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【摘 要】结合我国的建筑现状，我国城镇中存在许多不符合抗震设防要求的建筑。为了减少地震造成的人员伤亡及财产损失，我国政府组织有关部门编制了新的混凝土结构设计规范和建筑抗震设计规范及建筑抗震加固图集、标准等，对建筑抗震提出了更高要求。我国的建筑抗震加固技术相关研究工作正在进行中，本文主要针对常用的抗震加固方法,即增设构件加固法、增强构件加固法和隔震减震加固法等进行探讨和浅析,以期在建筑结构抗震加固中，选择经济合理的加固方法。
【关键词】建筑结构；结构抗震；加固方法
在对结构进行加固时,除了针对构件由于强度或延性不足进行诸如包钢、粘钢、粘贴纤维材料等一般加固以外,尚需对构件进行抗震加固、对结构进行整体性能加固,其不仅仅要考虑结构构件在地震力作用下的破坏情况并对其进行抗震加固、提高其抗震承载力,更要考虑整体结构的抗震性能。目前,常用的抗震加固方法主要有增设构件加固法、增强构件加固法和隔震减震加固法3大类,前两类属于传统抗震加固方法,后一类属于新发展的抗震加固方法。
1 增设构件加固法
此法是目前对结构进行抗震加固最基本、最有效的方法之一,该法可以有效地提高结构的抗震能力、变形能力和整体性能。其具体的方法包括增设抗震墙加固法、外加圈梁-钢筋混凝土柱加固、增设支撑加固法、增设刚架加固法等。此法利用新增的抗震墙来承担主要的地震作用,以减小结构的变形。采用抗震墙加固时,需处理好新增墙体与原有构件的连接,既要保证连接的可靠性,又要避免对原结构构件造成过多的损伤。
此法优点是应力传递简单、刚度强度高、可靠性能好、造价低。其缺点是墙体重量大,基础结构必须有富足的承载力。此外,施工过程中噪音、振动都很大,工期也很长。
2 增强构件加固法
当无法采用新增构件加固时，可以分别对原结构构件进行加固，以提高原有构件的承载力、改善构件的延性，从而达到抗震加固的目的。方法主要有：1)外粘型钢加固法；2)粘贴钢板加固法；3)粘贴纤维增强复合材料加固法；4）钢筋混凝土板墙加固法；5）钢筋网砂浆面层加固；6）体外预应力加固；7）增加钢梁、钢柱；8）增大截面法等等。
2.1 外粘型钢加固法
此方法适用于需要大幅度提高截面承载能力和抗震能力的钢筋混凝土梁、柱等构件的加固。该法用灌浆或焊接等方法将型钢外包于构件四周或两角，使之与原构件共同承担荷载，通过约束原构件从而来提高其承载力和变形能力。该方法适用于大型结构及大跨度结构。其优点是施工简便，现场工作量较小，构件截面尺寸变化不大，结构自重增加较小，而承载能力提高显著，构件截面的刚度和延性也得以改善。
2.2 粘贴钢板加固法
此方法适用于对钢筋混凝土受弯、大偏心受压和受拉构件的加固。该法是用建筑结构胶将钢板粘贴在混凝土构件表面，使两者共同受力以提高结构承载力的加固方法，相对于传统加固方法，粘贴钢板加固法更为简单、快速，对结构的外形和净空以及生产生活的影响较小，缺点是构件加固后提高承载力不能超过原结构的40%，防火性能较差。
2.3 纤维增强复合材料加固法
此方法是指采用以纤维或其制品作为增强材料的一种复合材料对构件进行抗震加固的方法。本方法适用于钢筋混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压及受拉构件的加固。外贴纤维复合材加固法是采用FRP片材对混凝土构件进行修复加固的一种新技术,具有很高的抗化学腐蚀能力和对被加固结构的保护能力，提高了结构耐久性；适用不规则构件的加固；材料强度高，外贴加固用量少(材料厚度小)；荷载增加极少，几乎不改变原有结构的外形和尺寸；施工周期短，操作简单；加固施工时噪音小，对结构的使用环境影响较小，缺点是抗剪性差，不适宜构件的抗剪加固；构件加固后提高承载力不能超过原结构的40%。
