災害對建筑結構的影響及加固方式

王巖 高燕

(四川建筑職業技術學院，四川德陽 618000)

災害對建筑結構的影響及加固方式

王巖 高燕

(四川建筑職業技術學院，四川德陽 618000)

基于風災、地震、火災等災害對建筑物的影響，探討了混凝土結構、砌體結構及鋼結構的加固方法，并闡述了各結構在加固設計中的技術要點，旨在增強建筑結構的穩固性與耐久性。

建筑結構，加固方式，地震災害，鋼結構

現階段我們難以避免自然災害的發生。為了使自然災害帶來的危害最小，在建造建筑物時要防患于未然。除此之外，災后的檢測與加固也是不可缺少的一個環節。風影響人類的生活，它可以作為一種能量被人類所利用，但是當風壓超過一定限值之后會對建筑物造成損傷。建筑物抗震需要大震不倒，中震可修，小震不壞。火災具有一定的人為因素，雖然可以避免，但也有一定的發生幾率，也會對建筑物造成損傷。本文針對上述幾類災害后的加固進行一定的分析與概述。

1 災害對建筑物的影響

1.1 風災對建筑結構的影響

隨著自然條件和氣候的變化，近幾年臺風頻發，由于許多既有建筑對風荷載估計不足，導致結構在風災中損傷甚至倒塌，給我國造成巨大的經濟損失。尤其嚴重的影響到我國廣大沿海區域的低、多層砌體結構，強風對其的破壞形式主要有以下幾種:

1)屋面被風吹走;

2)側墻被吹倒;

3)渦致脫落破壞［1］。

1.2 地震災害對建筑結構的影響

地震災害是人類難以避免的災害，只能預防防治不能阻止。地震災害會對混凝土結構的梁柱等承重構件造成損傷，會對砌體結構墻體等承重構件造成損傷。

我國有許多既有建筑在震后需要進行加固。原有的設計已經不能達到當前抗震設防烈度的水平，震后部分老舊的混凝土結構的安全性和適用性不能保證，目前有些地域的抗震設防烈度已經有所提高。除此之外，需要施以必要的加固措施在地震中損壞的建筑物上。

1.3 火災對建筑結構的影響

建筑結構的承載能力、安全性以及使用性會在很大程度上受到火災產生的高溫影響。混凝土結構由于高溫的影響出現了裂縫、松散、爆裂、剝落的現象，導致構件強度和剛度減小［2］。火災對建筑構件的影響是極其復雜的，不同的建筑物建筑結構各不相同，受到火災的影響即使構件沒有倒塌或者明顯的破壞，其受損也是很復雜的。鋼結構由于受到火的侵害，其力學性能、幾何形狀等都會發生破壞［3］。

2 針對不同結構的加固方式

2.1 混凝土的加固方式(承重構件)

1)增大截面加固法。該法是一種工藝簡單的傳統加固方式，可普遍適用于加固一般的混凝土結構。此法的加固本質是通過在一定范圍內增大結構的面積，主要使用的材料是鋼筋混凝土或者鋼筋網砂漿層［4］。

2)濕式外包鋼加固法。濕式外包法是在柱的四角粘貼角鋼，粘貼的方式為采用乳膠水泥或環氧樹脂化學灌漿法等，角鋼之間焊以綴板互相結合。此法主要是利用角鋼約束混凝土構件產生側向力以此來提高混凝土結構的軸向抗壓強度，進而提高其承載力［5］。另外，干式外粘鋼加固法［6］也是一種常見的加固方式。其采用的膠粘劑主要為建筑結構膠。

3)錨栓—鋼板加固法。錨栓鋼板加固法的中心思想就是使鋼板與混凝土結構形成整體，這樣鋼板就可以分擔部分施加在混凝土構件上的力，兩者同時受力降低荷載對混凝土的損害。固定鋼板的方式是使用錨栓，通過錨固鋼板，不僅可以有效的利用鋼的延展性，而且鋼板與構件之間的銜接更加穩固，另外，部分荷載還會分布到錨栓上，對于強度等級在一定范圍內的混凝土結構用這種方法加固是十分合適的［7］。

