淺談房屋的抗震加固方法.doc

淺談房屋的抗震加固方法楊晶，夏春媛（包鋼（集團(tuán)）公司白云鄂博鐵礦，內(nèi)蒙古 包頭市 白云礦區(qū) 014080）摘 要：基于白云鄂博鐵礦日常爆破所產(chǎn)生的地震效應(yīng)，詳細(xì)介紹了建筑物抗震加固的一般程序及各類(lèi)加固方法，包括外包加固法、增強(qiáng)自身整體性加固法、增設(shè)構(gòu)件加固法等。關(guān)鍵詞：抗震加固；加固程序；加固方法 白云鄂博鐵礦作為包鋼最大的原料基地，自1957年2月建礦以來(lái)已經(jīng)過(guò)50多年的歷史。隨著礦石需求的不斷增大，爆破已成為每天都必須發(fā)生的工序。一次爆破量相當(dāng)于一個(gè)34級(jí)的地震，而礦區(qū)的建筑很大部分建成于上世紀(jì)七八十年代，已分別進(jìn)入了“老年”和“中年”期。限于當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條件，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，絕大多數(shù)既有建筑存在著抗災(zāi)能力弱、運(yùn)行能耗高、使用功能差等問(wèn)題。由爆破地震所引發(fā)的玻璃破裂、墻體裂縫等問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，那么對(duì)于這些舊有建筑的抗震加固是勢(shì)在必行且意義重大的。建筑物的加固不僅可以最大限度的延長(zhǎng)建筑物的有效使用壽命，保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全，具有社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義，而且可以完善和提高建筑物的使用功能。1 房屋抗震加固的一般程序總結(jié)不同的工程實(shí)際，一般建筑結(jié)構(gòu)維修加固的程序如下：抗震性能鑒定抗震加固設(shè)計(jì)抗震加固施工圖審查抗震加固施工方案編制施工驗(yàn)收按照科學(xué)的程序進(jìn)行，可以保證建筑結(jié)構(gòu)的維修加固改造不走彎路，避免漏項(xiàng)，制定合理的方案，取得較好的效益?？拐痂b定是進(jìn)行加固的前提。對(duì)現(xiàn)有建筑抗震加固前，應(yīng)按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行完損性和安全性鑒定1。完損性主要是指建筑結(jié)構(gòu)目前的破損狀態(tài)，以外觀檢查為主；安全性主要是指構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的安全程度，以?xún)?nèi)力分析和截面驗(yàn)算為主；在地震區(qū)，對(duì)舊建筑結(jié)構(gòu)尚應(yīng)進(jìn)行抗震性能鑒定。對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件所用材料有懷疑時(shí)，應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)材料的有關(guān)性能檢測(cè)，以獲得材料的實(shí)際強(qiáng)度等性能的指標(biāo)數(shù)據(jù)。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)維修加固改造方案進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)特別查明建筑是否局部損傷等。對(duì)已存在的損傷應(yīng)在抗震加固前進(jìn)行專(zhuān)門(mén)分析，在抗震加固時(shí)一并加以考慮，以便達(dá)到最佳效果。同時(shí)也應(yīng)考慮到，建筑物是否面臨維修，或者從使用布局上近期是否需要進(jìn)行調(diào)整，以及外觀是否需要改善等因素，宜在抗震加固中一起進(jìn)行處理，盡量避免抗震加固后，再行維修改造，損傷已有建筑。在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)與原設(shè)計(jì)不符情況和安全異常情況應(yīng)及時(shí)通知業(yè)主和設(shè)計(jì)單位，采取處理措施。對(duì)重要工程或工程的關(guān)鍵重要部位應(yīng)在加固施工完成后進(jìn)行一些現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。