鋼筋混凝土結構房屋的抗震修復加固

馮湘融

摘 要：地震是比較常見的、不可預見的自然災害，當地震發生時，就會造成房屋的損壞。本文介紹了房屋的抗震修復加固原則，列舉了較為常用的抗震加固技術，并給出了墻面裂縫綜合的處理方案。加固方法的選擇需要根據抗震鑒定的結果，結合結構受力特點，綜合考慮抗震加固效果，成本經濟性和施工難易程度等因素綜合選擇。

關鍵詞：鋼筋混凝土 抗震加固 震后修復

中圖分類號：TU375 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2018）01（a）-0038-02

地震是比較常見的、不可預見的自然災害，當地震發生時，就會造成房屋的損壞。目前，我國的建筑主要還是以鋼筋混凝土結構為主，因而，研究鋼筋混凝土結構房屋的抗震修復對將來面對不可抗力造成的危害時，能夠更從容、更正確的處理。當房屋遭受地震損壞，會導致結構抵抗力不足，因而必須對房屋進行抗震加固以提高其強度、剛度或延性，改善結構的抗震性能。鋼筋混凝土結構在地震的作用下，會對結構造成破壞，結構破壞的主要表現是變形和裂縫，其中結構裂縫最為常見，根據結構裂縫的產生的位置，可以將結構裂縫分為連接裂縫和墻體裂縫兩類。其中，連接裂縫，是地震在縱向墻體交接處引起的豎向裂縫，墻體裂縫是指墻體上產生的裂縫。墻體裂縫又可以細分為墻垛裂縫、墻面裂縫、洞口死角和上下部裂縫，按照墻體裂縫受力的不同，還可以分為剪切型裂縫和彎剪型裂縫，根據裂縫寬度不同，需要選取不同的加固方法及施工方案。

1 抗震加固的指導原則

抗震加固需要遵循基本的加固原則。一般來講，我國目前對于房屋抗震加固的基本原則包含以下幾個方面。

第一，對于已有建筑，抗震設防的要求比新建工程的抗震設防的要求略低，因而建筑結構抗震加固的安全度可以略低，但是7度及7度抗震設防烈度以下安全度不能降低。

第二，在建筑抗震加固之前必須先做抗震鑒定，鑒定抗震加氟的必要性以及技術經濟合理性，抗震加固只針對有價值進行抗震加固的建筑。

第三，建筑抗震加固的重點應在于城市重點工程和易產生次生災害的建筑工程等。

第四，抗震加固應主要加強建筑結構的整體性，加固薄弱環節及危險部位，提高變形能力。

結構抗震加固包括兩個方面：首先，是受損壞結構構件的修復加固，受損壞結構構件的修復加固的主要目標是保證建筑結構構件受力性能，以滿足規范要求；其次，是結構抗破壞能力的增強，結構抗破壞能力的增強的主要目的是確保結構穩定性，以抵抗地震的不確定性。

2 抗震加固的方法

2.1 基本抗震加固方法及措施

假設抗震不可靠區的鋼筋混凝土結構的強度為s0，延性為d0，抗震加固后強度要求達到sr、延性要求達到dr，因此，有三類基本的加固方法。

方法一：sT>s0，dr

方法二：sr>s0，dr>d0，強度，延性均有提高。

方法三：Sr>s0，dr>d0，延性提高，強度有所降低。

目前，方法一主要用于抵抗地震中建筑結構的側移，方法三用于提高建筑結構的延性，防止建筑結構在地震中受到脆性破壞。

鋼筋混凝土建筑的抗震加固方法有很多，目前應用比較廣泛的主要有以下幾種。

第一，增大截面加固法。增大截面加固法是采用外包鋼筋混凝土的形式。這種方法增大了結構構件的面積和配筋，提高了結構的承重力。此方法適用于混凝土柱、梁、板等結構構件，可以有效地減緩節點區混凝土的開裂，提高節點的抗震能力，提高構件的延性，此外也能在一定程度上提高結構的抗側剛度。但增大截面尺寸會減少建筑使用空間，這會對本方法的適用性產生阻礙。

