談鋼筋混凝土結構抗震加固

郭文強

(臨汾市建筑規劃設計院，山西臨汾 041000)

1 概述

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

2 以提高承載力、提高強度為目的的加固方法

1)設墻加固。這種方法是在梁和柱形成的框架之間設置墻的加固方法。根據建筑物功能和使用的需要，在墻上設置有門窗洞口，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，墻如果設置過多會使建筑物整體質量增加，會使原有基礎的設計能力不足。但是設墻加固由于造價低，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。設支撐加固可以有效解決設墻加固方法中建筑物封閉的問題和結構整體質量增加的問題，與設墻加固相比較，加固后的結構剛度和強度較低，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的鋼支撐的外框架與原結構的梁柱連接成整體。但是，施工過程中巨大的噪聲和產生的振動使得居住條件變得惡劣，因此，就有了粘結連接工藝，用高性能環氧樹脂膠粘結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。還有也采用外設支撐法，也就是在梁與柱外側增設支撐。這樣可以克服內設支撐施工時相鄰房間受到施工作業的影響，房間可以繼續使用。另外，外設支撐法也不需要對已有的門窗拆除，節省了費用。外設支撐多用鋼結構或鋼筋混凝土預制構件，一般采用完全外設支撐形式。

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.側墻加固，就是在柱兩端增設較厚的側墻，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)設縫加固。

柱的剪切破壞多為脆性破壞，在震害調查中，柱的這種破壞形式很多，具有一定的代表性。為了避免出現柱的脆性破壞，需要在柱和墻之間設置縫隙，使墻對柱不形成約束，防止柱成為短柱而發生剪切破壞。這種增設縫隙，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)設墻加固。

建筑物的結構布置中，當墻的設置不均勻，或某層墻的數量少于其他層的時候，該層的剛度較小，這將使結構的整體抗震性能變差。因此，應該在相應的剛度較小的層增加墻來改善結構的偏心率和剛度比。

2)對墻進行加固。

為了改善剛度不均勻和豎向剛度變化，除了設墻加固外，還可以對結構原有的墻進行加固。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備，通過減震設備吸收地震的能量，以減少結構的振動。最常用的減震設備有: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，減震設備都是采用新技術研發的，因此，加固效果比較明顯，但是，相應的施工費用也很高，所以，減震加固法通常與傳統加固方法結合起來使用。

2)隔震。隔震加固法就是在被加固的建筑物的基礎部分或地下位置設置隔震設備，通過隔震設備，地震作用造成的結構振動會大幅降低。隔震加固法的效果非常明顯，但設置的數量與建筑物的整體規模關系密切。隔震加固法施工時，一般不需要對上部結構進行任何加固，不影響建筑物的使用，相應的施工費用也非常高，有時是傳統加固法的數倍以上，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 與建筑物或構筑物抗震性能相匹配的加固規劃

1)實施方案。

選擇抗震加固方法時，最先要考慮的是業主的要求，其次才考慮建筑物和構筑物本身的結構特點、技術實施等問題。一般業主的要求無非是結構安全牢固、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。

當分析表明結構的整體承載力較低，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，導致脆性破壞。通常采用外包鋼板、增設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整，比如設置抗震縫，調整偏心率，調整剛度等等方法。設置抗震縫，將建筑物按不同的方向進行分割，把比較復雜的平面分成幾個較規則的平面，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。

在結構竣工以后，由于施工質量和時間的推移，結構中裂縫、變形、鋼筋銹蝕、混凝土老化碳化等等現象會逐漸產生，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展。

6)提高結構構件承載力。

通常情況下，大部分構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)提高構件延性。

提高構件延性也就是提高構件的變形能力，而當構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件發生脆性破壞，因此除了設置抗震縫外，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 結語

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

［1］ GB 50011-2001，建筑抗震設計規范［S］.

［2］ DGJ 08-9-2003，建筑抗震設計規程［S］.

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