摘要:抗震加固方法、加固的技術(shù)措施如何應(yīng)用?用什么方法進行抗震加固能夠做到技術(shù)安全可靠、經(jīng)濟合理、施工簡便、滿足使用要求?了解和掌握結(jié)構(gòu)加固分析的基本原則尤為重要,本文對抗震加固的常見問題加以討論分析。 

關(guān)鍵詞:抗震鑒定 抗震加固 抗震加固原則 
  地震給人類帶來了重大損失。為此對地震區(qū)的新建房屋必須搞好抗震設(shè)計,對未考慮抗震設(shè)防的已建房屋則應(yīng)進行抗震鑒定 ,達不到要求的應(yīng)采取有效抗震加固措施。實踐證明,震前對缺乏抗震能力的房屋進行抗震加固,可以大大減輕地震災(zāi)害。 
  在結(jié)構(gòu)的抗震加固中,需要重視地震作用的不確定性所帶來的問題;需要重視在大震下具有保證結(jié)構(gòu)或構(gòu)件延性的措施;需要重視地震荷載為反復(fù)作用,它具有使構(gòu)件的受彎或拉壓方向發(fā)生改變的特點。另在地震作用下結(jié)構(gòu)每個質(zhì)點都產(chǎn)生顯著地水平加速度,并由此產(chǎn)生水平慣性力,結(jié)構(gòu)承載的矛盾由平時的豎向轉(zhuǎn)變?yōu)榈卣饡r的水平向。所以抗震加固并不是簡單地將靜力加固方法直接應(yīng)用在抗震加固中,需要設(shè)計人員了解和掌握結(jié)構(gòu)抗震加固分析的基本原則、方法。 
  一、抗震結(jié)構(gòu)加固原則 
  1、先鑒定后加固的原則 
  我國目前進行建筑抗震鑒定加固的主要技術(shù)法規(guī)有:《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010、《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GB50023-2009、《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》JGJ116-98、《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB50223-2008等。抗震加固設(shè)計前,必須對現(xiàn)有建筑進行抗震鑒定,依據(jù)鑒定結(jié)果,確定加固設(shè)計的內(nèi)容和范圍;抗震鑒定是抗震加固的前提。對未進行抗震鑒定的建筑進行加固是缺乏基本依據(jù)的,盲目的、不安全的。 
  2.加固方案的優(yōu)化原則 
  根據(jù)抗震鑒定結(jié)果,進行方案比較、綜合確定處理好加固方案,使之最優(yōu)化。方案比較要考慮以下幾個方面。a、確定是采取房屋整體加固還是局部區(qū)段或是部分構(gòu)件加固。b、確定采取內(nèi)加固或是外加固。內(nèi)、外加固需要在建筑內(nèi)或外側(cè)增加不同數(shù)量的構(gòu)造柱、圈梁,以及保證構(gòu)造柱、圈梁和抗震墻體協(xié)同工作的拉桿。外加固方法對內(nèi)部使用影響較小,但對建筑立面造型影響較大,多用于住宅樓;內(nèi)加固法與之相反,一般適用于公共建筑,特別是臨街建筑;c、加固后結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、剛度、承載力和變形都發(fā)生變化,當(dāng)采用以提高承載力為主的方案時,要使承載力的提高超過因質(zhì)量、剛度加大導(dǎo)致地震作用的加大;當(dāng)采用提高變形能力為主的方案時,要衡量現(xiàn)有承載力是否達到相應(yīng)的最低要求。d、抗震加固方案要對加固處理與損傷原結(jié)構(gòu)的利害加以比較,減少對原結(jié)構(gòu)承載能力的損傷,應(yīng)盡量保留和利用原有的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件,避免不必要的拆除和更換。保留部分要保證其安全性和耐久性; e、應(yīng)考慮綜合技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo),從設(shè)計和施工組織上采取有效措施,盡量縮短施工工期,減少停工、停產(chǎn),盡可能不影響或少影響建筑物的正常使用。f、加固設(shè)計在可能的條件考慮建筑美觀,結(jié)合立面造型和室內(nèi)裝修,進行必要的建筑藝術(shù)處理,盡量避免遺留加固的痕跡。g、加固施工往往是在荷載存在的情況下進行,必須采取有效措施,如設(shè)置臨時支撐,進行卸載處理等,防止和避免在加固施工中發(fā)生安全事故。 
