復(fù)雜文物修繕工程抗震加固技術(shù)研究

沈偉

【摘要】本文以四行倉(cāng)庫(kù)為例，對(duì)文物保護(hù)建筑的抗震加固技術(shù)進(jìn)行探討，希望可以對(duì)四行倉(cāng)庫(kù)加以修繕，重新保護(hù)和利用這一座具有重要?dú)v史意義的建筑。

【關(guān)鍵詞】四行倉(cāng)庫(kù)；修繕；加固；抗震

隨著時(shí)間的推移，許多歷史建筑年身過(guò)久，為了更好的保留這些有價(jià)值的歷史建筑，相應(yīng)的修繕工程也逐漸增多，而這類工程的施工工藝往往沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)可尋。本文通過(guò)對(duì)抗震加固技術(shù)的理論分析和施工工藝研究，結(jié)合工程特點(diǎn)，形成了一套特有的抗震加固施工措施，并通過(guò)項(xiàng)目實(shí)踐取得了成功，重新賦予了建筑物新的活力。

1、工程背景

四行倉(cāng)庫(kù)位于上海市靜安區(qū)蘇州河北岸、晉元路東側(cè)，始建于1931年～1935年，至今已使用80余年。四行倉(cāng)庫(kù)原為五層建筑，結(jié)構(gòu)形式為無(wú)梁樓蓋體系（圖1）。上世紀(jì)三十年代，無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)體系具有一定的先進(jìn)性，可以很好的承擔(dān)豎向荷載，增加凈高。但因?yàn)闀r(shí)代所限，該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并沒(méi)有考慮地震作用。在現(xiàn)行規(guī)范中，無(wú)梁樓板體系由于其抗地震能力較差，已經(jīng)被取消。四行倉(cāng)庫(kù)作為上海市文物保護(hù)建筑，其修繕要求遠(yuǎn)高于歷史保護(hù)建筑，要在確保原有結(jié)構(gòu)和外形不被破壞的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行整體抗震加固，保護(hù)性施工要求極高 [1]。

2、建筑工程抗震加固技術(shù)理論分析

為促使現(xiàn)有建筑達(dá)到規(guī)定的抗震設(shè)防要求所采取的增強(qiáng)強(qiáng)度、提高延性、加強(qiáng)整體性和改善傳力途徑等措施即為抗震加固。目前，常規(guī)技術(shù)主要為梁柱加固方法，包括混凝土加大截面、梁柱包鋼灌膠加固等，但這種技術(shù)會(huì)在一定程度上使梁柱截面變大，對(duì)管道、管線等的布放造成不便，影響建筑的使用功能[2]。

根據(jù)本工程特點(diǎn)難點(diǎn)，項(xiàng)目部與設(shè)計(jì)院進(jìn)行了多次探討，最終從廣泛應(yīng)用在超高層建筑中的阻尼器受到啟發(fā)，擬采用增設(shè)阻尼器墻的方式來(lái)提高結(jié)構(gòu)的承載力和抗震能力。通過(guò)這次獨(dú)辟蹊徑的創(chuàng)新，不但可以簡(jiǎn)化施工過(guò)程，更能很好的保留原建筑的空間。

3、關(guān)鍵技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，首先需要了解阻尼器本身工作原理，這樣才能很好的支撐阻尼器墻施工的有序開(kāi)展，再配合上阻尼器的安放，最終達(dá)到設(shè)計(jì)目的和施工要求。

3.1阻尼器工作基本原理

通過(guò)前期調(diào)研，從多種耗能裝置中選取了軟鋼位移型阻尼器用于本工程。其特點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，減震機(jī)理明確，滯回特性穩(wěn)定，低周疲勞特性良好。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，模擬地震作用時(shí)，軟鋼位移型阻尼器耗能裝置在層間相對(duì)位移影響下會(huì)產(chǎn)生水平相對(duì)運(yùn)動(dòng)，能量通過(guò)鋼板的彈塑性變形而被耗散，而相同厚度處的各點(diǎn)將同時(shí)達(dá)到屈服使鋼板材料的塑性性能得到充分發(fā)揮，耗能能力大大提高，減震效果顯著[3]。

3.2阻尼器墻的施工

第一，新增框架梁施工。在需要增設(shè)阻尼墻的樓板處鑿除并預(yù)留出新增框架梁的位置，把16號(hào)工字鋼放置其中，工字鋼梁兩端與原框架柱通過(guò)高強(qiáng)螺栓連接，同時(shí)將梁主筋通過(guò)植筋的方式埋置進(jìn)原框架柱。

第二，混凝土墻墻身鋼筋綁扎。在墻身上下、左右按間距200mm布置縱橫向分布筋，再將拉筋與各排分布筋綁扎，其間距600mm，直徑6mm，采取矩形排布或梅花形排布。最后預(yù)埋好阻尼器墻連接鋼板，安裝鋼板前應(yīng)校正好阻尼器墻體鋼筋的位置，并保證阻尼器上部鋼板與下部鋼板的形心盡量在一條線上。

第三，混凝土墻墻身模板制作。阻尼器墻墻身模板面板宜預(yù)先拼成大塊模板。為了防止?jié)仓炷習(xí)r脹模，根據(jù)混凝土對(duì)模板的側(cè)壓力計(jì)算出對(duì)拉螺栓的設(shè)置間距。墻身模板必須將木方作豎肋，雙鋼管作水平背楞，直至混凝土成型拆模（圖2）。

3.3阻尼器的安放及焊接

將阻尼器推至上下鋼板之間，左右及前后均居中布置（圖3），就位后開(kāi)始焊接。阻尼器焊接的質(zhì)量是關(guān)系到地震時(shí)阻尼器能否發(fā)生正常作用的關(guān)鍵。阻尼器焊接時(shí)根據(jù)安裝要求需要兩端同時(shí)焊接，因此在施焊時(shí)兩端同時(shí)進(jìn)行，直至焊滿，焊縫應(yīng)飽滿、均勻。焊接時(shí)先采用間斷焊，防止焊接應(yīng)力過(guò)于集中而產(chǎn)生鋼板變形現(xiàn)象，也能保證阻尼器兩邊因焊接產(chǎn)生的變形一致[4]。

結(jié)語(yǔ)：

歷史文物建筑的保護(hù)修繕一直是個(gè)很大的課題，通過(guò)運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)修繕歷史文保建筑，不僅使老建筑能滿足現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)要求并被可持續(xù)利用，更是延續(xù)了城市的歷史，積淀了城市的文化。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙玲.芻議文物建筑修繕工程中的設(shè)計(jì)服務(wù)[J].科技風(fēng)，2017（18）：283-284.

[2]申志靈，張逯見(jiàn).工程抗震加固技術(shù)探討[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（15）：77.

[3]黃世敏，王亞勇，戴國(guó)瑩.建筑工程抗震領(lǐng)域的研究與實(shí)踐[J].建筑科學(xué)，2013（11）：47-56.

[4]陳新，韓卓銘.建筑工程抗震加固施工的方法選擇[J].城市建筑，2013（10）：72.