谈钢筋混凝土结构抗震加固

郭文强

(临汾市建筑规划设计院，山西临汾 041000)

1 概述

当建筑物或构筑物抗震能力不足时，就需要对建筑物或构筑物进行抗震加固。相应的抗震加固方法多种多样，对于不同的结构形式要选择相应的加固方法。加固方法分为几种类型，根据加固目的不同，加固方法各有侧重。本文将按照加固目的来介绍相应的加固方法。

2 以提高承载力、提高强度为目的的加固方法

1)设墙加固。这种方法是在梁和柱形成的框架之间设置墙的加固方法。根据建筑物功能和使用的需要，在墙上设置有门窗洞口，但是由于门窗洞口的尺寸大小受到一定的限制，使得建筑物整体有封闭的感觉。而且，墙如果设置过多会使建筑物整体质量增加，会使原有基础的设计能力不足。但是设墙加固由于造价低，刚度、强度增加显著，实际工程采用的很多。

2)设支撑加固。这种方法是在梁和柱形成的框架之间增加钢支撑的加固方法。设支撑加固可以有效解决设墙加固方法中建筑物封闭的问题和结构整体质量增加的问题，与设墙加固相比较，加固后的结构刚度和强度较低，整体造价相对较高。常用的支撑形状有X形支撑、K形支撑、折线形支撑、菱形支撑。通过后植锚栓法将增设的钢支撑的外框架与原结构的梁柱连接成整体。但是，施工过程中巨大的噪声和产生的振动使得居住条件变得恶劣，因此，就有了粘结连接工艺，用高性能环氧树脂胶粘结来代替后植锚栓连接，但此种方法受温度影响较大，使用范围受到了一定的限制。还有也采用外设支撑法，也就是在梁与柱外侧增设支撑。这样可以克服内设支撑施工时相邻房间受到施工作业的影响，房间可以继续使用。另外，外设支撑法也不需要对已有的门窗拆除，节省了费用。外设支撑多用钢结构或钢筋混凝土预制构件，一般采用完全外设支撑形式。

3)加固墙。增加墙的承载力的方法有两种，一种是将墙上原有的门窗洞口封堵，当墙内有洞口时，墙的承载力会降低较多，将洞口用混凝土封堵可以有效提高墙的承载力。另一种方法就是增加墙的厚度，就是在原有墙的基础上再浇筑一层混凝土，增加部分的承载力就是整墙承载力的增加量。

4)加固柱。主要是提高柱的承载力。a.外包钢板。将一定厚度的钢板加工好，在柱外侧组装，然后在缝隙浇筑砂浆，可以有效提高抗剪承载力和抗压承载力。b.外浇钢筋混凝土。就是在柱子外侧新浇筑一层一定厚度的混凝土，用以提高柱的抗压承载力和抗剪承载力。c.外包碳纤维或人造纤维加固法，或外粘纤维加固法。d.侧墙加固，就是在柱两端增设较厚的侧墙，以增加抗剪承载力和抗压承载力。

3 以提高延性、增强变形能力为目的的加固方法

1)设缝加固。

柱的剪切破坏多为脆性破坏，在震害调查中，柱的这种破坏形式很多，具有一定的代表性。为了避免出现柱的脆性破坏，需要在柱和墙之间设置缝隙，使墙对柱不形成约束，防止柱成为短柱而发生剪切破坏。这种增设缝隙，防止形成短柱剪切破坏，增加柱子延性的加固方法在工程实践中经常采用。

2)加固柱。

为提高延性、增强变形能力而对柱子进行加固的方法与提高承载力、提高强度加固柱的方法相同。有外包钢板法、外浇钢筋混凝土法、外包碳纤维或人造纤维法，通过加固改善柱子的延性，防止柱发生剪切型的短柱破坏。

4 以提高刚度为目的的加固方法

1)设墙加固。

建筑物的结构布置中，当墙的设置不均匀，或某层墙的数量少于其他层的时候，该层的刚度较小，这将使结构的整体抗震性能变差。因此，应该在相应的刚度较小的层增加墙来改善结构的偏心率和刚度比。

2)对墙进行加固。

为了改善刚度不均匀和竖向刚度变化，除了设墙加固外，还可以对结构原有的墙进行加固。方法与为提高承载力和强度对墙进行加固的方法相同，均可采用封堵洞口，或后浇混凝土墙壁加厚的方法。

