試論砌體結構抗震加固與節能改造

摘 要:結構抗震加固與節能改造已經逐漸成為砌體結構建筑物最為重要的核心，也是土木工程領域急需解決的問題之一。論文在分析了砌體結構抗震加固及房屋能耗現狀的基礎上，提出了砌體結構抗震加固和節能改造具體解決方法，希望能夠對實際工程提供借鑒。

關鍵詞:砌體結構抗震加固節能改造

中圖分類號:TU7文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(b)-0034-01

引言

近些年，我國建筑業己經進入了新建與維修改造并重的發展時期。特別是漢川地震以來，一大批不符合現行抗震設防標準的處于高齡服役階段的砌體建筑結構急需得到妥善的加固和改造。建筑進行抗震加固的目的是為了在對現有建筑的抗震能力進行鑒定以后，進行抗震加固或采取其它抗震減災措施，使現有建筑物在遭遇到相當于抗震設防烈度的地震影響時，一般不致倒塌傷人或砸壞重要生產設備，經修理后仍可繼續使用。建立法規、科學地進行可靠性鑒定;在對結構物進行檢測、實驗和鑒定的基礎上及時采取補強、加固及其他處理措施。同時還可以根據發展要求，在鑒定的基礎上，進行加固、改造、加層、擴建等，節能改造一體化技術，以取得更大的經濟和社會效益。

1 砌體結構抗震加固及房屋能耗現狀

1.1 砌體結構抗震加固現狀

砌體結構加固分為直接加固與間接加固兩類。設計時，可根據實際條件和使用要求選擇適宜的方法。

(1)地基基礎的抗震加固。既有砌體結構的抗震加固首先是地基基礎的加固，根據地基的豎向承載力、水平承載力及不利地基因素，分別采取加強上部結構剛度、加固處理地基、加大基礎底面積等措施。

(2)砌體房屋上部結構的抗震加固。砌體房屋上部結構的抗震加固技術和方法，根據加固原因和目的確定。對于砌體墻抗震承載力不足或開裂受損的房屋，可采取面層或板墻加固、拆除重砌、增設砌體或鋼筋混凝土抗震墻、裂縫灌漿加固等技術。對于局部薄弱部位，如無拉結筋的填充墻、支承主梁的墻體、出屋面的小房間和“女兒墻”、懸挑構件、平面不規則處等，采取有關拉結、增強承載力、拆除或平面切割等措施。

1.2 房屋能耗現狀

經過二十多年的努力，我國的建筑節能雖然取得了一些成績，但從整體上來看尚處在以點帶面的起步階段，而且發展極不平衡。外圍護結構、外窗及屋面的保溫隔熱性能差，造成建筑物向室外散熱量大;供暖系統落后陳舊，不能靈活調節，室溫無法根據需要控制。

2 砌體結構抗震加固具體解決方法

2.1 加強構造柱法

在所有承重橫墻與內外縱墻交叉處布置多功能構造柱，此柱沿高度必須對正貫通，不得中斷或錯位;層層設圈梁，墻墻設圈梁(不包括非承重的120mm厚的磚墻)，基礎設圈梁。在全部縱橫墻交叉處設置的多功能構造柱與在每層設置的圈梁組成柔性框架，由此框架與黏土磚墻組成一種約束砌體剪力墻體系，可加強房屋的整體性，增大延性，提高房屋的整體抗倒塌能力，不但能提高抗水平地震作用的能力，而且能提高抗豎向地震作用的能力。墻體較多房屋加上設置的圈梁構造柱很多，對抗震很有利。克服了一般只在內墻與外墻交叉處設置構造柱，不在內墻與內墻交叉處設置構造柱，造成圈梁和構造柱組成的混凝土框約束的墻體面積過大，仍不能防止墻體嚴重破壞的缺點。國內外震害及試驗研究表明:砌體結構房屋的墻體愈多，設置圈梁，構造柱愈多，抗震能力愈大。