2 房屋抗震加固的方法按加固形式,抗震加固方法可分為兩大類(lèi):一是減小地震作用加固法2，二是增大結(jié)構(gòu)抗震能力的加固方法。減小地震作用主要是通過(guò)增大結(jié)構(gòu)周期或是加大結(jié)構(gòu)阻尼來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在白云鐵礦的工程實(shí)例中大多應(yīng)用的是第二種方法。增大結(jié)構(gòu)抗震能力實(shí)際就是提高主要抗側(cè)力構(gòu)件的承載力、延性和結(jié)構(gòu)的整體性，在采取這類(lèi)抗震加固措施時(shí)，必須注重從整體結(jié)構(gòu)出發(fā)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固，不能只針對(duì)問(wèn)題構(gòu)件加固而導(dǎo)致薄弱部位的轉(zhuǎn)移。該類(lèi)方法主要有以下幾種35：2.1外包加固法外包加固法是指在結(jié)構(gòu)構(gòu)件外面增設(shè)加強(qiáng)層,以提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震能力、變形性能和整體性。這種加固方法是一種常用的抗震加固方法,某些方法能大幅度提高結(jié)構(gòu)的抗震能力。一般做法有：1)外包鋼筋混凝土面層加固法此法是通過(guò)在原構(gòu)件外周增設(shè)鋼筋混凝土面層,如鋼筋混凝土圍套、鋼筋混凝土板墻等, 增大構(gòu)件斷面, 增設(shè)鋼筋, 從而大幅度提高構(gòu)件的承載力、剛度和抗震性能。是加固鋼筋混凝土梁、柱、墻和磚柱、磚墻的有效方法。該法的優(yōu)點(diǎn)是能夠大幅度提高被加固構(gòu)件的承載力、延性和剛度, 效果可靠, 可以采用常規(guī)方法施工, 容易控制和檢測(cè)工程質(zhì)量, 具有良好的耐久性。缺點(diǎn)是加固周期較長(zhǎng), 影響使用, 而且是濕作業(yè), 現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境不好。如加固墻體的轉(zhuǎn)角部位時(shí)，應(yīng)將轉(zhuǎn)角處的鋼筋替換為12，加強(qiáng)角部新增鋼筋網(wǎng)砂漿面層和墻體的整體性，具體情況見(jiàn)圖1。圖1 加固墻體轉(zhuǎn)角部位節(jié)點(diǎn)在加固墻體和基礎(chǔ)連接部位節(jié)點(diǎn)處時(shí)應(yīng)按圖2所示。將地圈梁的兩側(cè)比墻體多出的30mm混凝土剔打掉（承重墻體的一般厚度為240mm，地圈梁的一般厚度為300mm），然后按的位置布置好鋼筋，在新舊混凝土的結(jié)合面涂刷界面劑，確保新舊混凝土連接可靠，最后澆注C25細(xì)石混凝土，厚度一般為40mm60mm。圖2 加固墻體和基礎(chǔ)連接部位節(jié)點(diǎn)2) 外包鋼加固法該法是在構(gòu)件外圍包以型鋼的加固方法, 具體可分為濕式外包鋼加固法和干式外包鋼加固法。其中濕法是指型鋼與構(gòu)件通過(guò)乳膠水泥、環(huán)氧樹(shù)脂等粘結(jié)劑與原構(gòu)件粘結(jié), 新加型鋼與原構(gòu)件形成整體共同工作; 干法指新加型鋼與原構(gòu)件之間不采用粘結(jié)劑粘結(jié), 不能保證結(jié)合面剪力的有效傳遞。在抗震加固中一般采用濕式外包鋼加固法。適用于加固鋼筋混凝土梁、柱及磚柱、磚煙囪等，但對(duì)于圓形和曲面構(gòu)件加固工藝則相對(duì)復(fù)雜。它具有施工方便, 能有效提高構(gòu)件抗震性能的優(yōu)點(diǎn),但使用時(shí)應(yīng)注意對(duì)鋼構(gòu)套表面涂刷防銹漆, 或采用水泥砂漿面層保護(hù)。在針對(duì)混凝土柱的加固時(shí)，具體情況如圖3所示 圖3混凝土柱外包鋼加固詳圖3)粘鋼加固法此法是一種適應(yīng)面廣、施工方便、在較少增加剛度的條件下能大幅度提高構(gòu)件抗震性能的一種發(fā)展勢(shì)頭良好的加固方法。它采用專(zhuān)用粘結(jié)劑將鋼板或角鋼與原有構(gòu)件粘結(jié), 使鋼板或角鋼與砼牢固地形成一體共同受力，以達(dá)到提高構(gòu)件承載力、抗裂性、延性, 從而提高構(gòu)件抗震性能, 適用于承受靜力作用的一般受彎構(gòu)件、受拉構(gòu)件及剪力墻的開(kāi)洞加固。此項(xiàng)施工方便、快捷, 施工場(chǎng)地環(huán)境條件好, 對(duì)使用影響小。