  3、加固布置的合理性提高房屋的整體抗震能力原則 
  結(jié)合相關(guān)規(guī)范掌握各種特種結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本方法。把結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果作為強度、剛度和穩(wěn)定性設(shè)計的基本要求得到滿足,又要使計算模型和計算方法中未考慮、無法慮的因素和不足,能夠通過構(gòu)造措施得到滿足。 
  a、規(guī)則性治理,抗震設(shè)計中力求降低扭轉(zhuǎn)作用,當(dāng)原結(jié)構(gòu)沿高度和平面的構(gòu)件、剛度等分布符合規(guī)則性要求時,新增構(gòu)件的布置要保持原有的規(guī)則性;當(dāng)原有結(jié)構(gòu)在某方向不符合規(guī)則性要求時,新增構(gòu)件布置應(yīng)盡量減小和消除不規(guī)則形。使結(jié)構(gòu)的剛度中心與質(zhì)量中心盡量接近。b、理順地震作用的傳遞途徑。保持原有的合理的傳遞途徑,利用新增構(gòu)件改變結(jié)構(gòu)不合理的傳遞途徑,消除減輕原結(jié)構(gòu)傳遞途徑的缺陷。c、抗震薄弱層的復(fù)核。防止加固后形成薄弱層,利用所增設(shè)構(gòu)件的尺寸、位置、厚度的變化,消除或減輕原有薄弱樓層的程度。d、當(dāng)原有結(jié)構(gòu)構(gòu)件處于明顯不利的的受力狀態(tài)時,如短柱、強梁弱柱等,加固布置要改善其受力狀態(tài),或設(shè)法將地震作用吸收到新增的受力狀態(tài)合理的構(gòu)件上。并考慮新增構(gòu)件的強度適當(dāng)加強。 
  4、加固手段的有效性、可行性原則 
  為使結(jié)構(gòu)整體的綜合抗震能力確實得到提高,不致于加固而不固且對原有結(jié)構(gòu)造成損傷,或加固引起的附加內(nèi)力而使某些部位的承載力不足,抗震加固設(shè)計及施工中要注意一下幾點:a、確保新增設(shè)的構(gòu)件與原有構(gòu)件有可靠地連接,設(shè)計施工時注意考慮新舊構(gòu)件表面粘結(jié)、增設(shè)拉結(jié)措施、錨固措施等。b、考慮加固后結(jié)構(gòu)的實際受力狀態(tài),設(shè)計時應(yīng)考慮新舊構(gòu)件的受力程度不同或滯后以及協(xié)同受力程度,在承載力計算時要考慮折減問題。b、新增的豎向構(gòu)件應(yīng)上下連續(xù),并有可靠的基礎(chǔ),并考慮新增構(gòu)件于原有構(gòu)件的沉降差異。當(dāng)原有構(gòu)件上下不連續(xù)時,加固時宜消除其不連續(xù)性或減小不連續(xù)程度。d、避免對原有構(gòu)件承載力的削弱,如有削弱損傷,應(yīng)先行修補、恢復(fù)后在進行加固。e、由于抗震加固受已有建筑物各種條件的限制,加固方案要從實際出發(fā),講求經(jīng)濟實效,措施切實可靠、方便可行。f、加固確有困難或通過經(jīng)濟綜合比較確實不合理,而原結(jié)構(gòu)損壞又不嚴(yán)重時,可采用改變使用用途,降低建筑設(shè)防類別,如將原來的乙類設(shè)防建筑改為丙類設(shè)防建筑使用,并按丙類設(shè)防要求重新鑒定,重新核定降低加固標(biāo)準(zhǔn)或不需加固是否能滿足鑒定結(jié)果。也可采用減少和限制荷載的方法進行處理。減載處理方法可改用輕質(zhì)隔墻、輕質(zhì)保溫或隔熱材料,上部結(jié)構(gòu)改用鋼結(jié)構(gòu);樓面的設(shè)備在工藝允許情況下合理挪位;減少或限制樓層的使用荷載等。 
