淺談建筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定及加固理論與實(shí)踐

雷園爐

摘要：近年來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定已經(jīng)不能適應(yīng)新的建筑工程設(shè)計(jì)和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，就目前而言，我國(guó)建筑已經(jīng)有78項(xiàng)設(shè)計(jì)還在沿用未經(jīng)過(guò)抗震的房屋為研究對(duì)象。文章針對(duì)目前建筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定現(xiàn)狀以及存在的問(wèn)題，提出了有效的措施和建議，從而研究加固理論與實(shí)踐規(guī)律。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；建筑工程設(shè)計(jì)；抗震鑒定；加固理論；實(shí)踐方法 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TU352 文章編號(hào)：1009-2374（2016）22-0114-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.22.056

1 抗震概念的設(shè)計(jì)是鑒定與加固理論的外延

抗震理念的設(shè)計(jì)應(yīng)用主要是用來(lái)描述新建筑結(jié)構(gòu)抗震工程，這同時(shí)也是一種能夠根據(jù)不同的地震自然災(zāi)害獲得的經(jīng)驗(yàn)整合而成的新的設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)理念，沒(méi)有經(jīng)過(guò)必要的科學(xué)計(jì)算直接確定了建筑結(jié)構(gòu)抗震的標(biāo)準(zhǔn)和措施，這也是區(qū)別于傳統(tǒng)的數(shù)值設(shè)計(jì)的一種方法，具體的建設(shè)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)包括以下九點(diǎn)：（1）預(yù)防為主、防治結(jié)合的設(shè)計(jì)觀點(diǎn)；（2）遇到大地震可以屹立不倒、中等地震可以修復(fù)、小型地震震不倒；（3）根據(jù)不同種類(lèi)的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類(lèi)修復(fù)的方法；（4）對(duì)于處于危險(xiǎn)的建筑結(jié)構(gòu)和地段要進(jìn)行及時(shí)的搶修和處理，防止出現(xiàn)更嚴(yán)重的后果；（5）清楚了解建筑結(jié)構(gòu)抗震的鑒定概念和方法；（6）構(gòu)建建筑結(jié)構(gòu)抗震的系統(tǒng)和線(xiàn)路，避免出現(xiàn)變形的情況；（7）保障連接的安全性和穩(wěn)定性；（8）考察非結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)手段的好壞；（9）嚴(yán)格按照施工工序?qū)︿摻畹冗M(jìn)行更替。