2.4 钢筋混凝土板墙加固和钢筋网砂浆面层加固法
此方法主要针对砖混结构抗震不满足现行规范要求的加固方法。本方法在学校抗震加固中得到广泛应用，有良好的耐久性，对原有结构裂缝有很好的限制，抗腐蚀和耐火性强，不足是加大了原有结构墙体的尺寸，对使用空间影响较大，较难装修，加固湿作业多，受天气影响很大，施工周期长，噪音大。
2.5 体外预应力
体外预应力是后张预应力体系的重要的分支之一，是指将布置于承载结构主体之外的预应力筋施加预应力所形成的预应力结构体系。体外预应力加固技术是一种主动的加固技术，通过预应力材料对桥梁结构受拉区施加预应力，消除部分荷载产生的不利内力，提供结构的承载力。
2.5.1 优点：对原结构损伤小，不影响净空。预应力布置灵活，可以根据建筑物或构筑物病害进行全面加固也可以进行局部加固。与混凝土无粘结，由荷载产生的应力变化分散在预应力筋全长上，应力变化值小，对结构受力有利。索力根据情况可以进行调整，预应力索可以更换，便于使用期间进行维护。
2.5.2 缺点：体外索布置在截面外，防腐、保护相对较困难，易受外界影响。锚固及转向区域容易产生应力集中，局部应力大，锚固施工要求高。体外索张拉力较小，不能充分发挥体外索强度高的优点，对锚具及夹片的要求很高。体外预应力筋的变形和混凝土的变形不一致，容易造成预应力损失。
2.6 增加钢梁、钢柱，形成组合结构
该方法适用于大幅度提高承载能力的混凝土结构，一般提高十几倍甚至几十倍。目前此加固方法广泛应用于密集柜、档案柜、电池机房等加固，抗震性能较好。缺点是防火性差，加固后净空变小，地面抬高，不利于装修及空间布置。
2.7 增大构件截面法
该方法主要是针对梁、板、柱抗弯和抗剪及抗震性不足所采取的加固措施。此方法能大幅度提高原结构承载力，耐腐蚀性和耐火性较好，能加强建筑物的整体性和刚度。不足之处为施工周期长，消耗大量的人力物力，原结构基础上增加了荷载，植筋及钻孔对原结构损坏较大，对抗震有不利影响，此方法适合于加固基础及下部结构。
3 隔震、耗能减震加固法
隔震加固法是将隔震技术应用于抗震加固领域中的一种新方法,通过隔震层的设置将地震变形集中到隔震层上,从而达到减小原有结构地震反应的目的。此法的优点是加固效果好、抗震安全度高、无需对非结构构件等再进行抗震加固。缺点是设置隔震层后,穿过隔震层的设备配线、配管等需要进行妥善的柔性连接,费时费事。
耗能减震加固方法是通过在结构某些部位增设耗能阻尼减震装置,以减小地震反应,是抗震加固的一条新途径，此方法主要依赖增加结构的能量耗散能力。国内外耗能减震结构的振动台试验研究表明例,耗能减震结构与传统抗震结构相比,地震反应减小了40%~60%。而从国外工程资料表明,耗能减震结构体系与传统抗震结构体系相比,可以节约结构造价5%~10%。若用于已有结构的加固改造,可节省造价会更加可观,有的加固改造工程节省造价达60%。
4 结论
随着我国城市化进程的加快,地震灾害问题越来越受到人们的重视，为了保障我国人民生命财产安全，需做好以下两个方面的工作:一方面要加强新建建筑物的抗震设计；另一方面则对已有的建筑物进行抗震鉴定、加固改造，严格按照新规范、新标准、新工艺等进行设计、施工，提高建筑抗震的设计及施工质量，使之满足抗震设计的要求。本文针对建筑结构抗震加固方法探讨，指导我们在做各种各样的建筑抗震加固设计及施工时，经济合理地选择加固方法，使我国的抗震加固技术再上一个新台阶。