  5、盡力采用新技術(shù):應(yīng)大力采用高效率、多功能的新技術(shù),以加快加固施工進度、提高加固效率。如噴射混凝土加固技術(shù)、環(huán)氧補強加固技術(shù)。 
  二、抗震加固方法 
  在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的抗震加固中,有許多可供選擇的方法,抗震加固設(shè)計時選擇正確的、適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ菢O為重要的。 
  從結(jié)構(gòu)抗震機理出發(fā),提高建筑結(jié)構(gòu)整體性、加強構(gòu)造措施的抗震加固方法可以分為減小地震作用加固法、增大結(jié)構(gòu)抗震能力加固法和多道防線抗震加固法。減小地震作用主要是通過增大結(jié)構(gòu)周期或加大結(jié)構(gòu)阻尼來實現(xiàn),一般應(yīng)用于大型公共建筑的抗震加固;在民用建筑中大多用增大結(jié)構(gòu)抗震能力的加固方法,在磚混結(jié)構(gòu)中常采用,如增大墻體抗震性能的外包鋼筋混凝土面層、鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固法;增大結(jié)構(gòu)整體性的壓力灌漿加固法、增設(shè)圈梁(構(gòu)造柱)加固法、拉結(jié)鋼筋加固法;增大樓、屋蓋支撐長度的增設(shè)托梁或加大墻體面層、增強樓屋蓋整體性法。混凝土結(jié)構(gòu)抗震加固采用的方法有:改善結(jié)構(gòu)縱向抗震能力的節(jié)點加固法;加強樓、屋蓋整體性的疊合層加固法;減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng)、增加結(jié)構(gòu)抗震冗余度、提高構(gòu)件抗震能力、提高綜合抗震能力的增設(shè)抗側(cè)力構(gòu)件法。加強框架填充墻與主體結(jié)構(gòu)連接的增設(shè)拉結(jié)筋、鋼夾套、鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層法;增大梁柱承載力的加大截面加固法、置換混凝土加固法,粘鋼板或碳纖維加固法,繞絲加固法錨,錨栓錨固法等。 
  通過增設(shè)抗震墻、增設(shè)抗震支撐、增設(shè)翼墻法等來降低抗震能力薄弱層構(gòu)件所承受地震作用、調(diào)整結(jié)構(gòu)剛心位置,減小剛心與質(zhì)心相對距離,在這兩種結(jié)構(gòu)中都有應(yīng)用。多道抗震防線加固是建筑物采用多重抗側(cè)力體系,以保障第一道防線的的抗側(cè)力構(gòu)件在強烈的地震作用下遭到破壞后,后備的第二道乃至第三道防線的抗側(cè)力構(gòu)件立即接替,抵擋后續(xù)的地震沖擊,可保證建筑物最低限度的安全,免于倒塌。 
  三、結(jié)論 
  建成于不同年代、不同地點的建筑,結(jié)構(gòu)布置不盡相同,其抗震承載能力干差萬別。做為工程技術(shù)人員,應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)實際情況,分析受力特點,把握關(guān)鍵,突出重點,做到具體情況具體對待,以抗震鑒定結(jié)果為依據(jù),盡量采用易于實現(xiàn)且對原結(jié)構(gòu)損傷小的加固措施、方法。最終實現(xiàn)抗震加固安全、經(jīng)濟、合理有效、實用的目標(biāo)。 
  參考文獻: 
  1. 衛(wèi)龍武 呂志濤 郭彤 《建筑物評估、加固與改造》 江蘇科學(xué)技術(shù)出版社 
  2.《中小學(xué)校舍抗震鑒定與加固示例》 中國建筑工業(yè)出版社 
  3. 相關(guān)規(guī)范規(guī)定