钢筋混凝土结构房屋的抗震修复加固

冯湘融

摘 要：地震是比较常见的、不可预见的自然灾害，当地震发生时，就会造成房屋的损坏。本文介绍了房屋的抗震修复加固原则，列举了较为常用的抗震加固技术，并给出了墙面裂缝综合的处理方案。加固方法的选择需要根据抗震鉴定的结果，结合结构受力特点，综合考虑抗震加固效果，成本经济性和施工难易程度等因素综合选择。

关键词：钢筋混凝土 抗震加固 震后修复

中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2018）01（a）-0038-02

地震是比较常见的、不可预见的自然灾害，当地震发生时，就会造成房屋的损坏。目前，我国的建筑主要还是以钢筋混凝土结构为主，因而，研究钢筋混凝土结构房屋的抗震修复对将来面对不可抗力造成的危害时，能够更从容、更正确的处理。当房屋遭受地震损坏，会导致结构抵抗力不足，因而必须对房屋进行抗震加固以提高其强度、刚度或延性，改善结构的抗震性能。钢筋混凝土结构在地震的作用下，会对结构造成破坏，结构破坏的主要表现是变形和裂缝，其中结构裂缝最为常见，根据结构裂缝的产生的位置，可以将结构裂缝分为连接裂缝和墙体裂缝两类。其中，连接裂缝，是地震在纵向墙体交接处引起的竖向裂缝，墙体裂缝是指墙体上产生的裂缝。墙体裂缝又可以细分为墙垛裂缝、墙面裂缝、洞口死角和上下部裂缝，按照墙体裂缝受力的不同，还可以分为剪切型裂缝和弯剪型裂缝，根据裂缝宽度不同，需要选取不同的加固方法及施工方案。

1 抗震加固的指导原则

抗震加固需要遵循基本的加固原则。一般来讲，我国目前对于房屋抗震加固的基本原则包含以下几个方面。

第一，对于已有建筑，抗震设防的要求比新建工程的抗震设防的要求略低，因而建筑结构抗震加固的安全度可以略低，但是7度及7度抗震设防烈度以下安全度不能降低。

第二，在建筑抗震加固之前必须先做抗震鉴定，鉴定抗震加氟的必要性以及技术经济合理性，抗震加固只针对有价值进行抗震加固的建筑。

第三，建筑抗震加固的重点应在于城市重点工程和易产生次生灾害的建筑工程等。

第四，抗震加固应主要加强建筑结构的整体性，加固薄弱环节及危险部位，提高变形能力。

结构抗震加固包括两个方面：首先，是受损坏结构构件的修复加固，受损坏结构构件的修复加固的主要目标是保证建筑结构构件受力性能，以满足规范要求；其次，是结构抗破坏能力的增强，结构抗破坏能力的增强的主要目的是确保结构稳定性，以抵抗地震的不确定性。

2 抗震加固的方法

2.1 基本抗震加固方法及措施

假设抗震不可靠区的钢筋混凝土结构的强度为s0，延性为d0，抗震加固后强度要求达到sr、延性要求达到dr，因此，有三类基本的加固方法。

方法一：sT>s0，dr

方法二：sr>s0，dr>d0，强度，延性均有提高。

方法三：Sr>s0，dr>d0，延性提高，强度有所降低。

目前，方法一主要用于抵抗地震中建筑结构的侧移，方法三用于提高建筑结构的延性，防止建筑结构在地震中受到脆性破坏。

钢筋混凝土建筑的抗震加固方法有很多，目前应用比较广泛的主要有以下几种。

第一，增大截面加固法。增大截面加固法是采用外包钢筋混凝土的形式。这种方法增大了结构构件的面积和配筋，提高了结构的承重力。此方法适用于混凝土柱、梁、板等结构构件，可以有效地减缓节点区混凝土的开裂，提高节点的抗震能力，提高构件的延性，此外也能在一定程度上提高结构的抗侧刚度。但增大截面尺寸会减少建筑使用空间，这会对本方法的适用性产生阻碍。