第二，外包鋼加固法。外包鋼加固法是指在加固構建的周邊用鋼材包裹，在內部灌注粘結劑，從而提高結構構件承載力。同增大截面加固法相比，本方法對原結構的截面尺寸變化很小，施工便捷，主要適用于混凝土柱和梁等構件。

第三，結構受力體系改變加固法。結構受力體系改變加固法是在指增加結構構件，改變原結構的受力體系。在地震作用下，原結構構件承擔的地震作用力分散到新增結構上，使原結構構件滿足承載力抗震要求。具體的方法是增設混凝土抗震墻，鋼支撐等，將原有的框架結構變為框架剪力墻結構。

第四，粘鋼加固法。粘鋼加固法是指采用高性能的建筑結構膠將鋼板粘在構件表面，形成一個整體，達到鋼板與混凝土的協同工作，增強原結構強度和剛度。這種加固方法，粘鋼所占空間很小，幾乎不改變構件原有外形。主要應用于混凝土斷梁、斷柱以及生命線建筑物的抗震加固等，具有施工工藝簡單，施工工期短的特點。

第五，粘碳纖維布加固法。粘碳纖維布加固法是用高性能結構膠將碳纖維布與混凝土構件粘在一起，達到對原結構構件的加固補強，改善原構件的抗震性能。碳纖維材料的強度高于鋼筋，在作為加固材料上有強度優勢。碳纖維加固方法具有高強高效、材質薄、重量輕、施工便捷、久耐腐蝕等特點。但采用碳纖維加固方法對粘結膠性能要求比較高，在成本經濟型上不占有優勢，碳纖維布和粘結膠的成本均較高。

2.2 綜合處理方案

由于地震對于房屋建筑的破壞具有不確定性，結構收到的破壞既有剪切力又有彎剪力，因此，單一的加固方法并不能解決所有的結構破壞問題，因而在抗震修復加固的時候需要綜合采用各種方法，并且做好加固預處理。如對于墻面上出現交叉形斜裂縫時，可以采用高強無收縮灌漿料壓力灌漿法，填平裂縫，同時結合粘鋼加固法進行綜合處理。

2.3 討論分析

結構震后修復的方案比選具有多樣性，對于各種結構加固方法，優缺點及適用性都必須考慮。對于外包混凝土增大截面的方法，能夠增大結構構件的抗彎和抗剪性能，但是，為了保證新增加混凝土在原有結構上的有效粘結，需要對原結構進行處理，增加施工難度。增設剪力墻的方法可以增強原結構的側向強度和剛度，但是會增加新增結構的受力，造成受力不均。增加鋼板及碳纖維布對于結構粘接膠的要求較高，相對來講成本較高，影響其大面積應用。

在地震的作用下，建筑結構的震后影響是比較復雜的過程，地震會對建筑的各個構件造成破壞。結構中的每個構件的抗震能力取決于結構所建立的抗震體系，而抗震體系的建立又是各個建筑構件相互作用的結果。因此，結構的抗震修復加固需要考慮局部與整體的相互作用，遵從“先宏觀、后微觀”、“先整體、后局部”“先結構后構件”的原則。需要先從結構整體的角度對其抗震能力進行評價，確定結構的薄弱環節，在充分考慮各種修復方案優缺點的基礎上，選擇整體性的修復方案。

3 結語

在各種地質災害頻發的今天，鋼筋混凝土結構房屋的震后修復加固一直起到了緊要而且關鍵的作用。對于建筑的震后修復，需要遵循基本的加固原則。首先應綜合考慮地震災害對房屋及其他建筑物的破壞作用，做出地震破壞評價，針對不同情況采用不同的加固方法。結構加固修復的方法多種多樣，加固方法的選擇需要根據抗震鑒定的結果，結合結構的受力特點，綜合考慮抗震加固效果，施工難易程度和成本經濟性等因素綜合選擇。在抗震加固的工作中，還要考慮結構構件和整體結構的相互影響關系和相互作用，從而形成完整的抗震體系。

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