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抗震加固方法從傳統(tǒng)的方法不斷趨向多樣化，抗震加固材料也由單一的砌體、鋼筋混凝土等向新型材料發(fā)展，本文側(cè)重探討鋼筋混凝土與砌體結(jié)構(gòu)的建筑物的抗震加固方法。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；鋼筋混凝土；砌體結(jié)構(gòu)；抗震加固

一、建筑結(jié)構(gòu)抗震加固方法的選擇

一幢建筑物的地震反應(yīng)主要依賴于其本身的剛度、強(qiáng)度、變形能力(延性)、滯迥特性以及場地特征、地震地面運(yùn)動特性等。但真正決定建筑物抗震能力的最重要的因素是其本身的側(cè)向強(qiáng)度與延性。對建筑物進(jìn)行抗震加固時(shí)，首先要達(dá)到要求的抗震能力，但加固方法的選擇要與其重要性程度、結(jié)構(gòu)類型、場地條件、建筑外觀等聯(lián)系，另外，造價(jià)的考慮也是必不可少的。

側(cè)向強(qiáng)度與延性是決定建筑物抗震能力的最重要因素，因而加固的出發(fā)點(diǎn)也應(yīng)從以下三個(gè)方面考慮：(A)、提高建筑物最終強(qiáng)度；(B)、改善建筑物塑性變形能力及延性；(C)、同時(shí)達(dá)到(A)與(B)。其中(A)的典型做法是在框架中填充鋼筋混凝土墻或鋼支撐；(B)的典型做法是在柱、梁等構(gòu)件上加鋼板、鋼箍以及鋼筋混凝土圍套；(C)的典型做法是加延性支撐。無論哪種做法，連接新舊構(gòu)件的抗震連接件(通常都用植筋、錨栓等)的連接強(qiáng)度必須達(dá)到將后加構(gòu)件與原有構(gòu)件共同作用抵抗地震的作用。下面分別探討鋼筋混凝土與砌體結(jié)構(gòu)的建筑物的抗震加固方法。

二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震加固方法

（一）增加構(gòu)件以及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要措施

1、在原有框架中填充或新加剪力墻

剪力墻可以是現(xiàn)澆、預(yù)制鋼筋混凝土或配筋砌體，但預(yù)制構(gòu)件由于需要一定操作空間因而較少用于建筑物內(nèi)部。剪力墻可以僅與上下梁連接或與周邊梁柱均連接，在此，錨筋或錨栓的強(qiáng)度必須滿足要求；

2、在原有框架中新加鋼支撐

當(dāng)用于建筑物需較大敞開洞口(如學(xué)校、商場等)時(shí)的加固多用該方法。支撐的形式有x型、K型、開口型等形式。該加固方法具有以下特點(diǎn)：一能提供很大的強(qiáng)度與剛度；二容易達(dá)到采光要求；三質(zhì)量增加相對較小，因而由于加鋼支撐而增加的基礎(chǔ)費(fèi)用減少；四鋼支撐可以先預(yù)制因而可縮短工期和減少工作面等；

3、在構(gòu)件上外包鋼筋混凝土圍套

該方法能顯著提高構(gòu)件強(qiáng)度，但需指出：當(dāng)僅在層間柱加圍套而沒有新加鋼筋(或其它)等穿透樓板時(shí)，僅提高軸向與剪切強(qiáng)度，而彎曲強(qiáng)度并無改善，因而需在樓板上鉆洞，將新加鋼筋穿過洞口，再在梁柱節(jié)點(diǎn)澆筑新混凝土來提高彎曲強(qiáng)度；當(dāng)加固梁時(shí)，加鋼綴條能顯著提供抗剪強(qiáng)度，特別是重力荷載下，但若所受荷載是往復(fù)的(如地震荷載、風(fēng)荷載等)，則對其進(jìn)行整體圍套更為合理。使用圍套方法加固，基礎(chǔ)和梁柱節(jié)點(diǎn)也需詳細(xì)設(shè)計(jì)加固，因而施工復(fù)雜且費(fèi)用較高，尤其是基礎(chǔ)；

4、聚合物浸漬混凝土加固技術(shù)

