高层建筑结构抗震加固方法研究进展

孟庆成　卢敬华

摘 要：近十几年来，全世界的经济水平突飞猛进，中国作为一个经济大国在全球整体环境下大大的加快了我国经济的发展速度。经济水平的大幅度提高使我国的基础设施建设得到了很大程度的提高。我国也开始了超高层建筑的发展，在现阶段的条件之下我国超高层建筑的发展情况十分良好。由于超高层建筑所耗费的人力、物力、财力极其巨大，一旦出现问题所造成的损失将是不可估算的，所以高层建筑应当做好建筑抗震的相关设计，而且还应该更加严格进行监督检查，这样才能保证高层建筑的安全。结合近几年的工程施工经验，对现在全球的超高层建筑的抗震反应谱进行详细分析，得出了我国的高层建筑在抗震设计方面所存在的若干问题。

关键词：高层;建筑结构;抗震设计;不足;对策

1 高层建筑结构设计的特点

一是结构受力状况。超高层建筑结构整体的柔性和承载力受建筑受力均衡性的影响，建筑受力均衡性对在强震环境下超高层建筑的稳定性有重要的影响，因此我们在对超高层结构设计过程中要切实关注受力状况，加强对结构构件和连接点之间的受力状况的监测，确保强震环境下临时能量对超高层建筑的冲击，确保受力平衡，保障主体结构的完整性。二是轴向变形问题。超高层建筑的竖向载荷大，能够使得柱中引起较大的轴向变形，进而影响连续梁弯矩，这一方面会造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，另一方面还会造成跨中正弯矩和端支座负弯矩值的增大，同时也对预制构件的下料长度产生影响。因此，我们要加强轴向变形的计算，从而及时调整下料长度，调整结构剪力和侧移的影响。三是结构延展性。结构延展性是超高层建筑的一个重要设计指标，与低层楼房相比高层楼房结构更加柔软，这导致其在地震作用下的变形也更大，为了避免地震情况下的倒塌，使超高层建筑结构在塑性变形后仍然具有一定的变形能力，需要我们在构造上采取一定的措施来提高建筑的延性。

2 设计原则

2.1 整体性原则。在进行高层建筑结构抗震设计工作时，为了给予其科学指导，则需要设计人员遵循整体性原则。在这种设计原则的支持下，高层建筑结构抗震设计人员可通过对剪力墙、框架柱、竖向构件功能特性的考虑与合理设置，完成好相應的设计工作，满足高层建筑结构应用中的抗震性能可靠性要求。同时，通过对整体性原则要求下高层建筑结构方面的抗震设计，可使其竖向构件与高层建筑的整个结构相适应，健全相应的抗震设计方案。

2.2 刚度原则。为了避免地震作用力对高层建筑结构造成较大的威胁，加大其结构问题发生率，则需要设计人员在刚度原则的指导下，积极开展相应的抗震设计工作。在此期间，应做到：充分考虑高层建筑结构应用中可能出现的变形问题，加强其变形控制，针对性地开展结构刚度设计工作，有效应对地震作用力的影响，促使高层建筑结构抗震设计更加科学。同时，高层建筑的填充墙应采用轻质材料，减轻结构总重量，以此减少高层建筑在受风荷载及地震作用时的内力及变形影响，提高高层建筑结构刚度的同时细化其抗震设计内容。

2.3 规则与均匀原则。高层建筑结构抗震设计工作进行中，通过对规则与均匀原则的考虑，可使这类建筑结构的竖向布局更加合理，有效应对结构侧向刚度变化，避免侧向刚度突变对高层建筑抗震性能造成不利影响。同时，为了避免为避免高层建筑在地震作用下产生较大的扭转，则其平面布置使应满足这些要求：采用地震作用影响较小的平面形状，且平面布置应规则、对称，避免质量和刚度分布不均匀;地震力不同作用方向上的结构抗侧力刚度不宜差距过大，平面长度不宜过长。

3 建筑框架剪力墙特点分析

抗震加固措施指的是为使现有建筑工程达到规定的抗震设防要求所采取的增加强度、提高延性、加强整体性和改善传力途径等措施。

3.1 框架剪力墙建筑结构的优缺点

框架剪力墙建筑是需要一定数量的剪力墙来完成，具有不容易被拆迁和安放，灵活性较差的缺点，该建筑结构将以前的剪力墙与框架结构相结合，具备其各自优点，并且通过实践证明可有效的运用到建筑行业中。

3.2 框架剪力墙建筑受力特点

从主观上看，框架剪力墙是与地面互相垂直存在的结构，并且结构中心都为空心状态，当受力较大时，承受不住导致建筑结构出现弯曲现象。

3.3 抗震性能

我国地面景观建筑规定中对剪力墙建筑抗震等级都有所规定，所以要对框架剪力墙建筑刚度比例进行规范合理的设计，这为变电站地面建筑结构建设中最重要的部分。

3.4 地面建筑刚度特征

在一般的情况下，当变电站地面建筑物底部长度占总长度的四分之一时，框架剪力墙建筑与普通墙面具有一样的抗压力时，会影响建筑的整体刚度，为此必须标注该建筑的抗震等级，当地面建筑物底部长度占总长度的四分之三时，此建筑物结构刚性较小，这时应该采取一定的措施进行减震测试。

4 建筑结构抗震加固措施

4.1 注浆加固法

该技术出现较早，其是注浆技术的应用，在早期的工程建筑中，该技术被普遍的使用。随着建筑行业质量要求的不断提高，现代建筑技术不断的创新，注浆技术也不断的创新与完善，该技术主要应用于混凝土建筑中，在存在缝隙或水分的岩石或土颗间，利用注浆管将浆液输送至地基中，通过浆液的作用将地基缝隙填满或者将其中的水分逼出，在浆液凝结后，其与建筑充分结合，完成对建筑结构的加固。

4.2 直接加固技术

纤维加固技术在运用时通常要与粘贴的形式相结合，对材料在受拉位置进行固定，很大程度的提升与房屋建筑混凝土结构有关的承载力和抗拉力，從而实现对混凝土结构的加固。在运用这种技术对混凝土结构进行加固的过程中，能够体现非常突出的抗湿性和耐腐蚀性，在不影响混凝土结构的同时，也能节约很多成本。在实际施工过程中，需要设置专门的防火处理系统，对粘贴的钢板进行持续敲击，通过超声波的探测，从而能实时监控粘贴的实际效果。在对截面进行加固的过程中，主要是通过与混凝土结构受弯曲的面积相结合，增加截面的高度，通过不断加强正截面的抗弯能力，与此同时，在实际加固过程中对原结构抗弯能力进行加强，通过不断改善混凝土结构的相关性能，从而能够增强混凝土结构的承载能力。在对截面进行加固的过程中，不但可以体现出工艺的简洁性，同时也能体现出较明显的实用性。

5 结束语

近三十年来，我国城镇化进行不断加快，高层建筑项目不断增加，这很好地解决了广大群众的居住和办公问题。由于高层建筑可容纳人口多、设备集中、成本造价高，如果高层建筑结构抗震设计不合理，一旦出现强震，就会造成严重的经损失，危害人民群众的生命财产安全，由此可见，研究高层建筑结构抗震设计和加固措施具有是否重要的意义。

参考文献

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