5 以增加阻尼为目的的加固方法

1)减震。在被加固建筑物中加装减震设备，通过减震设备吸收地震的能量，以减少结构的振动。最常用的减震设备有:装有摩擦阻尼器的支撑状减震;装有油压阻尼器的支撑状减震。与一般的加固方法相比较，减震设备都是采用新技术研发的，因此，加固效果比较明显，但是，相应的施工费用也很高，所以，减震加固法通常与传统加固方法结合起来使用。

2)隔震。隔震加固法就是在被加固的建筑物的基础部分或地下位置设置隔震设备，通过隔震设备，地震作用造成的结构振动会大幅降低。隔震加固法的效果非常明显，但设置的数量与建筑物的整体规模关系密切。隔震加固法施工时，一般不需要对上部结构进行任何加固，不影响建筑物的使用，相应的施工费用也非常高，有时是传统加固法的数倍以上，因此，隔震加固法一般使用于特殊建筑的加固或非常重要建筑的加固。

6 与建筑物或构筑物抗震性能相匹配的加固规划

1)实施方案。

选择抗震加固方法时，最先要考虑的是业主的要求，其次才考虑建筑物和构筑物本身的结构特点、技术实施等问题。一般业主的要求无非是结构安全牢固、加固改造施工造价低廉，在施工过程中还不影响建筑物的正常工作，原有的设计尽量不要改动。从以上加固方法中看出，隔震方法可以满足，但是隔震法的施工费用远高于传统的施工方法，而且隔震或减震只能采用振动理论分析进行评价。因此对于加固方案的确定和实施要进行综合的比较。大部分建筑还是采用传统的加固方法。无论是采用何种加固方法，必须从建筑物的抗震能力的缺陷或存在的问题入手，有针对性的选择加固方法。

2)提高建筑物的整体承载力。

当分析表明结构的整体承载力较低，通常采用增加墙或增加支撑的加固方法。而且，增加墙对提高承载力效果很突出，但由于建筑或使用功能的限制，又使用增加支撑的方法。

3)增加建筑物或构筑物的极限变形能力。

通过对柱的加固，使柱子不成为短柱，导致脆性破坏。通常采用外包钢板、增设钢筋混凝土外包层等。

4)改善体形指标。

建筑物整体的形状对其抗震性能有比较大的影响，而既能满足功能需求，又要使建筑物的形状达到理想的抗震性能的要求是比较困难的。因此，需要对建筑物局部进行加固调整，比如设置抗震缝，调整偏心率，调整刚度等等方法。设置抗震缝，将建筑物按不同的方向进行分割，把比较复杂的平面分成几个较规则的平面，通过装饰材料将连接部分处理，使外观上形成整体。

5)改善时效指标。

在结构竣工以后，由于施工质量和时间的推移，结构中裂缝、变形、钢筋锈蚀、混凝土老化碳化等等现象会逐渐产生，因此为了延长使用寿命，对上述问题还必须采取处理措施，有效防止它进一步发展。

6)提高结构构件承载力。

通常情况下，大部分构件无非是受弯破坏或受剪破坏。柱的主筋的配筋率决定了柱的抗弯承载力，由于柱已成型，增加配筋基本上做不到，一般也不会进行抗弯加固。柱子加固大部分指的是提高柱的抗剪承载力。通常采用外包钢板或纤维加固。同样，剪力墙也很少进行抗弯加固，主要是封堵洞口或增加墙面积来增强抗剪能力。

7)提高构件延性。

提高构件延性也就是提高构件的变形能力，而当构件剪切破坏时变形小，而受弯破坏时，变形较大。因此，加固时主要考虑的还是要防止构件发生脆性破坏，因此除了设置抗震缝外，采用外包钢板、外包混凝土、外包纤维的方法来增加柱的延性，防止发生脆性破坏。

8)框支柱的加固。

震害研究表明，框支柱在地震中的破坏比较严重，可导致建筑物整体倒塌。它的破坏形式有轴压破坏和剪切破坏两种。因此要特别注意框支柱的加固。同样，加固方法如上所述。

7 结语

建筑物的抗震性能受很多因素影响，因此，结构的抗震加固方法及其选用就显得尤为重要，必须根据建筑物本身的特点，以及建筑物抗震缺陷来选择相应的抗震加固方法。

［1］ GB 50011-2001，建筑抗震设计规范［S］.

［2］ DGJ 08-9-2003，建筑抗震设计规程［S］.

［3］ 张熙光，王骏孙，刘惠珊.建筑抗震鉴定加固手册［M］.北京:中国建筑工业出版社，2001.