該方法以普通混凝土為基材，以有機(jī)單體為浸漬液滲入混凝土內(nèi)部并且聚合而成的一種有機(jī)一無機(jī)復(fù)合材料。由于有機(jī)單體滲入混凝土內(nèi)部，并且聚合后基本填滿了混凝土原有的空隙，極大地改善了混凝土的微觀力學(xué)結(jié)構(gòu)，因而浸漬混凝土能顯著提高原混凝土基材的力學(xué)強(qiáng)度。主要特點(diǎn)有：施工過程完全不損傷原混凝土構(gòu)件，不削弱原構(gòu)件承載力，安全可靠；加固材料滲入混凝土內(nèi)部，因而不存在類似別的加固方法出現(xiàn)的應(yīng)力滯后問題；不影響構(gòu)件外形尺寸。該方法除了提高混凝土強(qiáng)度以外，尚能改善其耐久性，主要應(yīng)用于對中小型預(yù)制構(gòu)件的浸漬處理，以提高其強(qiáng)度、耐久性、抗?jié)B性和耐腐蝕性等，也有用于混凝土結(jié)構(gòu)中的實(shí)例，由于需真空設(shè)備等，結(jié)構(gòu)加固中沒有得到大量推廣；

5、粘貼碳纖維

該方法是近年來發(fā)展起來的新型加固方法，由于該法有施工便捷、增大截面尺寸很小、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于鋼筋混凝土板、梁等的補(bǔ)強(qiáng)加固中。但碳纖維長期使用的環(huán)境溫度不應(yīng)高于60℃，因而在處于特殊環(huán)境中(高溫、腐蝕、放射等)下的混凝土采用該法加固時(shí)，尚應(yīng)遵守國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并采取相應(yīng)的防護(hù)措施。碳纖維片材(包括碳纖維布與碳纖維板)應(yīng)用配套樹脂類粘結(jié)材料與混凝土牢固粘結(jié)，并加表面防護(hù)材料。該方法的原理是在混凝土表面粘貼碳纖維，使其與混凝土共同工作，因而碳纖維與混凝土的粘結(jié)以及端部錨固非常重要．以防碳纖維與混凝土出現(xiàn)過早剝離現(xiàn)象麗影響加固效果。另外，要注意碳纖維的粘貼方向：在梁、板等構(gòu)件的受拉區(qū)粘貼碳纖維片材進(jìn)行受彎加固時(shí)，纖維方向與加固處的受拉方向一致；采用封閉式粘貼、u型粘貼或側(cè)面粘貼對梁、柱構(gòu)件進(jìn)行受剪加固，纖維方向宜與構(gòu)件軸向垂直；

6、高強(qiáng)不銹鋼絞線網(wǎng)、滲透性聚合物砂漿加固法

高強(qiáng)不銹鋼絞線網(wǎng)為高強(qiáng)不銹鋼絞線編織成的鋼絞線網(wǎng)，強(qiáng)度高、不銹蝕、運(yùn)輸及施工方便，聚合物砂漿為無機(jī)材料，與混凝土材料粘結(jié)性能良好，耐久性好、耐高溫。這些材料的生產(chǎn)全部在現(xiàn)代化工廠完成，然后運(yùn)送到施工現(xiàn)場進(jìn)行加固施工。其特點(diǎn)是：一是高強(qiáng)鋼絞線強(qiáng)度高，其標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度約為普通鋼材的5倍，因此加固后對結(jié)構(gòu)自重增加很小；二是易于大規(guī)模機(jī)械化施工，在結(jié)構(gòu)加固的過程中不影響建筑的使用，對被加固的母體表面沒有平整要求，節(jié)點(diǎn)處理方便，可以加固有缺陷或強(qiáng)度低的混凝土結(jié)構(gòu)；三是抗彎加固不僅可以顯著地提高承載力，而且可以顯著地提高剛度，這是碳纖維加固所不可比的。四是解決了加固后的耐久性、抗火、耐高溫性能等問題。加固性能可靠。因此，該加固方法越來越受歡迎。不過由于目前僅對于對鋼筋混凝土梁、板有較成熟的實(shí)驗(yàn)與理論，對鋼筋混凝土柱以及砌體結(jié)構(gòu)的加固效果尚在研究中，本加固方法尚未有相應(yīng)的技術(shù)規(guī)程可參考．不少工程技術(shù)人員尚不太熟悉其加固原理，另外還存在造價(jià)相對傳統(tǒng)的抗震加固方法較高的因素，因而該方法未普遍應(yīng)用，但由于其自身的優(yōu)點(diǎn)，相信以后會有廣闊的前景。