在對(duì)已經(jīng)建好的建筑進(jìn)行抗震鑒定的過(guò)程中，可以利用“抗震設(shè)計(jì)鑒定綜合方法”對(duì)其進(jìn)行基本的鑒定和描述，根據(jù)對(duì)已經(jīng)鑒定后的建筑進(jìn)行總體的宏觀的調(diào)試，然后還要根據(jù)不同的方面來(lái)判斷整體的建筑抗震總體效果。在GB 50023-2009中明確提出了要是進(jìn)行分類(lèi)討論，根據(jù)不同的使用特點(diǎn)設(shè)置不同的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，將安全和不安全的路段進(jìn)行整合和處理，與此同時(shí)還要考慮近震和遠(yuǎn)震的建筑結(jié)構(gòu)有差別等內(nèi)容，具體表現(xiàn)如下：（1）現(xiàn)有建筑機(jī)構(gòu)和新型建筑結(jié)構(gòu)的抗震鑒定有所區(qū)別?，F(xiàn)有建筑主要是根據(jù)78項(xiàng)設(shè)計(jì)進(jìn)行改造，主要是針對(duì)于那些舊的房屋和沒(méi)有經(jīng)過(guò)實(shí)際改造過(guò)房屋，而新型建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)則有區(qū)別，當(dāng)抗震鑒定工作壽命期不做考慮時(shí)，新建工程的抗震能力的設(shè)計(jì)要求高于已有工程的鑒定要求。（2）現(xiàn)有的建筑抗震鑒定能力的判別方法。根據(jù)鑒定標(biāo)準(zhǔn)中曾經(jīng)明確規(guī)定了構(gòu)件的鑒定方法，因此經(jīng)常缺乏對(duì)整體抗震能力的判別，這就會(huì)導(dǎo)致很多部分不能符合實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)要求，實(shí)際的部分就需要進(jìn)行加固和處理，從而對(duì)整個(gè)建筑進(jìn)行加固，除此之外還可以對(duì)局部進(jìn)行加固，從而使其產(chǎn)生新型的抗震環(huán)節(jié)，但是其穩(wěn)定性仍然存在很大的缺陷，GB 50023-2009的標(biāo)準(zhǔn)主要是利用了衡量抗震能力，這也是建筑結(jié)構(gòu)的綜合鑒別方法，它主要是從兩個(gè)方面進(jìn)行分析，一方面是抗震結(jié)構(gòu)，另一方面就是承載力，這就會(huì)影響整個(gè)構(gòu)建的安全性和穩(wěn)定性，當(dāng)建筑的承載能力較高的時(shí)候，要在確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性，其他方面的延展性要求并沒(méi)有那么嚴(yán)格，反之，當(dāng)建筑的承載能力較低的時(shí)候，就要提高其他方面的延展性。（3）建筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定的部位。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的綜合抗震能力對(duì)其進(jìn)行鑒別的過(guò)程中，將鑒定的部分主要分為主要部分和其他部分，需要認(rèn)真檢查其主要部分，其次才是其他部分的檢測(cè)，只有這樣才能確定建筑結(jié)構(gòu)抗震的安全性和整體性，不同建筑結(jié)構(gòu)的抗震部位、抗震類(lèi)型、抗震結(jié)構(gòu)都是不同的，其強(qiáng)烈程度也是各不相同的，根據(jù)相應(yīng)的框架進(jìn)行舉例，6、7度時(shí)重點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)構(gòu)造和框架跨數(shù)，8、9度的時(shí)候要對(duì)柱子進(jìn)行全面的檢查和測(cè)量，對(duì)截面進(jìn)行構(gòu)造。（4）建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的判別。要根據(jù)實(shí)際的調(diào)查結(jié)果對(duì)地震災(zāi)害進(jìn)行研究和分析，在實(shí)際研究的過(guò)程中只需要對(duì)存在嚴(yán)重缺陷的地段和8、9度的不利地段進(jìn)行檢測(cè)和鑒定。在對(duì)Ⅰ類(lèi)場(chǎng)地進(jìn)行鑒定的過(guò)程中，需要了解箱基、地下室、樁基等進(jìn)行檢查，建筑結(jié)構(gòu)的上部鑒定也可以適當(dāng)?shù)臏p弱，對(duì)于Ⅳ類(lèi)場(chǎng)地進(jìn)行鑒定的過(guò)程中，由于土層不夠均勻、復(fù)雜地形等缺點(diǎn)，建筑結(jié)構(gòu)的上部鑒定也可以適當(dāng)?shù)奶嵘?。?）現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的檢測(cè)。新建抗震設(shè)計(jì)重要概念之一就是規(guī)則性、合理性要求?，F(xiàn)有建筑的存在也是符合了規(guī)律性、可行性等方面的內(nèi)容，但是還需要使用新型建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量和更新，雖然每一個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的性能和檢測(cè)方法都不僅相同，但是都可以采用共同的手段進(jìn)行處理和檢測(cè)，從而提高鑒定要求。（6）結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到材料等級(jí)強(qiáng)度的最低要求。首先為了判斷結(jié)構(gòu)實(shí)際承受力，其次是為了將鑒定的范圍縮小在抗震測(cè)量的范圍之中。

