淺談多層建筑結構的抗震加固技術

王 卉

云南大東電力設計有限公司，云南昆明 650000

我國地震發生率相對較高，雖然地震的規模不是很大，但是需要對此有足夠重視。地震災難發生，不僅會導致房屋倒塌，同時還會造成嚴重人員傷亡，產生難以估量的損失和影響。隨著社會經濟的發展進步，城市建筑正在向著多層化和綜合化方向發展，為了使人們的生命財產安全得到有效保證，多層建筑設計過程中對設計人員有嚴格要求，必須要綜合多個方面因素分析考慮，提高在建筑結構抗震設計方面重視度。在設計過程中，結合建筑實際情況，應用抗震加固技術，取得理想的建設效果，實現對地震的有效抵抗，保護人民生命健康，本文就此展開了研究分析。

1 多層建筑結構抗震加固技術應用必要性

我國地震爆發頻率高，自20世紀以來，我國地震次數高達幾千次，6級以上地震次數超過500次。通過總結地震破壞性發現，建筑質量不達標、設備破壞等是造成人員傷亡和經濟損失的一項主要因素。世界上地震超過95%人員和財產傷亡與多層建筑倒塌密切相關。汶川地震發生后，技術人員對多層建筑結構抗震加固技術重要性有了清楚全面的認識和了解，利用相應技術措施，能夠有效控制人員傷亡以及財產損失，因此，將抗震加固技術應用在多層建筑結構設計中十分必要。

2 抗震加固原則

抗震加固需要遵循以下幾個方面原則：第一，加固的目標和根據以抗震檢定結論為主，通過綜合性分析考慮，選擇整體加固、區段加固以及構件加固等方式，使其整體性得到提高，實現對構件受力狀況的改善和強化，取得理想的抗震效果；第二，在加固構件以及新增構件布置方面，需要控制和消除各類不利因素的影響，避免由于局部的加強導致結構剛度和強度突變；第三，新增構架與原有構件之間需要形成可靠連接，保證新增抗震墻、柱等有穩定可靠的基礎；第四，如果原結構與加固使用相同類型材料，在強度等級方面不能低于原結構材料等級；第五，針對門臉、出屋頂煙囪等不符合檢定要求、容易倒塌傷人的構件，必須要給予相應的處理措施，或者將其拆除。

抗震加固技術應用在多層建筑結構中，需要結合具體功能損壞程度有所區分，如果抗震性能不滿足要求，需要做好總體功能以及結構的恢復，但并非每個構件都恢復其功能；另外，還需要注意控制加固過程中因為局部應力改變所形成的薄弱層。

3 傳統抗震加固方法

3.1 板墻加固

砌體結構可在墻體單面或雙面采用水泥砂漿、鋼筋網砂漿面層或現澆鋼筋混凝土板墻加固。通過混凝土墻板加固方式，能夠使墻體承載能力明顯提升，實現對墻體裂縫的有效控制。混凝土板墻加固屬于一種建筑結構抗震加固最基本、最有效的加固方式之一，能夠使建筑整體性能和抗震能力明顯提高。這種施工方式可靠性非常高、造價低、剛度和強度能夠得到有效保證，但是其在實際應用中必須要保證基礎結構有非常好的承載力，整個施工需要較長時間，噪音大。

3.2 設置抗震墻

抗震墻是多層結構常用加固方法，當房屋剛度較弱、明顯不均勻或有明顯的扭轉效應時，可增設抗震墻加固。既有建筑在設置抗震墻時，可選擇以下幾種不同方式：第一種，在柱、梁框架空間內設置抗震墻；第二種，對現有墻體加固處理，將其變為抗震墻；第三，通過封堵墻體洞口方式使其變為抗震墻。設置抗震墻方式能夠實現對地震作用的有效承擔，提高結構變形控制有效性，且布置靈活。增設抗震墻時，應注意做好新增墻體與原有構件之間關系的處理?？拐饓w設計布置時，還需要注意，抗震墻本身剛度非常大，保證加固后整體結構剛度均勻。

3.3 加固梁柱

某些建筑結構相對較為特殊，受到其使用功能等因素限制，無法設置抗震墻加固。在這種情況下，可通過加固原有梁、柱方式，使結構承載力得到提高，實現對構件延性的優化，取得相應抗震加固效果。當混凝土梁柱設計與實際承載力相差較大且剛度也不滿足要求時，通常可采用增大截面法（一般為原構件同種材料），這種加固方式工藝簡單、受力可靠。當結構的抗彎、抗剪承載力不夠或建筑抗震達不到要求時，可通過加固鋼構套、鋼板粘貼、復合纖維粘貼等方式有效提高梁柱承載力，改善結構延展性。