但在使用時(shí)除注意對(duì)鋼板進(jìn)行保護(hù)。4)碳纖維加固法6該法是一項(xiàng)新的應(yīng)用外粘高性能復(fù)合材料的加固方法, 它采用其配套樹(shù)脂類(lèi)粘結(jié)材料將碳纖維片材粘貼于結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面, 形成復(fù)合材料體，通過(guò)其與結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的協(xié)同作用達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固補(bǔ)強(qiáng)及改善受力性能的目的。碳纖維片材具有強(qiáng)度高、彈性模量高、重量輕、厚度薄、耐久性和耐腐蝕性好的突出優(yōu)點(diǎn), 施工輕便、快捷, 施工場(chǎng)地環(huán)境條件好, 因此盡管應(yīng)用時(shí)間不長(zhǎng), 但發(fā)展勢(shì)頭良好。但該法也存在使用時(shí)間不長(zhǎng), 使用經(jīng)驗(yàn)不多, 費(fèi)用較高的缺點(diǎn)。2.2增強(qiáng)自身整體性加固法此法用于加強(qiáng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件本身,恢復(fù)或提高構(gòu)件的承載力和抗震能力,主要用于震前修補(bǔ)結(jié)構(gòu)缺陷或震后對(duì)出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件進(jìn)行修復(fù)加固,一般不單獨(dú)做為抗震加固方法使用。一般做法有1) 壓力灌注水泥漿加固法?？捎糜诠嘧⒋u墻裂縫和混凝土構(gòu)件的裂縫。如白云鐵礦賓館，墻體局部開(kāi)裂，在分析裂縫性狀、大小及成因之后，最終采用了此方法進(jìn)行處理，大大提高了砌筑磚墻的整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性，也加強(qiáng)了該建筑的抗震能力。2) 壓力灌注環(huán)氧樹(shù)脂漿加固法?？捎糜诩庸逃辛芽p的鋼筋混凝土構(gòu)件。如白云鐵礦化工乳化炸藥加工廠房，室內(nèi)的混凝土大梁經(jīng)過(guò)多年的使用，已嚴(yán)重腐蝕，且局部存在較大裂縫，已不能完全滿(mǎn)足使用要求。因此，我們先運(yùn)用環(huán)氧樹(shù)脂灌注法結(jié)合玻璃絲布包裹，再抹環(huán)氧樹(shù)脂水泥砂漿處理后，又使用了多年，效果良好。2.3增設(shè)構(gòu)件加固法該法是通過(guò)在原有結(jié)構(gòu)構(gòu)件以外增設(shè)構(gòu)件能夠有效提高結(jié)構(gòu)抗震承載力、變形性能和整體性,對(duì)某些承載力、變形不足的構(gòu)件進(jìn)行補(bǔ)償。在采用增設(shè)構(gòu)件進(jìn)行抗震加固設(shè)計(jì)時(shí),必須要考慮增設(shè)構(gòu)件對(duì)結(jié)構(gòu)整體計(jì)算和抗震性能的影響?？稍鲈O(shè)的構(gòu)件有墻體、柱、圈梁、門(mén)窗框、拉桿、支撐等。加固方法還有許多，以上闡述的為常見(jiàn)的幾種。3 結(jié)束語(yǔ)隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展、建筑類(lèi)型的多樣化，抗震加固已成為必然的發(fā)展趨勢(shì)，且對(duì)于處在一個(gè)爆破地震多發(fā)地區(qū)的房屋，其要求更加迫切，人們對(duì)這個(gè)問(wèn)題也有了越來(lái)越多的重視。對(duì)于房屋的抗震加固需要認(rèn)真考慮房屋的特點(diǎn)，重點(diǎn)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)體系的合理性，提高結(jié)構(gòu)的整體抗倒塌能力。在加大了結(jié)構(gòu)的抗震能力的同時(shí)，又盡可能減少對(duì)原有建筑的破壞及投資參考文獻(xiàn)：1張熙光,王駿孫,劉惠珊.建筑抗震鑒定加固手冊(cè)M.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2001. 2韋承基,程紹革.抗震加固原理與方法J. 建筑科學(xué),2001,(3).3 JGJ 116298. 建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程S.4 程紹