参考文献:
[1]《建筑抗震设计规范》（GB50011- 2010）
[2]李珠,岳俊峰,石峰等 《既有建筑抗震加固与节能改造 一体化技术[J].施工技术》2009,38
【关键词】建筑结构；结构抗震；加固方法
在对结构进行加固时,除了针对构件由于强度或延性不足进行诸如包钢、粘钢、粘贴纤维材料等一般加固以外,尚需对构件进行抗震加固、对结构进行整体性能加固,其不仅仅要考虑结构构件在地震力作用下的破坏情况并对其进行抗震加固、提高其抗震承载力,更要考虑整体结构的抗震性能。目前,常用的抗震加固方法主要有增设构件加固法、增强构件加固法和隔震减震加固法3大类,前两类属于传统抗震加固方法,后一类属于新发展的抗震加固方法。
1 增设构件加固法
此法是目前对结构进行抗震加固最基本、最有效的方法之一,该法可以有效地提高结构的抗震能力、变形能力和整体性能。其具体的方法包括增设抗震墙加固法、外加圈梁-钢筋混凝土柱加固、增设支撑加固法、增设刚架加固法等。此法利用新增的抗震墙来承担主要的地震作用,以减小结构的变形。采用抗震墙加固时,需处理好新增墙体与原有构件的连接,既要保证连接的可靠性,又要避免对原结构构件造成过多的损伤。
此法优点是应力传递简单、刚度强度高、可靠性能好、造价低。其缺点是墙体重量大,基础结构必须有富足的承载力。此外,施工过程中噪音、振动都很大,工期也很长。
2 增强构件加固法
当无法采用新增构件加固时，可以分别对原结构构件进行加固，以提高原有构件的承载力、改善构件的延性，从而达到抗震加固的目的。方法主要有：1)外粘型钢加固法；2)粘贴钢板加固法；3)粘贴纤维增强复合材料加固法；4）钢筋混凝土板墙加固法；5）钢筋网砂浆面层加固；6）体外预应力加固；7）增加钢梁、钢柱；8）增大截面法等等。
2.1 外粘型钢加固法
此方法适用于需要大幅度提高截面承载能力和抗震能力的钢筋混凝土梁、柱等构件的加固。该法用灌浆或焊接等方法将型钢外包于构件四周或两角，使之与原构件共同承担荷载，通过约束原构件从而来提高其承载力和变形能力。该方法适用于大型结构及大跨度结构。其优点是施工简便，现场工作量较小，构件截面尺寸变化不大，结构自重增加较小，而承载能力提高显著，构件截面的刚度和延性也得以改善。
2.2 粘贴钢板加固法
此方法适用于对钢筋混凝土受弯、大偏心受压和受拉构件的加固。该法是用建筑结构胶将钢板粘贴在混凝土构件表面，使两者共同受力以提高结构承载力的加固方法，相对于传统加固方法，粘贴钢板加固法更为简单、快速，对结构的外形和净空以及生产生活的影响较小，缺点是构件加固后提高承载力不能超过原结构的40%，防火性能较差。
2.3 纤维增强复合材料加固法
此方法是指采用以纤维或其制品作为增强材料的一种复合材料对构件进行抗震加固的方法。本方法适用于钢筋混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压及受拉构件的加固。外贴纤维复合材加固法是采用FRP片材对混凝土构件进行修复加固的一种新技术,具有很高的抗化学腐蚀能力和对被加固结构的保护能力，提高了结构耐久性；适用不规则构件的加固；材料强度高，外贴加固用量少(材料厚度小)；荷载增加极少，几乎不改变原有结构的外形和尺寸；施工周期短，操作简单；加固施工时噪音小，对结构的使用环境影响较小，缺点是抗剪性差，不适宜构件的抗剪加固；构件加固后提高承载力不能超过原结构的40%。
2.4 钢筋混凝土板墙加固和钢筋网砂浆面层加固法
