（1）.
　　[3]张爱平.既有建筑抗震加固的方法及其应用[J].科技资讯，2010（23）.

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