4)外貼纖維增強塑料加固法。為了加固混凝土構件，選擇外貼纖維增強塑料加固法需要使用纖維增強的復合材料，使纖維增強復合材料與混凝土構件形成一個整體二者將共同工作，由于纖維增強復合材料具有較強的抗拉強度，兩者形成一個整體后可提高混凝土構件的承載力。這種方法要利用特殊結構膠將材料粘貼于構件的表面，不僅后期維護時費用低，而且還具有良好的抗腐蝕和耐濕能力［8］。

5)水泥復合砂漿鋼筋網加固法。利用這種方法進行加固，需要使用高性能水泥復合砂漿作為保護層，利用抗剪銷釘起到錨固的作用，與此同時在構件表面鋪上鋼筋網或者鋼絲網，使其鋼筋網、復合水泥砂漿與構件形成整體受力來提高構件承載力［9］。

6)預應力碳纖維加固法。此方法相對于普通的碳纖維粘貼法有著更明顯的優點，由于在粘貼到混凝土構件之前預先給予碳纖維一定的力，可以進一步改善鋼筋混凝土的耐久性以及力學性能［10］。使用此法時要注意力的施加程度以及方式。

2.2 砌體結構的加固方式［11］

國內仍有20世紀修建的大量砌體結構的房屋，因此提高其結構的安全性能，以及災害后的加固是十分必要的。砌體結構的加固方式有:

1)灌漿法和噴射修補法;

2)鋼筋網水泥砂漿面層加固法;

3)鋼筋混凝土面層加固法;

4)設扶壁柱加固法;

5)加大截面加固法。當砌體結構產生輕微縫隙，還未被壓裂的情況下可使用加大截面加固法來提高砌體的承載能力，這種方法通過加大截面面積對砌體進行加固，在可加大截面的情況下此法可提高獨立磚柱和其他承重墻的承載力;

6)外部粘鋼加固法。不是所有的砌體在加固措施后允許增大尺寸的，那么在這種情況下很適合采用此法。即在砌體開裂的地方涂抹環氧樹脂膠粘劑，將鋼板粘貼在裂縫處就可以起到加固的作用;

7)預應力加固法。通過預應力的施加這一方法來改善砌體結構的承載力也是加固方法之一。增設的預應力桿件等可改變構件的內部應力分布，可以抵消一部分的荷載彎矩。產生的預應力可以降低砌體結構傾斜的程度，有助于裂縫寬度的減小，有時還可以使砌體結構中的裂縫完全封閉。

2.3 鋼結構加固方法

建筑結構中的鋼結構抗震性以及抗風好可以減小災害帶來的不利后果，除此之外又具有強度高、質輕等優良特點，所以在建筑工程中廣泛使用。但是鋼結構由于施工的復雜性、材料不符合質量要求、管理和技術不過關等種種原因，使其有時不能完全達到要求，必要時需要進行鋼結構的加固［12］。常用的加固方法主要有以下幾種:

1)構件截面加固法。此種方法以箱形截面替換工字形截面增加構件的截面面積，提高了構件的整體剛度。采用的技術方法就是利用焊接鋼板、碳纖維布來加固鋼結構。

2)改變結構計算圖形。這里的第二種方法也是一種鋼結構常用的加固及改擴建方法之一。其核心就是改變結構體系的傳力情況［13］。常用的方法有改變荷重的分布情況［14］，變更支座的情況，施加預應力，與其他結構形成混合結構，還可以增加結構的剛度等。

3)連接節點加固法。連接節點可以影響到鋼結構的整體性能，多數情況下破壞的起點就是連接節點處，連接節點的加固是改善鋼結構整體性能的一個重要環節和手段。

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［14］黃軍輝.鋼結構加固形式及施工工藝探討［J］.城市建設理論研究(電子版)，2014(15):26-28.

On influence of disasters on architectural structures and consolidation approaches

Wang Yan Gao Yan
(Sichuan Architectural Polytechnic，Deyang 618000，China)

Based on the influence of the disasters including the wind disaster，earthquake，or fire accidents，the paper explores the consolidation methods for the concrete structure，masonry structure，and steel structures，and illustrates the technical points for the structures in the consolidation design，so as to enhance the stability and durability of the architectural structures.

architectural structure，consolidation approach，earthquake disaster，steel structure

U312.3

:A

1009-6825(2016)36-0058-02

2016-10-18

王 巖(1988-)，女