（二）提高已有建筑物構(gòu)件變形能力的主要措施

1、焊接鋼絲網(wǎng)外澆混凝土形成套箍(繞絲法)；

2、鋼板箍或鋼條箍；

3、碳纖維封閉；

4、高強(qiáng)不銹鋼絞線網(wǎng)、滲透性聚合物砂漿封閉。

上述幾種抗震加固方法主要目的是提高抗剪能力以及約束混凝土來提高構(gòu)件延性，而不是為了側(cè)向強(qiáng)度的提高。而前面提到的鋼筋混凝土圍套、鋼圍套主要用于提高側(cè)向強(qiáng)度和剛度。二者的主要區(qū)別在于后者更注重于形成“套箍”即起到“約束”原混凝土的作用。事實(shí)上，后者往往能起到一些提高側(cè)向強(qiáng)度和剛度的作用；其次是后者在約束混凝土柱時(shí)，通常在柱頭與柱腳留有間隙(而前面提到的提高強(qiáng)度的鋼筋混凝土圍套加固方法必須有鋼筋穿過樓板并澆筑混凝土，不容許有間隙)，這樣不僅提高了構(gòu)件剪切強(qiáng)度，而且保持有一定的彎曲強(qiáng)度，這樣由于增大了構(gòu)件的剪彎強(qiáng)度比從而提高了構(gòu)件的延性。采用碳纖維封閉式粘貼時(shí)，其粘貼方向與前面所述提高強(qiáng)度的有所不同，其纖維方向應(yīng)與柱軸向垂直，這樣才能真正起到約束混凝土柱的作用。對于高強(qiáng)不銹鋼絞線網(wǎng)、滲透性聚合物砂漿封閉．其粘貼方法同碳纖維片材，但由于采用該方法約束混凝土柱尚未經(jīng)過嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)研究與理論依據(jù)，因而要慎重使用。

（三）提高側(cè)向強(qiáng)度與變形能力，加延性支捧體系

目前，在已有框架中安裝鋼支撐已被廣泛地用在鋼筋混凝土抗震加固中。圖示是一個(gè)“Y”型延性支撐的實(shí)例。支撐系統(tǒng)包括剪切板與鋼支撐架，剪切板由于其本身的塑性變形而能耗散大量地震能量。這樣能有效地提高框架的強(qiáng)度、剛度、延性以及耗能能力。近年來，國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者對消能減震裝置進(jìn)行了大量研究，各種各樣的消能器、阻尼墻等層出不窮，由于其本身的構(gòu)造特點(diǎn)，能耗散大量的地震能量，因而用各式消能囂代替剪切板的工程實(shí)例不斷涌現(xiàn)。相信采用該方法進(jìn)行消能減震將會越來越多地應(yīng)用在已有或新建建筑中。

三、砌體結(jié)構(gòu)抗震加固方法

水性支撐加固現(xiàn)代配筋砌體結(jié)構(gòu)已經(jīng)證明可以承受地震作用。但老的砌體結(jié)構(gòu)(采用89規(guī)范之前的)由于沒設(shè)置者如圈梁與構(gòu)造柱之類的配筋構(gòu)件因而遭遇地震時(shí)容易發(fā)生脆性破壞，所以對其應(yīng)進(jìn)行加固以提供更高的強(qiáng)度和延性。

加固措施包括：

(1) 加鋼筋混凝±柱約束砌體；

(2) 加鋼板約束砌體；

(3) 用鋼筋混凝土或鋼圍套；

(4) 加現(xiàn)澆鋼筋混凝土水平疊合層與梁，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性；

(5) 用鋼拉桿內(nèi)部拉結(jié)砌體墻。

當(dāng)砌體結(jié)構(gòu)承重墻體上有水平鋼筋混凝土梁時(shí)，新加鋼筋混凝土構(gòu)件是最好的加固方法，因?yàn)榇藭r(shí)原鋼筋混凝土梁與新加鋼筋混凝土柱對原砌體墻產(chǎn)生約束從而顯著提高承載能力。另外，重新加鋼筋混凝土框架也是一種很好的加固方法。當(dāng)遇到緊急加固砌體結(jié)構(gòu)時(shí)，采用鋼板約束則是最快捷最有效的方法。鋼筋混凝土或鋼圍套能增加結(jié)構(gòu)抗側(cè)力。對混凝土圍套，可以采用澆筑或噴射的方法。當(dāng)條件具備時(shí)，加現(xiàn)澆鋼筋混凝土水平疊合層與梁是提高結(jié)構(gòu)整體性的有效措施，條件不具備時(shí)，可在樓板底用鋼拉桿(鋼筋)內(nèi)部拉結(jié)砌體墻，也可以達(dá)到增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性的要求。對于未配筋砌體結(jié)構(gòu)出入口上部的女兒墻，其加固也很重要，可以考慮在女兒墻與屋頂間加支撐。

參考文獻(xiàn)：

1、王伍生：鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋震害分析、加固及抗震措施研究，中外建筑，2009（7）

2、李珠：既有建筑抗震加固與節(jié)能改造一體化技術(shù)，施工技術(shù)，2009（5）