談鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震加固

郭文強

(臨汾市建筑規(guī)劃設(shè)計院，山西臨汾 041000)

1 概述

當建筑物或構(gòu)筑物抗震能力不足時，就需要對建筑物或構(gòu)筑物進行抗震加固。相應(yīng)的抗震加固方法多種多樣，對于不同的結(jié)構(gòu)形式要選擇相應(yīng)的加固方法。加固方法分為幾種類型，根據(jù)加固目的不同，加固方法各有側(cè)重。本文將按照加固目的來介紹相應(yīng)的加固方法。

2 以提高承載力、提高強度為目的的加固方法

1)設(shè)墻加固。這種方法是在梁和柱形成的框架之間設(shè)置墻的加固方法。根據(jù)建筑物功能和使用的需要，在墻上設(shè)置有門窗洞口，但是由于門窗洞口的尺寸大小受到一定的限制，使得建筑物整體有封閉的感覺。而且，墻如果設(shè)置過多會使建筑物整體質(zhì)量增加，會使原有基礎(chǔ)的設(shè)計能力不足。但是設(shè)墻加固由于造價低，剛度、強度增加顯著，實際工程采用的很多。

2)設(shè)支撐加固。這種方法是在梁和柱形成的框架之間增加鋼支撐的加固方法。設(shè)支撐加固可以有效解決設(shè)墻加固方法中建筑物封閉的問題和結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量增加的問題，與設(shè)墻加固相比較，加固后的結(jié)構(gòu)剛度和強度較低，整體造價相對較高。常用的支撐形狀有X形支撐、K形支撐、折線形支撐、菱形支撐。通過后植錨栓法將增設(shè)的鋼支撐的外框架與原結(jié)構(gòu)的梁柱連接成整體。但是，施工過程中巨大的噪聲和產(chǎn)生的振動使得居住條件變得惡劣，因此，就有了粘結(jié)連接工藝，用高性能環(huán)氧樹脂膠粘結(jié)來代替后植錨栓連接，但此種方法受溫度影響較大，使用范圍受到了一定的限制。還有也采用外設(shè)支撐法，也就是在梁與柱外側(cè)增設(shè)支撐。這樣可以克服內(nèi)設(shè)支撐施工時相鄰房間受到施工作業(yè)的影響，房間可以繼續(xù)使用。另外，外設(shè)支撐法也不需要對已有的門窗拆除，節(jié)省了費用。外設(shè)支撐多用鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件，一般采用完全外設(shè)支撐形式。

3)加固墻。增加墻的承載力的方法有兩種，一種是將墻上原有的門窗洞口封堵，當墻內(nèi)有洞口時，墻的承載力會降低較多，將洞口用混凝土封堵可以有效提高墻的承載力。另一種方法就是增加墻的厚度，就是在原有墻的基礎(chǔ)上再澆筑一層混凝土，增加部分的承載力就是整墻承載力的增加量。

4)加固柱。主要是提高柱的承載力。a.外包鋼板。將一定厚度的鋼板加工好，在柱外側(cè)組裝，然后在縫隙澆筑砂漿，可以有效提高抗剪承載力和抗壓承載力。b.外澆鋼筋混凝土。就是在柱子外側(cè)新澆筑一層一定厚度的混凝土，用以提高柱的抗壓承載力和抗剪承載力。c.外包碳纖維或人造纖維加固法，或外粘纖維加固法。d.側(cè)墻加固，就是在柱兩端增設(shè)較厚的側(cè)墻，以增加抗剪承載力和抗壓承載力。

3 以提高延性、增強變形能力為目的的加固方法

1)設(shè)縫加固。

柱的剪切破壞多為脆性破壞，在震害調(diào)查中，柱的這種破壞形式很多，具有一定的代表性。為了避免出現(xiàn)柱的脆性破壞，需要在柱和墻之間設(shè)置縫隙，使墻對柱不形成約束，防止柱成為短柱而發(fā)生剪切破壞。這種增設(shè)縫隙，防止形成短柱剪切破壞，增加柱子延性的加固方法在工程實踐中經(jīng)常采用。

2)加固柱。

為提高延性、增強變形能力而對柱子進行加固的方法與提高承載力、提高強度加固柱的方法相同。有外包鋼板法、外澆鋼筋混凝土法、外包碳纖維或人造纖維法，通過加固改善柱子的延性，防止柱發(fā)生剪切型的短柱破壞。

4 以提高剛度為目的的加固方法

1)設(shè)墻加固。

建筑物的結(jié)構(gòu)布置中，當墻的設(shè)置不均勻，或某層墻的數(shù)量少于其他層的時候，該層的剛度較小，這將使結(jié)構(gòu)的整體抗震性能變差。因此，應(yīng)該在相應(yīng)的剛度較小的層增加墻來改善結(jié)構(gòu)的偏心率和剛度比。

2)對墻進行加固。

為了改善剛度不均勻和豎向剛度變化，除了設(shè)墻加固外，還可以對結(jié)構(gòu)原有的墻進行加固。方法與為提高承載力和強度對墻進行加固的方法相同，均可采用封堵洞口，或后澆混凝土墻壁加厚的方法。

