基于建筑結構整體性和抗震能力的加固技術

　　摘要：我國位于環太平洋和歐亞地震帶之間，華北，西北、西南，東南沿海等許多地區正處于地震頻發帶上，地震導致的死亡人數占洪水、泥石流等自然災害死亡人數的一半以上，因此在建筑工程中必須保證建筑結構的抗震能力。文章在論述建筑結構抗震設計原則的基礎上，分析了基于建筑結構整體性和抗震能力的常見加固技術，并提出了抗震加固中需要注意的問題。
　　關鍵詞：建筑結構　整體性　抗震能力　加固技術
　　中圖分類號：TU31　文獻標識碼：A　文章編號：1672-3791(2012)01(b)-0072-01
　　由于地震具有一定的不確定性，很難預測建筑物可能遭受地震的具體參數，而且由于建筑物是一項復雜的系統工程，受地震作用的破壞機理與過程也頗為復雜，建筑結構分析方面也受結構阻尼變化、空間作用、材料時效等許多因素影響。這要求建筑工程中必須基于建筑結構整體性和抗震能力，全面考慮各方面因素，遵循一定的抗震設計原則、選用合理的加固技術，并注意抗震加固中的若干問題。
　　1　建筑結構抗震設計原則
　　為保證建筑結構的整體性，有效利用各結構構件的抗震能力，必須在抗震設計中堅持連續性、可靠性、剛度性原則。連續性指的是確保結構的連續性，以保證建筑結構的整體性；可靠性指的是確保構件連接的可靠性，以保證建筑結構的抗震能力；剛度性指的是確保結構有較強的豎向剛度，房屋基礎有足夠的整體，保證建筑能夠有效抵抗地面裂縫或地基沉降等危害。
　　2　常見的加固技術
　　目前，加固技術主要有傳統加固技術與新加固技術兩大類，傳統加固技術包括增設構件、增強構件加固技術兩種，新加固技術主要指的是隔震減震加固技術。
　　2.1　傳統加固技術
　　增設構件加固技術是一種對建筑結構進行加固的簡單、有效的方法，能夠很好的提高建筑結構的整體性能和抗震能力。增設構件加固技術有增設抗震墻、支撐、鋼架等，如果建筑結構的墻體抗震能力不足或墻體間距不合理，可以選擇增設抗震墻來提高建筑結構的抗變形和抗震能力，使用這種技術時需要妥善處理增設的抗震墻與建筑原有構件之間的連接，保證連接緊密、可靠，盡量不損傷原有構件，并保持建筑結構剛度均勻，以免增設剛度性強的抗震墻后導致建筑結構剛度失衡而產生薄弱層轉移。增設抗震墻技術具有剛度性強、可靠性高、成本低等優點，但墻體重量較大，要求基礎結構有一定的承載力，而且工期長、施工噪音大、振動大。在鋼結構等的梁柱構成框架的空間里，可以選擇增設支撐來進行加固，該技術具有工期短、對建筑影響小、加固強度較好等優點，但在地震作用下可能導致支撐損壞，需要在震后及時替換。
　　增強構件加固技術是無法增設構件時采用的一種加固原有構件的技術，通過提高構件的抗震性能達到加固的目的，主要包括外粘型鋼和粘貼鋼板、纖維增強復合材料等。外粘型鋼技術主要用于鋼筋混凝土構件的加固，能夠提高鋼筋混凝土構件的截面承載與抗震能力，通過灌漿等對構件外包型鋼，由構件與型鋼共同承擔荷載，從而提高構件的承載力，該技術具有施工簡便、自重小、效果顯著的優點，適用于各種大型或大跨度結構的加固。粘貼鋼板技術是在構件表面使用建筑結構膠粘貼鋼板，由構件與鋼板共同承擔荷載，從而提高構件的承載力，該技術具有快捷、易于操作、對結構與建筑物影響小等優點。粘貼纖維增強復合材料能夠提高構件的抗化學腐蝕能力、結構耐久性、材料用量少、荷載增加小、施工周期短、施工噪音小、對結構影響小等優點。
　　2.2　隔震減震加固技術
　　隔震減震加固技術可以細分為隔振加固技術與耗能減震加固技術。隔振加固技術是利用隔振技術設置隔震層，通過將地震作用集中于隔震層達到提高建筑結構抗震能力的目的，具有加固效果好、安全度高、不影響建筑功能等優點，但由于設置隔震層會對設備管線等造成一定影響，需要做好管線的柔性連接。
　　耗能減震加固技術是在結構的一些部位中增設一定數量的耗能阻尼減震裝置，通過減小地震作用來達到抗震加固目的的新技術。該技術不依賴于建筑結構本身的剛度等性能，而嚴重依賴于耗能能力的加強，地震對建筑結構的作用并沒有直接由結構構件承受，而是由耗能構件進行耗散，能夠降低地震反應40％到60％。與傳統抗震加固技術相比，該技術在新建筑結構中應用還可以節省將近10％的工程造價，而在已有結構中應用可以節省高達60％的工程造價。
　　3　抗震加固中需要注意的問題
　　第一，抗震加固技術人員應準確理解規范條文，選用對建筑結構損傷小、工期短、效果好、造價低的加固技術，不必盲目追求全部加固，而應結合實際需要，綜合考慮各方面因素，在保證加固效果的基礎上提高加固技術的性價比。
　　第二，抗震加固技術人員應認識到抗震加強的目的在于整個建筑結構的加固，而不是具體某個、某些構件的加強。技術人員在進行加固設計時必須要基于建筑結構的整體性，盡可能不拆除、更換構件，充分利用構件的價值，發揮結構整體的綜合效應。
　　第三，抗震加固技術人員在重視結構整體性的基礎上，避免由于局部加強等原因導致結構剛度不均勻而產生薄弱部位，還需要避免因剛度增大使地震效應增大的不良影響。
　　第四，抗震加固技術人員需要重視建筑結構重點部位、關鍵部位的加固，尤其要做好新舊結合面的處理。在加固設計時，需要考慮實際施工方法，采取有效措施，使新舊部件連接可靠，截面粘接牢固，新增部件不僅要與原有構件共同工作，還要避免對其它構件造成不良影響。
　　第五，為保證抗震加固效果，不僅要做好設計工作，采取有效措施，還需要嚴把材料質量關，只有加固材料符合有關規范和設計的要求，才能為抗震加固效果提供最為基礎的保障。
　　4　結語
　　綜上所述，加固技術只有基于建筑結構整體性和抗震能力，才能取得較好的成效。我國目前采用的加固技術有許多種類，在具體工程中需要結合實際情況，充分考慮各方面因素，選擇最優的加固方案。為保證加固效果，相關人員需要在遵循抗震設計原則的同時，注意加固材料質量、結構整體性等問題，才能使建筑結構抗震加固安全、經濟、合