既有建筑加固改造技術淺談

劉紅梅李敬熠

1漢嘉設計集團股份有限公司（310000）2中國聯合工程公司（310000）

既有建筑加固改造技術淺談

劉紅梅1李敬熠2

1漢嘉設計集團股份有限公司（310000）2中國聯合工程公司（310000）

闡述了我國既有建筑加固技術現狀，分析了主流加固方法適用的原則，列舉了常用的加固技術適用性，并對加固方法進行了總結，供工程師參考。

既有建筑；體系加固；構件加固

0 引言

改革開放以來，國內建筑工程規(guī)模突飛猛進，在過去的二三十年里，大批的建筑物拔地而起。二十世紀八九十年代設計的建筑物,在計算方法、規(guī)范要求等等都與現行規(guī)定有很大差異，建筑構造也和現行規(guī)范有較大出入,很難滿足現行規(guī)范的要求，為了讓這些建筑物滿足現有功能的要求，需要對這些建筑物進行加固改造設計。同時某些既有建筑物由于建筑功能改變也需要加固。目前，加固技術主要有體系加固法和構件加固法兩大類，體系加固法有設置側向支撐、消能減震技術、隔震技術等，構件加固法有加大截面法、FRP加固法、外包型鋼加固法、置換混凝土加固法、外加預應力加固法等等，這些加固技術都有各自的優(yōu)缺點。這里就主流的加固方法進行了適用性分析,供廣大工程技術人員參考。

1 加固基本原則

根據文獻[1-3]規(guī)定，加固改造前，應該先對既有建筑的性能進行安全性鑒定和抗震性能鑒定，工程師應該以鑒定報告為依據，在此基礎上進行加固改造設計。主要有以下三個加固基本原則:

1）考慮到已有建筑的歷史條件，在抗震設防要求上略低于新建工程的抗震設防要求，即抗震加固的安全度可降低15%～30%,但7度及7度以下時不予降低[4]。

2）對既有建筑加固必要性和經濟性進行討論，分析加固的合理性，加強結構的整體穩(wěn)定性，提高結構的變形能力以及加強結構的薄弱環(huán)節(jié)。

3）對重要工程和容易引起次生災害的工程要重點對待。

2 主流加固技術

加固技術廣義上主要有兩種方法，分為體系加固方法和構件加固方法。體系加固方法主要是根據文獻[5]等從整體上對結構進行優(yōu)化設計，減小結構受力，從而起到加固建筑物和提高建筑物的安全度的作用。構件加固法則側重于構件，通過三維有限元建模對結構進行分析,得出結構的薄弱構件，從而對薄弱構件進行加固改造，針對不同的構件受力形式，有不同的加固方法。

2.1 體系加固方法

體系加固方法主要有設置抗側力構件、消能減震技術和隔震技術等等。對結構設置抗側力構件，如設置鋼支撐，將地震作用的大部分，轉由新增的側向支撐承擔，可以減小原結構構件承擔的地震作用力；隔震技術是通過在上部結構和基礎之間設置較為有效的隔震裝置，阻隔地震能量傳遞到上部結構，從而減少上部結構地震反應的一種抗震技術設置；等等。這些方法的共同特征是對結構進行優(yōu)化設計，減小地震對原結構構件的作用，使原有構件的承載力滿足抗震要求，從而達到對原結構加固的目的。

2.2 構件加固方法

通過三維有限元分析,得出結構的薄弱構件，利用文獻[2]中規(guī)定的幾種構件加固方法進行加固，主要有加大截面法、FRP加固法、外包型鋼加固法、置換混凝土加固法、外加預應力加固法等，可根據具體工程進行選取，由于篇幅所限，筆者主要對市場上最常用的加大截面法和外加預應力法進行介紹。

2.2.1 加大截面法

加大截面加固法是較常用的加固技術，通過加大結構構件的截面面積或增配鋼筋來提高建筑物的構件承載能力和整體剛度的目的，廣泛應用于一般的梁、板、柱等構件，是目前建筑行業(yè)最為廣泛的一種加固形式。增大截面加固的工程成本較低，可采用噴射混凝土或錨噴混凝土，不僅快速、早強、施工工藝簡單,很多情況下可以不影響其他生產過程。也可使用鋼筋混凝土套箍加固技術，鋼筋混凝土套箍加固技術通過在混凝土構件的外表面新增一個鋼筋混凝土套箍層來約束原有混凝土的橫向變形，提高原混凝土的強度。缺點是濕作業(yè)，施工期長。此法特別適用于原尺寸顯著偏小及軸壓比明顯偏高的構件加固。

2.2.2 外加預應力加固法

外加預應力加固法適用范圍廣泛，其是在構件外部采用鋼拉桿或預應力型鋼撐桿對結構進行加固的方法，可以根據具體工程進行選擇。該方法主要適用于原構件截面偏小或需要增加使用荷載，原構件需要改善其使用性能或者原構件處于高應力、應變狀態(tài)，且難以直接卸除其結構上荷載的情況[2]。采用外加預應力加固法，需要根據被加固構件的受力性能、構造特點和現場條件來選擇合適的預應力方法，具體加固方法和計算可以參考文獻[2]。各種加固構件需要滿足相關規(guī)定,同時進行防銹蝕處理，建筑物的工作環(huán)境不應高于60℃,因為加固構件在高溫下會軟化，從而降低了結構的安全性。此法主要用于大跨度梁、長板、網架等情況。

3 結語

隨著經濟和技術的發(fā)展，加固技術不斷地完善，新型結構體系（隔震技術、消能減震技術等）和構件加固技術的應用使得既有建筑改造技術得到了較大范圍的推廣使用。工程師可根據現場檢測鑒定結果進行多方案比較，確定工程加固應用中選用何種加固方案，選擇合理的計算方法及加固技術，從而節(jié)省加固成本，提高加固效率。

[1]GB 50023-2009,建筑抗震鑒定標準[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2009.

[2]GB 50367-2006,混凝土結構加固設計規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2006.

[3]DGJ 08-81-2000,上海市地方標準.現有建筑抗震鑒定與加固規(guī)程[S].2000.

[4]薛彥濤,范蘇榕.傳統抗震加固技術與抗震加固新技術的介紹[J].工程建設與設計,2006,08.

[5]GB 50011-2010,建筑抗震設計規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010.