既有建筑加固改造技术浅谈

2015-03-21刘红梅李敬熠

河南建材 2015年3期

关键词：抗震预应力建筑物

刘红梅李敬熠

1汉嘉设计集团股份有限公司（310000）2中国联合工程公司（310000）

既有建筑加固改造技术浅谈

刘红梅1李敬熠2

1汉嘉设计集团股份有限公司（310000）2中国联合工程公司（310000）

阐述了我国既有建筑加固技术现状，分析了主流加固方法适用的原则，列举了常用的加固技术适用性，并对加固方法进行了总结，供工程师参考。

既有建筑；体系加固；构件加固

0 引言

改革开放以来，国内建筑工程规模突飞猛进，在过去的二三十年里，大批的建筑物拔地而起。二十世纪八九十年代设计的建筑物,在计算方法、规范要求等等都与现行规定有很大差异，建筑构造也和现行规范有较大出入,很难满足现行规范的要求，为了让这些建筑物满足现有功能的要求，需要对这些建筑物进行加固改造设计。同时某些既有建筑物由于建筑功能改变也需要加固。目前，加固技术主要有体系加固法和构件加固法两大类，体系加固法有设置侧向支撑、消能减震技术、隔震技术等，构件加固法有加大截面法、FRP加固法、外包型钢加固法、置换混凝土加固法、外加预应力加固法等等，这些加固技术都有各自的优缺点。这里就主流的加固方法进行了适用性分析,供广大工程技术人员参考。

1 加固基本原则

根据文献[1-3]规定，加固改造前，应该先对既有建筑的性能进行安全性鉴定和抗震性能鉴定，工程师应该以鉴定报告为依据，在此基础上进行加固改造设计。主要有以下三个加固基本原则:

1）考虑到已有建筑的历史条件，在抗震设防要求上略低于新建工程的抗震设防要求，即抗震加固的安全度可降低15%～30%,但7度及7度以下时不予降低[4]。

2）对既有建筑加固必要性和经济性进行讨论，分析加固的合理性，加强结构的整体稳定性，提高结构的变形能力以及加强结构的薄弱环节。

3）对重要工程和容易引起次生灾害的工程要重点对待。

2 主流加固技术

加固技术广义上主要有两种方法，分为体系加固方法和构件加固方法。体系加固方法主要是根据文献[5]等从整体上对结构进行优化设计，减小结构受力，从而起到加固建筑物和提高建筑物的安全度的作用。构件加固法则侧重于构件，通过三维有限元建模对结构进行分析,得出结构的薄弱构件，从而对薄弱构件进行加固改造，针对不同的构件受力形式，有不同的加固方法。

2.1 体系加固方法

体系加固方法主要有设置抗侧力构件、消能减震技术和隔震技术等等。对结构设置抗侧力构件，如设置钢支撑，将地震作用的大部分，转由新增的侧向支撑承担，可以减小原结构构件承担的地震作用力；隔震技术是通过在上部结构和基础之间设置较为有效的隔震装置，阻隔地震能量传递到上部结构，从而减少上部结构地震反应的一种抗震技术设置；等等。这些方法的共同特征是对结构进行优化设计，减小地震对原结构构件的作用，使原有构件的承载力满足抗震要求，从而达到对原结构加固的目的。

2.2 构件加固方法

通过三维有限元分析,得出结构的薄弱构件，利用文献[2]中规定的几种构件加固方法进行加固，主要有加大截面法、FRP加固法、外包型钢加固法、置换混凝土加固法、外加预应力加固法等，可根据具体工程进行选取，由于篇幅所限，笔者主要对市场上最常用的加大截面法和外加预应力法进行介绍。

2.2.1 加大截面法

加大截面加固法是较常用的加固技术，通过加大结构构件的截面面积或增配钢筋来提高建筑物的构件承载能力和整体刚度的目的，广泛应用于一般的梁、板、柱等构件，是目前建筑行业最为广泛的一种加固形式。增大截面加固的工程成本较低，可采用喷射混凝土或锚喷混凝土，不仅快速、早强、施工工艺简单,很多情况下可以不影响其他生产过程。也可使用钢筋混凝土套箍加固技术，钢筋混凝土套箍加固技术通过在混凝土构件的外表面新增一个钢筋混凝土套箍层来约束原有混凝土的横向变形，提高原混凝土的强度。缺点是湿作业，施工期长。此法特别适用于原尺寸显著偏小及轴压比明显偏高的构件加固。

2.2.2 外加预应力加固法

外加预应力加固法适用范围广泛，其是在构件外部采用钢拉杆或预应力型钢撑杆对结构进行加固的方法，可以根据具体工程进行选择。该方法主要适用于原构件截面偏小或需要增加使用荷载，原构件需要改善其使用性能或者原构件处于高应力、应变状态，且难以直接卸除其结构上荷载的情况[2]。采用外加预应力加固法，需要根据被加固构件的受力性能、构造特点和现场条件来选择合适的预应力方法，具体加固方法和计算可以参考文献[2]。各种加固构件需要满足相关规定,同时进行防锈蚀处理，建筑物的工作环境不应高于60℃,因为加固构件在高温下会软化，从而降低了结构的安全性。此法主要用于大跨度梁、长板、网架等情况。