建筑物翼墙加固现状分析

孙 宇

(黑龙江建筑职业技术学院，黑龙江 哈尔滨 150008)

一、当前我国建筑抗震设计的主要方法

1.增设钢筋混凝土抗震墙法

在建筑物钢筋含量较少，而且整个结构设计中出现墙体不平衡或者扭转效应明显时，可以通过以下两种方式增强抗震性，一种方法是抗震墙中增加钢筋的数量;另一种方法是通过翼墙加固的方法完成建筑加固。事实上这种方法的原理 就是在建筑物内部结构中通过增加剪力墙的形式，改变原来的房屋结构。通过这样的建筑方法主要作用两种，一种作用是将建筑物结构的抗震能力增强，一种作用是减少扭转效应的出现。翼墙加固的建筑原理就是完善建筑内部的侧向钢度，降低建筑物在地震过程中发生侧移现象。翼墙加固的主要作用有两种，一种是将原来的结构形式改变，另一种作用是通过科学的结构布置将房屋中的各构件作用力变得更合理。

2.钢构套加固法

钢构套加固法的定义是在建筑物外面通过型钢完成建筑物的加固。钢构套加固法的工作原理是利用型钢使建筑物原来构件的抗变形能力得到有效提升。而且还可以提高建筑物的抗剪力与抗弯力。钢构套加固法适合两种构件，一种是建筑物中的柱体梁;另一种是建筑中的柱结构构件。

3.钢筋混凝土套加固法

钢筋混凝土套加固法也就是我们通常所讲的增大截面法，它的主要工作原理是在建筑处面增添不同程度的混凝土，同时在增添混凝土的过程中不断加入钢筋的数量，从而进一步提升建筑物的抗震力。钢筋混凝土套加固法在增强梁、柱的侧向刚度等能力的同时，还在一定程序上提高了建筑物内部结构的牢固性。钢筋混凝土套加固法主要用于梁体、承重柱。

4.贴钢板加固法

贴钢板加固法的定义是通过在建筑物表现粘贴钢板提升抗震性能。贴钢板加固法的主要工作原理就是利用钢板替代钢筋等在建筑物中发挥的作用。不仅能够提升构件的整体承载力，还可以提升抗变形能力。

5.其他方法

抗震设计的主要方法有很多，如减轻自重法，修补、灌浆、喷射，碳纤维加固法，消能减震法，隔震加固法等。

二、建筑物加固的发展现状

1.国内研究现状

中国地震局工程力学研究所的张令心认为翼墙长度对框架结构的反应和性能是有影响的。她以一个典型教学校舍为例，采用翼墙对其进行改造与加固，通过大型有限元软件ETABS和MIDAS对校舍分别进行三维弹性和弹塑性数值分析，通过数值模拟来研究采用不同翼墙加固的形式和尺寸对加固后结构构件的受力性能的影响。得到以下结论:多层翼墙框架柱结构中的竖向受力构件等效截面长厚比应该比4小;单侧翼墙的改造加固方案虽在加固一侧的结构抗震承载能力和抗变形能力有所提高，但在另一个侧有所下滑，最好不要采用;双向翼墙的改造与加固方案能够使结构的抗震承载力得到显著提升，同时随着翼墙长度上的增加竖向受力构件的抗震承载力越来越强，变形能力虽然与原来的结构相比略有降低，但是仍满足在罕遇地震力作用下弹塑性变形要求，可以采用;从设计和施工的角度上来讲，张令心研究员认为翼墙长度为500mm的两侧加固方案是该教舍算例最适宜的加固方案。

厦门大学的张鹏程曾经对框架结构增设支撑或者翼墙的抗震加固方案进行了较为详细的对比。他以厦门市某中学的一个三层现浇混凝土框架结构教学楼为例，使用pushover来分析顶点位移－荷载曲线，得出以下结论:增设钢支撑和增设翼墙的加固方案都能改变结构的结构体系及其自振周期，同时也能明显的改善建筑物的抗震性能，他们都适用于结构体系不完善或者与现行抗震设防要求相差甚远的既有框架结构加固;增加钢支撑的加固方案因其特点是施工方便、快捷，而且工期短，非常适用于短期性的紧急加固工程;增设翼墙加固的方案一般对原有建筑物的结构功能影响不大，施工要求的技术不高，加固后结构构件的质量可靠，价格便宜，工期上虽然相对增设钢支撑方案稍长一些，但是比其他构件加固方法相比而言更简捷更经济;在实际的工程改造与加固中，使用以上两种方法时，均应重点处理增设部分与原结构构件之间的连接，防止其连接性不好导致加固失效，而且两种方案都应根据工程自身的特点来选择，用适当的措施来处理。

2.国外研究现状

由于翼墙加固框架柱是一种比较传统的加固工艺流程，它的施工方法也已经比较完善，所以在国外是相对来讲也是比较成熟的技术。现在国外的抗震加固也主要集中在新型的加固方法上，其中日本和美国是抗震加固做的比较突出的。

日本设计了一种拥有装饰性能的抗震墙。这种装饰功能较强的抗震墙主要由多个方格形态的构件连结一起，杆件中心布置了由钢板与混凝土结合在一起的配件，并且在这些方格配件的周围都放置有没有任何包装的钢板，主要作用是完成配件之间的连接。这类抗震墙在墙体四周都融入了混凝土边框，在墙体内部也增加了钢板，便于墙体和周围的框架完成连接。

通过对地震的常年探索，在最近一段时期内日本在地震方面有了新突破，研制成功新型的具有复合功能的支承斜杆，这样的支撑方法可以规避一般钢材用量较大的情况，同时还能克服支撑在受较大地震力作用下斜杆容易发生屈曲失稳而破坏的缺点。这种斜杆通过十字型钢代表出来较强的抗震力，在十字型外面加上方形设计的钢管，通过浇筑混凝土将缝隙填满，可以确保混凝土和型钢之间保持较好的连接性能。因为型钢和混凝土产生的共同作用力，使复合型斜杆承载轴力要比一般材质高许多。外套钢管与型钢和混凝土也协同工作，有效的防止了型钢发生屈曲失稳。在相同的用钢量下，抗震能力中而且增强地震消耗力，非常具有学习借鉴的作用。

［1］张令心，王财权，刘洁平.翼墙加固方法对框架结构抗震性能的影响分析.土木程学报.2012

［2］张绍武，魏闯，陈涛，刘晓述.增设翼墙加固钢筋混凝土柱受力性能分析.土程抗震与加固改造.2013.8