如果當(dāng)現(xiàn)有的建筑結(jié)構(gòu)已經(jīng)不再符合鑒定的具體標(biāo)準(zhǔn)，這時(shí)候就要利用加固原理對(duì)其進(jìn)行加固，目前我國(guó)現(xiàn)行的加工鑒定標(biāo)準(zhǔn)主要包括GB 50023-2009和GB 50367-2006兩種指標(biāo)。除此之外，有一些特定的建筑施工工程要求，現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)的抗震指標(biāo)要與新型的建筑結(jié)構(gòu)抗震指標(biāo)相同或者相近，因此在實(shí)際加工的過(guò)程中就要把握以下概念和原理：（1）抗震加固的修復(fù)原理各異。如果現(xiàn)有的建筑結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行抗震加固的時(shí)候，在它們沒(méi)有被要求的同時(shí)仍然是安全的、可靠的，但是如果一旦其不能投入正常的使用，需要加固的時(shí)候就意味著它們是不安全的，這與修復(fù)加固的本質(zhì)是十分不同的。建筑結(jié)構(gòu)抗震加固主要包括受到損傷后其自身的恢復(fù)能力較差需要加固、結(jié)構(gòu)抗震能力局部修復(fù)或全面加固；（2）加固目標(biāo)與依據(jù)是抗震鑒定結(jié)論。抗震鑒定與抗震加固是一份前后延續(xù)工作；（3）提高綜合抗震能力方法。如果現(xiàn)有建筑或者新型建筑不符合相關(guān)規(guī)定的時(shí)候，就可以選擇從承載能力、變形能力兩方面入手，既要提高變形能力同時(shí)還需要提高其承載能力，只有根據(jù)不同的建筑缺陷對(duì)癥下藥，才能將損失降到最低，從而提高其整體的抗震能力；（4）提高加固的性能。建筑結(jié)構(gòu)加固的主要目的就是提高抗震的綜合能力，始終保持新老構(gòu)建能夠順利的進(jìn)行連接，在整個(gè)檢測(cè)的過(guò)程中影響新老部分工作的協(xié)同程度，特別要防止出現(xiàn)新的損傷；（5）充分提高承載力。由于建筑結(jié)構(gòu)地基長(zhǎng)時(shí)間處于豎向作用，因此土體結(jié)構(gòu)較為堅(jiān)固，需要充分提高承載能力，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)所承載的重力過(guò)多的時(shí)候，就不需要對(duì)其地基進(jìn)行處理，直接加固即可；（6）合理選擇加固材料。加固材料的選用要進(jìn)行嚴(yán)格的篩選，選擇質(zhì)量較好、加固等級(jí)高的安全材料，而且在進(jìn)行加固施工之前，需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際尺寸進(jìn)行二次測(cè)量，一旦出現(xiàn)材料結(jié)構(gòu)出現(xiàn)傾斜，需要制定一整套科學(xué)合理的方案進(jìn)行修復(fù)。

2 建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力鑒定

所謂建筑結(jié)構(gòu)抗震能力鑒定就是對(duì)現(xiàn)有的建筑抗震能力進(jìn)行判斷，我國(guó)GB 50023-2009標(biāo)準(zhǔn)中層面明確指出了逐層篩選的方法：利用宏觀控制對(duì)抗震能力進(jìn)行鑒定以及承載能力進(jìn)行鑒定，而對(duì)于不符合鑒定要求的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試，并且按照國(guó)家規(guī)定的GB 50023-2009的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，將加固以后的鑒別能力作為衡量指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，從而將建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力進(jìn)行簡(jiǎn)化。

建筑結(jié)構(gòu)的宏觀建筑鑒定主要涵蓋以下方面：建筑房屋的高度、建筑房屋的質(zhì)量、建筑房屋的平面等方面都需要進(jìn)行檢測(cè)，只有將非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和結(jié)構(gòu)構(gòu)件二者有機(jī)結(jié)合才能提高建筑的穩(wěn)定性和安全性。在進(jìn)行實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)的抗震鑒定過(guò)程中，要以最簡(jiǎn)單的方法對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)，一般震級(jí)不超過(guò)6度的時(shí)候是不需要進(jìn)行檢驗(yàn)的，但是也要采取相應(yīng)的預(yù)防措施，將一些抗震墻間距進(jìn)行固定和鑒別，這樣才能夠提高其面積的檢驗(yàn)質(zhì)量和工作效率。