第二，外包钢加固法。外包钢加固法是指在加固构建的周边用钢材包裹，在内部灌注粘结剂，从而提高结构构件承载力。同增大截面加固法相比，本方法对原结构的截面尺寸变化很小，施工便捷，主要适用于混凝土柱和梁等构件。

第三，结构受力体系改变加固法。结构受力体系改变加固法是在指增加结构构件，改变原结构的受力体系。在地震作用下，原结构构件承担的地震作用力分散到新增结构上，使原结构构件满足承载力抗震要求。具体的方法是增设混凝土抗震墙，钢支撑等，将原有的框架结构变为框架剪力墙结构。

第四，粘钢加固法。粘钢加固法是指采用高性能的建筑结构胶将钢板粘在构件表面，形成一个整体，达到钢板与混凝土的协同工作，增强原结构强度和刚度。这种加固方法，粘钢所占空间很小，几乎不改变构件原有外形。主要应用于混凝土断梁、断柱以及生命线建筑物的抗震加固等，具有施工工艺简单，施工工期短的特点。

第五，粘碳纤维布加固法。粘碳纤维布加固法是用高性能结构胶将碳纤维布与混凝土构件粘在一起，达到对原结构构件的加固补强，改善原构件的抗震性能。碳纤维材料的强度高于钢筋，在作为加固材料上有強度优势。碳纤维加固方法具有高强高效、材质薄、重量轻、施工便捷、久耐腐蚀等特点。但采用碳纤维加固方法对粘结胶性能要求比较高，在成本经济型上不占有优势，碳纤维布和粘结胶的成本均较高。

2.2 综合处理方案

由于地震对于房屋建筑的破坏具有不确定性，结构收到的破坏既有剪切力又有弯剪力，因此，单一的加固方法并不能解决所有的结构破坏问题，因而在抗震修复加固的时候需要综合采用各种方法，并且做好加固预处理。如对于墙面上出现交叉形斜裂缝时，可以采用高强无收缩灌浆料压力灌浆法，填平裂缝，同时结合粘钢加固法进行综合处理。

2.3 讨论分析

结构震后修复的方案比选具有多样性，对于各种结构加固方法，优缺点及适用性都必须考虑。对于外包混凝土增大截面的方法，能够增大结构构件的抗弯和抗剪性能，但是，为了保证新增加混凝土在原有结构上的有效粘结，需要对原结构进行处理，增加施工难度。增设剪力墙的方法可以增强原结构的侧向强度和刚度，但是会增加新增结构的受力，造成受力不均。增加钢板及碳纤维布对于结构粘接胶的要求较高，相对来讲成本较高，影响其大面积应用。

在地震的作用下，建筑结构的震后影响是比较复杂的过程，地震会对建筑的各个构件造成破坏。结构中的每个构件的抗震能力取决于结构所建立的抗震体系，而抗震体系的建立又是各个建筑构件相互作用的结果。因此，结构的抗震修复加固需要考虑局部与整体的相互作用，遵从“先宏观、后微观”、“先整体、后局部”“先结构后构件”的原则。需要先从结构整体的角度对其抗震能力进行评价，确定结构的薄弱环节，在充分考虑各种修复方案优缺点的基础上，选择整体性的修复方案。

3 结语

在各种地质灾害频发的今天，钢筋混凝土结构房屋的震后修复加固一直起到了紧要而且关键的作用。对于建筑的震后修复，需要遵循基本的加固原则。首先应综合考虑地震灾害对房屋及其他建筑物的破坏作用，做出地震破坏评价，针对不同情况采用不同的加固方法。结构加固修复的方法多种多样，加固方法的选择需要根据抗震鉴定的结果，结合结构的受力特点，综合考虑抗震加固效果，施工难易程度和成本经济性等因素综合选择。在抗震加固的工作中，还要考虑结构构件和整体结构的相互影响关系和相互作用，从而形成完整的抗震体系。

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