3.4 增設支撐

鋼筋混凝土結構柱與梁結構框架內部還可以通過設置支撐方式取得相應抗震加固效果，這種加固方式工期短，加固支撐重量不是很大，能夠使結構的強度和延性顯著提高。國外建筑增設支撐施工不會對房間內部使用產生影響，如果選擇鋼支撐方式，在具體設計過程中需要與拉桿件相結合，受到反復地震力作用，容易發生屈曲變形，震后需要對其更換。

3.5 設置外部框架

通過在建筑物外部設置框架方式，將外部框架與現有建筑主體結構相互連接，能夠使建筑物的支撐力和延性得到有效保證，這種方式在低、中層建筑方面應用十分廣泛，但是必須要保證建筑物四周有足夠的空地。

4 抗震加固技術發展

大量試驗研究以及地震記錄表明，混凝土建筑結構中隔震技術的應用能夠使結構水平地震作用明顯減少，能夠降低60%左右水平地震作用，實現對結構以及非結構地震破壞的有效抵抗和減輕，保護建筑物內部人員和設施安全，震后保證建筑物可正常使用。當前在新建筑中，隔震技術的應用不斷優化和完善，將隔震技術應用在對現有建筑抗震修復以及補強方面，同樣可以取得非常好應用效果。其思路是充分利用現有建筑結構抗震能力，將隔震裝置設置在需要加固的層間或者下部等位置，通過對地震能量的隔離和吸收，降低建筑結構地震反應，使結構抗震能力有明顯提高和改善。

隔震技術的特點主要集中在以下兩個方面：一方面，隔震建筑在結構形式方面向著多元化方向發展，從最開始的混凝土結構和砌體結構方面應用逐漸發展至現有的組合結構和鋼結構等；另一方面，隔震技術應用范圍不斷擴大，最開始僅應用在核電站等一些重要建筑中，現階段在民用建筑建設中的應用越來越廣泛。

5 隔震加固方法的應用優勢

與傳統加固方法相比，隔震加固方法有著明顯的應用優勢：第一，在強震作用下，能夠實現對建筑物安全的有效保護，當有強震產生時，隔震裝置進入非彈性狀態，能夠吸收和隔離大部分地震能力，保持上部結構良好彈性，避免其進入明顯塑性狀態，也就是說，隔震技術的應用，即使在強震情況下，建筑安全性仍能得到保證；第二，隔震加固技術的應用在工程形式方面限制較小，隔震加固技術可以應用在多種不同類型工程情況，能夠在保證結構自身安全性的同時避免建筑物內部設施遭到破壞。在磚石結構、鋼筋混凝土結構、鋼結構等不同結構體系方面都可以取得非常好的應用效果；第三，隔震加固技術能夠實現對工程造價的有效控制，隔震加固技術的應用需要設置較小隔震層，在具體的加固施工中，只需要對上部結構進行加固，獲取采取很小修復補強即可，尤其將隔震加固技術與結構平移同時使用；與新建工程相比，建設成本可節約30%～70%，建設周期可節約65%～70%，可以產生非常大的經濟效益和建設效益；第四，在歷史紀念性建筑物修復補強方面有非常好的應用效果，隔震加固技術在實際應用中，隔震支座的方式有非常大選擇性，在建筑物布置中靈活性高，能夠有效避免加固過程中隔震支座安放位置影響到建筑結構美觀，使建筑物原有風貌得到有效保護，將其應用在歷史紀念性建筑物補強修復方面，抗震加固效果十分顯著。

6 結語

我國地震事故發生率相對較高，一旦有地震出現，不僅會破壞建筑物結構，還會對人員和設施的安全產生嚴重影響和威脅，產生巨大損失。當前建筑工程項目建設存在明顯的多層化特點，在多層建筑中，為了實現對地震的有效抵抗，降低地震的影響和破壞，保證人員和設施安全，必須要做好抗震加固技術的應用。傳統的抗震加固技術包含設置抗震墻、加固框架梁板柱、增設支撐、設置外部框架等，這些加固技術在實際應用中有一定的限制，很難取得理想的抗震加固效果。隔震加固屬于一種新的抗震加固技術，將其應用在多層建筑結構中，與傳統加固技術相比，有著明顯的應用優勢，能夠使建筑結構抗震水平明顯提升，地震情況下能夠更好地保障人員和設施安全。