砌体结构建筑房屋加固既有方法解析

张文鹏 战美秋 狄书亿 郭桐羽 沈城龙 郭易非

【摘  要】新世纪以来我国房屋建设产业不断发展，为了适应群众的日常生活和工作需要，在兴建新的建筑的同时，对大量的老旧的建筑进行加固维护也迫在眉睫。砌体结构的房屋建设形式仍在我国现存住宅结构中占比量大，利用先进适宜的砌体加固技术进行维护加固砌体房屋，使其在地震作用下呈现整体较柔性状态，延缓我国大量砌体结构房屋建筑拆迁重建周期，促进我国旧城区改造计划实施及保障居民生命财产安全的意义巨大。本文简要的阐述分析了砌体结构房屋建筑加固维护技术在工程施工中的应用方法，旨在为实际工程应用提供参考。

【关键词】建筑;砌体结构;加固方法

引言

我国已从建设新型民用居住建筑阶段过渡到旧房的加固改造与新建筑兴建共存的阶段。砌体结构房屋建筑在我国现存的房屋住宅中占比量大，砌体结构因其结构特点，抗震能力较差，地震灾害中破坏甚至倒塌普遍。地震的产生往往有许多的不确定性和突发性，对砌体结构结构进行深层次的加固改造与维护，可延长建筑物自身使用年限，有效的缩短城市规划的改建工期，提高建筑物的实用性、安全性，提高人们居住质量。

1.砌体结构建筑加固理念

砌体结构房屋是指以黏土砖或混凝土砖作为主要材料，通过砂浆砌筑所建造的房屋建筑，建筑结构的柱、楼板、墙体是整个建筑结构中的主承重构件，由于砌筑砌块本身离散性大，导致砌体结构的结构整体性差、柔性弱，其抗震性能远不如钢筋混凝土结构建筑，主要体现在以下几个方面：

（1）在传统工艺下建造的砖砌体建筑的圈梁、构造柱等构造措施不足，同时砌体结构本身的抗拉、抗剪力差，随着建筑物使用时间年限的增加，受到外界干扰因素增多，其整体及局部稳定性不断下降，极易在使用过程中发生裂缝等问题，如图1所示;（2）受制于传统砌体结构建筑的在施工过程中存在技术不规范问题和施工技术水平低的原因，导致许多老旧的砌体结构建筑在后期使用期间出现程度不等的问题，如材料老化等问题，如图2所示;（3）砌体结构建筑材料自身的脆性较大，基础结构类型普遍为独立基础，易引发地基沉降导致的建筑整体变形问题，如图3所示，另外砌体建筑物在高温高湿和温度变化大的环境中引发变形、裂缝等问题也会影响建筑物的安全性。

砌体结构改造与加固首先需要对建筑的整体结构进行全面的鉴定分析， 根据结构功能需要分析其中的不规范合理结构， 将所有的建筑信息、结构信息进行综合，并结合实际工程与改造加固目标综合确定改造与加固方案。

目前对砌体结构进行加固与改造的方法与工艺多种，综合工程造价、工期、应用效果等因素，同一砌体结构房屋加固方案可采用多种加固方法。

2.砌体结构加固方法

2.1增加扶壁柱

扶壁柱是指增加紧靠墙体的钢筋混凝土柱，以增加砌体结构墙体的强度、刚度及稳定性，也可增加墙体局部受压承载力，楼面暗梁、圈梁可与扶壁柱和墙一起协同工作，此方法属于增大截面法的一种，可显著改善砌体结构的整体抗震性，可弥补建筑中因设计或年限过长等原因导致的结构空缺、荷载加大等问题的影响， 尤其是较长的砌体墙体较为适用，且在技术在操作上相对于其他施工方法较为容易，间接对建筑进行加固的施工时，使建筑的结构稳固性进一步加强，延长建筑物的使用寿命，如图4所示。

2.2墙面粘贴纤维增强复合材料方法

纤维增强复合材料普遍具有轻质、高强、耐腐蚀等优点，常用的纤维增强编制成布的有碳纤维布、玄武岩纤维布和石英纤维及玻璃纤维布等。玄武岩纤维是以天然玄武岩为原材料拉制的连续纤维，其电绝缘性、耐腐蚀性、耐高温性优异，是一种环保绿色的、综合性能介于碳纤维和玻璃纤维之间的一种高性能的纤维材料。