抗震能力指標(biāo)作為建筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定的重要組成部分，在其中發(fā)揮了十分重要的作用，只有融合多方面的大數(shù)據(jù)資料進(jìn)行分析和對(duì)比，將其中相同的部分進(jìn)行總結(jié)和歸納，才能提高建筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定的整體質(zhì)量和水平，使其朝著定量方向發(fā)展。

3 建筑結(jié)構(gòu)抗震加固實(shí)踐

直到20世紀(jì)90年代后，只有配合現(xiàn)有舊城區(qū)進(jìn)行改造和統(tǒng)一規(guī)劃之后，在考慮安全性、穩(wěn)定性的情況下，才能增加使用的整體面積，達(dá)到加固的目的，從而優(yōu)化建筑外部結(jié)構(gòu)的美化性，我國(guó)現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50369-2006的標(biāo)準(zhǔn)為其提供了豐富的抗震加固的具體操作措施：（1）在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震加固的過(guò)程中，既需要提高建筑的剛性能力，同時(shí)還需要提高其承載能力，主要是以擴(kuò)大建筑構(gòu)件的截面為主要方式。如：九江市老中級(jí)法院改造，就是在原單跨框架內(nèi)加一排柱，改造為二跨框架，提高承載力與延性，降低了層高。對(duì)于僅僅要提高構(gòu)件的受剪承載力，從而使用連接構(gòu)建和包鋼結(jié)構(gòu)兩種方法；（2）一旦發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中存在明顯的缺陷的情況下，可以利用斷開(kāi)結(jié)構(gòu)或者增設(shè)結(jié)構(gòu)的方法進(jìn)行解決，這樣就能夠提高建筑結(jié)構(gòu)的承載能力和變形能力，使建筑結(jié)構(gòu)的綜合抗震能力達(dá)到規(guī)定的要求。如：九江市保安公司金庫(kù)辦公樓的改造，是將L型結(jié)構(gòu)斷開(kāi)成2個(gè)規(guī)則的矩形結(jié)構(gòu)，原單跨框架通過(guò)加砼剪力墻形成框剪構(gòu)造；（3）利用提高建筑結(jié)構(gòu)的變形能力確保建筑結(jié)構(gòu)的整體性、安全性；（4）對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)不合理的情況，尤其是抗震能力較低的情況下，只有先處理較為薄弱的環(huán)節(jié)，才能保護(hù)局部的構(gòu)件。如梁柱箍筋不足，一般加粘高強(qiáng)碳纖維，既符合整體建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際要求，同時(shí)還需要達(dá)到美觀的效果；（5）對(duì)于非建筑結(jié)構(gòu)不符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的情況，需要對(duì)可能存在危險(xiǎn)的地段進(jìn)行重點(diǎn)的排查和整頓。

當(dāng)在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震進(jìn)行加固的過(guò)程中，需要注意以下問(wèn)題：（1）在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震加固方案的過(guò)程中，需要使各項(xiàng)目標(biāo)都符合可行性和經(jīng)濟(jì)性原理，同時(shí)還要將壽命期結(jié)合在其中；（2）對(duì)于主要部分要適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行改造然后再進(jìn)行二次加固，同時(shí)還要制定一整套科學(xué)完整的加固方案，減少對(duì)地基進(jìn)行加固處理；（3）使用多種靈活技術(shù)進(jìn)行加固和改造，利用混凝土鋼筋等材料對(duì)墻體進(jìn)行加固處理，提高整體水平，不得加固原本存在的框架梁柱等；（4）考慮建筑結(jié)構(gòu)的剛性變化、荷載情況等多方面因素，將各個(gè)方面進(jìn)行協(xié)調(diào)施工，這樣才能避免出現(xiàn)不良事件的發(fā)生；（5）綜合運(yùn)動(dòng)新型的粘鋼加固技術(shù)、化學(xué)錨加固技術(shù)等，如果在資金充裕的情況下還可以進(jìn)行抗震研究，廣泛應(yīng)用減震技術(shù)等科學(xué)方法。

（責(zé)任編輯：小 燕）