試論混凝土整體置換法在結構加固中的運用

文/閆旭龍，山東同正勘察設計有限公司

什么是抗震加固呢？它又能帶來什么好處呢？抗震加固的定義不難理解，就是指對那些還沒有進行抗震設防或雖然進行抗震設防但未達到抗震設防標準的建筑物, 進行結構補強來增強其抗震能力的措施。但要說明的是抗震加固是在抗震鑒定的基礎上進行的,抗震鑒定結果決定了是否要進行抗震加固。 而抗震加固的好處是顯而易見的：即可以極大地降低地震對建筑物的破壞, 從而減少人員傷亡和人們財產損失，同一個建筑進行加固的部位和沒有進行加固的部位在地震時的表現是截然不同的。

1 鋼筋混凝土結構的抗震加固原則

抗震加固從根本上來說就是通過改善結構的構件、結構受力等因素,來提高建筑結構對地震的抵御能力,減小地震的迫害和殺傷力。以下列舉了抗震加固的原則:

1.1 抗震加固是有前提的，要看對建筑物結構的抗震鑒定結果如何，首先抗震鑒定是對建筑物在地震作用下進行安全性評估，檢查內容主要包括建筑的設計、建筑的施工質量及其使用現狀,最后會以抗震鑒定的結果為依據來做針對性地加固，可以選擇整體加固、區段加固或者是構件加固。

1.2 抗震加固是首先要考慮結構總體抗震能力和變形能力的綜合協調，然后要檢查結構的現狀尤其應查明結構是否存在局部損傷,對已有的損傷應進行專門的研究。重中之重是在確定結構抗震加固方案時應考慮整體性加固方案。

1.3 在抗震加固時,務必要根據結構的實際情況, 看是采用何種方案：是主要提高框架抗震承載能力、主要增強框架變形能力還是改變結構體系而不加固框架的方案。

1.4 加固后的樓層綜合抗震能力不宜超過下一樓層綜合抗震能力的20%,如果超過了就必須要增強下一層的綜合抗震能力。同時保證加固后的框架不至引起原結構的薄弱層發生轉移, 如果發生轉移,應對新的薄弱層進行處理。

1.5 增設墻體、支撐等構件時, 要注意結構體系的變化, 結構內力的重分布等問題。

1.6 以結構的安全性為重點的抗震加固,也應盡量做到美觀，使其科學而合理。增加安全系數且美化生活。

1.7 提倡選用便于施工且經濟的加固方法。

2 鋼筋混凝土結構的抗震加固技術

鋼筋混凝土結構的抗震加固技術主要有:

2.1 增設鋼筋混凝土抗震墻法

這種方法其實是通過在適當部位增設一些剪力墻,把原來的框架結構改變為框架-剪力墻結構, 它能夠提高框架結構抗震能力并能減小扭轉效應。此方法的好處在于通過提了高結構的側向剛度,來有效的減小了地震時結構會發生的側移。通過加固改變結構體系,并通過內力的重分布減小了某些構件如梁柱的受力。

采用增設鋼筋混凝土抗震墻法要注意的問題有: 第一要對原有的結構進行全面的分析尤其關注原有結構的缺陷，看是否能采用此技術；新增抗震墻在建時要保持均勻、分散、對稱以最大限度增加其穩固性。

2.2 鋼構套加固法

鋼構套加固法簡單來說就是在構件外包以型鋼來加固。這種方法主要是通過對原有構件加以約束來提高構件的耐變形能力,此方法對于梁柱構件十分適用。為了使其與原構件協同增效務必要保證鋼構套結構的連接牢固性。

2.3 鋼筋混凝土套加固法

鋼筋混凝土套加固法俗稱加大截面法,主要方法是把鋼筋混凝土梁、柱構件外包一定厚度的混凝土材料,加大構件截面并配以適量的鋼筋, 這樣做很好的起到了和原構件一起協同增效的作用建設地震對建筑的毀壞。此加固方法好在它不僅增大了構件的剛度也增強了構件的承載力和抗變形能力,并且對加強連接增加又一層保障。

2.4 減輕自重法

減輕自重法就是通常所說的卸荷法。該方法的原理主要是通過減小結構自重來實現減小結構在地震中的破壞。具體做法通常是把建筑原結構當中較重的粘土磚填充墻拆除用輕質隔墻代替,來降低結構的自身重量,真正的提升其在地震中的抗震系數。這種方法優點還是很多的，最主要的優點就是可以不進行加固就能保證地震作用下結構的安全,該方法既能保證原有結構的使用功能和美觀性同時還避免了加固對原結構構件的損傷。

2.5 修補、灌漿、噴射

修補、灌漿、噴射這些方法一看就知道是為了抗震加固的細節準備的，這種方法主要是對混凝土構件局部的損傷和裂縫進行修補的。千里之堤毀于蟻穴，所以任何小的局部的裂痕或損傷，如果忽視對會使抗震加固失去意義。

2.6 碳纖維加固法

碳纖維加固是一種新型的結構加固技術。碳纖維材料的優點是其抗拉強度極高，而且彈性模量也很強,都要比普通鋼筋強很多倍。這樣如果用高性能結構膠把碳纖維織物粘貼到構件的表面, 就能達到對結構構件的加固補強及改善抗震性能的目的。

2.7 消能減震法

消能減震法主要是通過在結構中放置一些消能設備,起到的作用是：如果結構遭遇地震作用, 這些消能設備能通過增加體系的阻尼系數來減少結構在地震中的損壞。如果結構遭遇的地震強度比較大,消能裝置就會率先進入彈塑性狀態這樣會耗散掉大量的地震能量,對結構起到了很好的保護作用。

2.8 隔震加固法

隔震加固法主要是對隔震技術的應用，主要原理是通過對隔震層的設置把地震變形集中到隔震層上, 從而起到減小原結構地震反應的目的。

3 結束語

有史以來，自然災害對人類造成的傷害是不可估量的，對于自然災害的防治是十分必要的。本文就如何采用抗震加固來降低地震對人類的迫害進行了論述，主要是針對目前常用的鋼筋混凝土結構的加固方法作分析和論述,闡述了不同方法的特點、適用范圍和一些需要注意的常見問題，以及抗震加固方法將來的發展方向。