此方法主要针对砖混结构抗震不满足现行规范要求的加固方法。本方法在学校抗震加固中得到广泛应用，有良好的耐久性，对原有结构裂缝有很好的限制，抗腐蚀和耐火性强，不足是加大了原有结构墙体的尺寸，对使用空间影响较大，较难装修，加固湿作业多，受天气影响很大，施工周期长，噪音大。
2.5 体外预应力
体外预应力是后张预应力体系的重要的分支之一，是指将布置于承载结构主体之外的预应力筋施加预应力所形成的预应力结构体系。体外预应力加固技术是一种主动的加固技术，通过预应力材料对桥梁结构受拉区施加预应力，消除部分荷载产生的不利内力，提供结构的承载力。
2.5.1 优点：对原结构损伤小，不影响净空。预应力布置灵活，可以根据建筑物或构筑物病害进行全面加固也可以进行局部加固。与混凝土无粘结，由荷载产生的应力变化分散在预应力筋全长上，应力变化值小，对结构受力有利。索力根据情况可以进行调整，预应力索可以更换，便于使用期间进行维护。
2.5.2 缺点：体外索布置在截面外，防腐、保护相对较困难，易受外界影响。锚固及转向区域容易产生应力集中，局部应力大，锚固施工要求高。体外索张拉力较小，不能充分发挥体外索强度高的优点，对锚具及夹片的要求很高。体外预应力筋的变形和混凝土的变形不一致，容易造成预应力损失。
2.6 增加钢梁、钢柱，形成组合结构
该方法适用于大幅度提高承载能力的混凝土结构，一般提高十几倍甚至几十倍。目前此加固方法广泛应用于密集柜、档案柜、电池机房等加固，抗震性能较好。缺点是防火性差，加固后净空变小，地面抬高，不利于装修及空间布置。
2.7 增大构件截面法
该方法主要是针对梁、板、柱抗弯和抗剪及抗震性不足所采取的加固措施。此方法能大幅度提高原结构承载力，耐腐蚀性和耐火性较好，能加强建筑物的整体性和刚度。不足之处为施工周期长，消耗大量的人力物力，原结构基础上增加了荷载，植筋及钻孔对原结构损坏较大，对抗震有不利影响，此方法适合于加固基础及下部结构。
3 隔震、耗能减震加固法
隔震加固法是将隔震技术应用于抗震加固领域中的一种新方法,通过隔震层的设置将地震变形集中到隔震层上,从而达到减小原有结构地震反应的目的。此法的优点是加固效果好、抗震安全度高、无需对非结构构件等再进行抗震加固。缺点是设置隔震层后,穿过隔震层的设备配线、配管等需要进行妥善的柔性连接,费时费事。
耗能减震加固方法是通过在结构某些部位增设耗能阻尼减震装置,以减小地震反应,是抗震加固的一条新途径，此方法主要依赖增加结构的能量耗散能力。国内外耗能减震结构的振动台试验研究表明例,耗能减震结构与传统抗震结构相比,地震反应减小了40%~60%。而从国外工程资料表明,耗能减震结构体系与传统抗震结构体系相比,可以节约结构造价5%~10%。若用于已有结构的加固改造,可节省造价会更加可观,有的加固改造工程节省造价达60%。
4 结论
随着我国城市化进程的加快,地震灾害问题越来越受到人们的重视，为了保障我国人民生命财产安全，需做好以下两个方面的工作:一方面要加强新建建筑物的抗震设计；另一方面则对已有的建筑物进行抗震鉴定、加固改造，严格按照新规范、新标准、新工艺等进行设计、施工，提高建筑抗震的设计及施工质量，使之满足抗震设计的要求。本文针对建筑结构抗震加固方法探讨，指导我们在做各种各样的建筑抗震加固设计及施工时，经济合理地选择加固方法，使我国的抗震加固技术再上一个新台阶。
参考文献:
[1]《建筑抗震设计规范》（GB50011- 2010）
[2]李珠,岳俊峰,石峰等 《既有建筑抗震加固与节能改造 一体化技术[J].施工技术》2009,38