5 以增加阻尼為目的的加固方法

1)減震。在被加固建筑物中加裝減震設(shè)備，通過減震設(shè)備吸收地震的能量，以減少結(jié)構(gòu)的振動。最常用的減震設(shè)備有:裝有摩擦阻尼器的支撐狀減震;裝有油壓阻尼器的支撐狀減震。與一般的加固方法相比較，減震設(shè)備都是采用新技術(shù)研發(fā)的，因此，加固效果比較明顯，但是，相應(yīng)的施工費用也很高，所以，減震加固法通常與傳統(tǒng)加固方法結(jié)合起來使用。

2)隔震。隔震加固法就是在被加固的建筑物的基礎(chǔ)部分或地下位置設(shè)置隔震設(shè)備，通過隔震設(shè)備，地震作用造成的結(jié)構(gòu)振動會大幅降低。隔震加固法的效果非常明顯，但設(shè)置的數(shù)量與建筑物的整體規(guī)模關(guān)系密切。隔震加固法施工時，一般不需要對上部結(jié)構(gòu)進行任何加固，不影響建筑物的使用，相應(yīng)的施工費用也非常高，有時是傳統(tǒng)加固法的數(shù)倍以上，因此，隔震加固法一般使用于特殊建筑的加固或非常重要建筑的加固。

6 與建筑物或構(gòu)筑物抗震性能相匹配的加固規(guī)劃

1)實施方案。

選擇抗震加固方法時，最先要考慮的是業(yè)主的要求，其次才考慮建筑物和構(gòu)筑物本身的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)實施等問題。一般業(yè)主的要求無非是結(jié)構(gòu)安全牢固、加固改造施工造價低廉，在施工過程中還不影響建筑物的正常工作，原有的設(shè)計盡量不要改動。從以上加固方法中看出，隔震方法可以滿足，但是隔震法的施工費用遠高于傳統(tǒng)的施工方法，而且隔震或減震只能采用振動理論分析進行評價。因此對于加固方案的確定和實施要進行綜合的比較。大部分建筑還是采用傳統(tǒng)的加固方法。無論是采用何種加固方法，必須從建筑物的抗震能力的缺陷或存在的問題入手，有針對性的選擇加固方法。

2)提高建筑物的整體承載力。

當分析表明結(jié)構(gòu)的整體承載力較低，通常采用增加墻或增加支撐的加固方法。而且，增加墻對提高承載力效果很突出，但由于建筑或使用功能的限制，又使用增加支撐的方法。

3)增加建筑物或構(gòu)筑物的極限變形能力。

通過對柱的加固，使柱子不成為短柱，導(dǎo)致脆性破壞。通常采用外包鋼板、增設(shè)鋼筋混凝土外包層等。

4)改善體形指標。

建筑物整體的形狀對其抗震性能有比較大的影響，而既能滿足功能需求，又要使建筑物的形狀達到理想的抗震性能的要求是比較困難的。因此，需要對建筑物局部進行加固調(diào)整，比如設(shè)置抗震縫，調(diào)整偏心率，調(diào)整剛度等等方法。設(shè)置抗震縫，將建筑物按不同的方向進行分割，把比較復(fù)雜的平面分成幾個較規(guī)則的平面，通過裝飾材料將連接部分處理，使外觀上形成整體。

5)改善時效指標。

在結(jié)構(gòu)竣工以后，由于施工質(zhì)量和時間的推移，結(jié)構(gòu)中裂縫、變形、鋼筋銹蝕、混凝土老化碳化等等現(xiàn)象會逐漸產(chǎn)生，因此為了延長使用壽命，對上述問題還必須采取處理措施，有效防止它進一步發(fā)展。

6)提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力。

通常情況下，大部分構(gòu)件無非是受彎破壞或受剪破壞。柱的主筋的配筋率決定了柱的抗彎承載力，由于柱已成型，增加配筋基本上做不到，一般也不會進行抗彎加固。柱子加固大部分指的是提高柱的抗剪承載力。通常采用外包鋼板或纖維加固。同樣，剪力墻也很少進行抗彎加固，主要是封堵洞口或增加墻面積來增強抗剪能力。

7)提高構(gòu)件延性。

提高構(gòu)件延性也就是提高構(gòu)件的變形能力，而當構(gòu)件剪切破壞時變形小，而受彎破壞時，變形較大。因此，加固時主要考慮的還是要防止構(gòu)件發(fā)生脆性破壞，因此除了設(shè)置抗震縫外，采用外包鋼板、外包混凝土、外包纖維的方法來增加柱的延性，防止發(fā)生脆性破壞。

8)框支柱的加固。

震害研究表明，框支柱在地震中的破壞比較嚴重，可導(dǎo)致建筑物整體倒塌。它的破壞形式有軸壓破壞和剪切破壞兩種。因此要特別注意框支柱的加固。同樣，加固方法如上所述。

7 結(jié)語

建筑物的抗震性能受很多因素影響，因此，結(jié)構(gòu)的抗震加固方法及其選用就顯得尤為重要，必須根據(jù)建筑物本身的特點，以及建筑物抗震缺陷來選擇相應(yīng)的抗震加固方法。

［1］ GB 50011-2001，建筑抗震設(shè)計規(guī)范［S］.

［2］ DGJ 08-9-2003，建筑抗震設(shè)計規(guī)程［S］.

［3］ 張熙光，王駿孫，劉惠珊.建筑抗震鑒定加固手冊［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2001.