目前常用碳纤维、玄武岩纤维复合高性能砂浆或胶黏剂大面积加固砌体结构墙面，可根据工程需要进行单面或者双面加固，如图5所示。此种加固方法适用位置限制小，粘贴纤维布方法对结构的不同部位和不同环境下的进行施工、受力均匀、不会造成应力集中、不占用建筑空间、施工工期较短、结构外观尺寸不会出现明显变化，可显著提高墙体在承受各种破坏情况下的自身极限承载力及延伸性，实验显示纤维增强复合加固在具体测试中的作用与桁架模型中的拉力杆相同，拉力杆机制进一步改善了墙体的受力状态并增加纤维布对墙体的约束，自身极限位移增大，滞回环也较为饱满，墙体的剪力承载能力及地震作用下结构耗能能力显著提升。

2.3外贴混凝土加固墙

通过新型材料对建筑物联结与拉结的将新的加固构件与原有的破损构件去整合成一个更牢固的整体。新型建筑加固材料可根据建筑物加固的不同的需求来进行挑选，一般为有联结与拉结的构件材料，主要有锚杆、钢筋、销键以及螺栓等，如图6所示。灌浆是指在混凝土墙板和砌体墙之间进行灌浆，将混凝土墙板黏贴到砖墙上，灌浆与销键产生联结、拉结作用能够控制裂缝的发展并减小裂缝的宽度，大大提高位移延性系数，提升建筑构件和配件的抗震强度，加强整体屈服承载力和局部极限承载力与稳定性，减少部分地震作用力，避免砌体墙造成重大破坏。可采用预制加固墙板，增加施工进度。

2.4增加抗震横墙

增加抗震横墙对水平地震作用所需的刚度能够显著提升，多用于前期设计抗震横墙数量较少的砌体结构建筑。在对建筑增加抗震横墙的时候，通过对比设计图纸来增加抗震横墙的数量，以抗震横墙的面积率作为加固定稿图纸主要的凭证，在抗震墙材料选择上，应优先使用与原墙体结构材料相同的材料作为抗震墙，同时所增加的抗震墙与其他抗震墙之间的间隔大于国家抗震标准所要求的最低标准距离。

2.5格构式钢板加固法

格构式钢板加固墙体的抗侧承载力可提高150%左右，通常在砌体结构墙表面、四角以及两侧等位置进行加固。在两侧及四角的加固，可对墙体起到稳定作用，对提升其承载力、抗震能力和防止倒塌有重大作用，这种方法可以保证砌体建筑物在大面积上出现小型裂缝的情況下仍能保持原有的结构体系不变，以维持建筑物的使用年限和经济效益。其中双面斜支撑格构式钢板加固墙体的开裂荷载可提高160%。

2.6高延性混凝土加固

高延性混凝土具有韧性高、强度大、有较高的抗外界损伤能力和防止产生大裂缝的特种混凝土，同时其抗渗性好、抗冻性抗裂性高、防碳化能力强、抗氯离子渗透性能力强，实验显示采用单面抹压厚度为9mm的高延性混凝土加固砖砌体，其整体延性大幅度提升，可抵御9度以上地震，尤其适用于砌体结构震后修复。同时，高延性混凝土单面加固或双面加固无需复合纤维或者钢筋、工期段、施工简便，是一种快捷高效的砌体结构加固方式。

3.结语

综上所述，每种加固方法都存在较强的应用优势，在对砌体结构建筑物针对加固与维护需根据工程检测分析与可靠性鉴定结果综合分析研究，同时结合建筑结构特点，有目的性地选择加固方法，确保所选择的加固方法能有效满足结构使用要求。在对砌体结构进行加固与前期施工作业检查过程中，严格遵循相关的规范要求，加固的技术也要符合实际问题进行不断发展与创新，巧妙的利用砌体加固方法实现最佳的加固效果并获得最大的经济效益。在具体的工程施工当中，还应保证加固工程不会干扰其他建筑物抗震性。

参考文献

[1]周静.浅谈砖砌体多层房屋结构加固技术与施工[J].四川水泥，2020（10）：204-205.

[2]林燕玲.建筑砌体结构加固工程与施工技术[J].四川水泥，2020（07）：154-156.

[3]谢建军.砖砌体结构工程加固技术应用研究[J].河南建材，2016（06）：109-110.

[4]杨丹萍.玄武岩纤维布加固砌体墙的抗震性能研究[D].吉林建筑大学，2018.

[5]许清风，江欢成等.钢筋网水泥砂浆加固旧砖墙的试验研究[J].土木工程学报，2009，42（4）：77～83.

[6]GB50011-2010 建筑抗震设计规范[S].北京： 中国建筑工业出版社，2010.

基金项目：2020年度吉林省大学生创新创业项目（项目编号：202010191148）。