2.2 組合墻結構體系

由鋼筋混凝土—— 磚組合墻結構是由磚砌體及嵌固于其中的鋼筋混凝土柱和約束梁組成。它是建立在對整幢建筑所有墻段進行全面強化約束的基礎上，鋼筋混凝土梁、柱和砌體牢固地聯結在一起，組合成三位一體的結構構件。它和一般設置構造柱磚混結構的主要區別在于:一般構造柱磚混房屋中的構造柱和圈梁只起約束砌體的作用，而本身不承重。鋼筋混凝土—— 磚組合墻結構中的梁、柱不僅起約束作用，而且是受力構件。這種結構由于混凝土構件參與工作，增加了豎向和水平向的極限承載能力，還由于水平圈梁與豎向鋼筋的分區約束，限制了各分區的裂縫發展，增加了砌體的側向變形能力。

2.3 水平配筋砌體結構

在砌體水平灰縫中每隔若干皮磚布置通長水平鋼筋，鋼筋直徑為φ4～φ6，適宜體積配筋率為0.07%～0.2%，試驗表明經水平配筋的砌體，抗側力強度有所提高，且提高了變形能力，當裂縫通過鋼筋時，鋼筋限制了裂縫寬度及長度的發展，從而改變了砌體的破壞形態，延緩了砌體的破壞過程。若配筋砌體與構造柱同時使用，則更能發揮鋼筋的作用，石家莊市建造了水平配筋砌體的八層磚房。

2.4 約束磚砌體結構

在墻體中設置較密的鋼筋混凝土豎向構件(間距1～2.5m)和圈梁外，還在房屋每層中間設置水平鋼筋混凝土帶。由于層間增加了配筋混凝土帶，以及鋼筋混凝土豎向構件的間距較密，分區約束的范圍更小，增加了豎向承載能力及水平向的承載能力和變形能力，在徐州、南京和其它地區已經用這種結構建造了八～九層的住宅建筑。

2.5 磚墻與混凝土剪力墻組合結構

在磚墻的橫向和縱向的適當部位設置鋼筋混凝土剪力墻，房屋的豎向荷載按磚墻和混凝土墻的“管轄”范圍各自承擔，而水平地震作用對結構產生的內力變形協調分配。此處鋼筋混凝土剪力墻的主要作用是:①在彈性階段，承擔相當大部份的地震剪力，推遲或減輕磚墻的裂縫發生和發展;②在彈塑性變形或極限變形階段，依靠鋼筋混凝土墻較高的吸能能力，可減少砌體部分的變形，避免倒塌。

3 節能改造具體方案

1)外墻的節能改造。在對既有建筑外墻進行節能改造時，通常都是用外墻外保溫或者外墻內保溫這兩種改造技術。外墻內保溫的具體做法是現在墻體的內側結構覆上一層保溫材料，用粘結劑將其在墻體的內側結構固定上，最后將保護層和裝飾面覆蓋在保溫材料的外側。內保溫做法不會受到風吹、雨淋、日曬等嚴酷環境條件的影響和限制，因此技術難度較外墻要小一些;另外，內保溫可以不用再整幢建筑物內同步進行，可以在每家每戶單獨施工。2)外窗的節能改造。改造窗的密封性;在原外窗玻璃上貼膜;直接更換為節能外窗;單層窗改造成雙層窗。3)屋面的節能改造。把傳統屋面中，隔熱層和防水層的順序顛倒過來，防水層在下面，保溫隔熱層在上面。對坡屋面進行節能改造時，一般是采用一些質量輕的保溫隔熱材料，比如聚苯板、巖棉板、玻璃棉板等，直接在屋頂吊頂上鋪放保溫材料，其厚度應根據熱工計算而定。4)供熱系統的節能改造。既有建筑室外供暖系統的改造主要是室外熱交換站、室外管網鍋爐房等的改造，使計量供熱系統的正常運行得到保證。改造后的系統需要進行水力計算，得出出精確的室內系統總阻力值，為平衡整個管網系統水力提供充足的依據。在既有住宅建筑室內采暖實行供熱計量改造以后，還應該重新計算室外管網系統的平衡，并分析水壓圖，除此以外，還要校核計算原來的循環水泵，使建筑物熱力入口地方足夠的資用壓差得到保證。

參考文獻

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[3]建筑抗震加固建設標準(S).北京:中國建筑工業出版社，2009.