劉紅梅李敬熠

1漢嘉設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司（310000）2中國聯(lián)合工程公司（310000）

既有建筑加固改造技術(shù)淺談

劉紅梅1李敬熠2

1漢嘉設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司（310000）2中國聯(lián)合工程公司（310000）

闡述了我國既有建筑加固技術(shù)現(xiàn)狀，分析了主流加固方法適用的原則，列舉了常用的加固技術(shù)適用性，并對(duì)加固方法進(jìn)行了總結(jié)，供工程師參考。

既有建筑；體系加固；構(gòu)件加固

0 引言

改革開放以來，國內(nèi)建筑工程規(guī)模突飛猛進(jìn)，在過去的二三十年里，大批的建筑物拔地而起。二十世紀(jì)八九十年代設(shè)計(jì)的建筑物,在計(jì)算方法、規(guī)范要求等等都與現(xiàn)行規(guī)定有很大差異，建筑構(gòu)造也和現(xiàn)行規(guī)范有較大出入,很難滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求，為了讓這些建筑物滿足現(xiàn)有功能的要求，需要對(duì)這些建筑物進(jìn)行加固改造設(shè)計(jì)。同時(shí)某些既有建筑物由于建筑功能改變也需要加固。目前，加固技術(shù)主要有體系加固法和構(gòu)件加固法兩大類，體系加固法有設(shè)置側(cè)向支撐、消能減震技術(shù)、隔震技術(shù)等，構(gòu)件加固法有加大截面法、FRP加固法、外包型鋼加固法、置換混凝土加固法、外加預(yù)應(yīng)力加固法等等，這些加固技術(shù)都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。這里就主流的加固方法進(jìn)行了適用性分析,供廣大工程技術(shù)人員參考。

1 加固基本原則

根據(jù)文獻(xiàn)[1-3]規(guī)定，加固改造前，應(yīng)該先對(duì)既有建筑的性能進(jìn)行安全性鑒定和抗震性能鑒定，工程師應(yīng)該以鑒定報(bào)告為依據(jù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行加固改造設(shè)計(jì)。主要有以下三個(gè)加固基本原則:

1）考慮到已有建筑的歷史條件，在抗震設(shè)防要求上略低于新建工程的抗震設(shè)防要求，即抗震加固的安全度可降低15%～30%,但7度及7度以下時(shí)不予降低[4]。

2）對(duì)既有建筑加固必要性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行討論，分析加固的合理性，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，提高結(jié)構(gòu)的變形能力以及加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。

3）對(duì)重要工程和容易引起次生災(zāi)害的工程要重點(diǎn)對(duì)待。

2 主流加固技術(shù)

加固技術(shù)廣義上主要有兩種方法，分為體系加固方法和構(gòu)件加固方法。體系加固方法主要是根據(jù)文獻(xiàn)[5]等從整體上對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，減小結(jié)構(gòu)受力，從而起到加固建筑物和提高建筑物的安全度的作用。構(gòu)件加固法則側(cè)重于構(gòu)件，通過三維有限元建模對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,得出結(jié)構(gòu)的薄弱構(gòu)件，從而對(duì)薄弱構(gòu)件進(jìn)行加固改造，針對(duì)不同的構(gòu)件受力形式，有不同的加固方法。

2.1 體系加固方法

體系加固方法主要有設(shè)置抗側(cè)力構(gòu)件、消能減震技術(shù)和隔震技術(shù)等等。對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)置抗側(cè)力構(gòu)件，如設(shè)置鋼支撐，將地震作用的大部分，轉(zhuǎn)由新增的側(cè)向支撐承擔(dān)，可以減小原結(jié)構(gòu)構(gòu)件承擔(dān)的地震作用力；隔震技術(shù)是通過在上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)之間設(shè)置較為有效的隔震裝置，阻隔地震能量傳遞到上部結(jié)構(gòu)，從而減少上部結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的一種抗震技術(shù)設(shè)置；等等。這些方法的共同特征是對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，減小地震對(duì)原結(jié)構(gòu)構(gòu)件的作用，使原有構(gòu)件的承載力滿足抗震要求，從而達(dá)到對(duì)原結(jié)構(gòu)加固的目的。

2.2 構(gòu)件加固方法

通過三維有限元分析,得出結(jié)構(gòu)的薄弱構(gòu)件，利用文獻(xiàn)[2]中規(guī)定的幾種構(gòu)件加固方法進(jìn)行加固，主要有加大截面法、FRP加固法、外包型鋼加固法、置換混凝土加固法、外加預(yù)應(yīng)力加固法等，可根據(jù)具體工程進(jìn)行選取，由于篇幅所限，筆者主要對(duì)市場上最常用的加大截面法和外加預(yù)應(yīng)力法進(jìn)行介紹。

2.2.1 加大截面法

加大截面加固法是較常用的加固技術(shù)，通過加大結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面面積或增配鋼筋來提高建筑物的構(gòu)件承載能力和整體剛度的目的，廣泛應(yīng)用于一般的梁、板、柱等構(gòu)件，是目前建筑行業(yè)最為廣泛的一種加固形式。增大截面加固的工程成本較低，可采用噴射混凝土或錨噴混凝土，不僅快速、早強(qiáng)、施工工藝簡單,很多情況下可以不影響其他生產(chǎn)過程。也可使用鋼筋混凝土套箍加固技術(shù)，鋼筋混凝土套箍加固技術(shù)通過在混凝土構(gòu)件的外表面新增一個(gè)鋼筋混凝土套箍層來約束原有混凝土的橫向變形，提高原混凝土的強(qiáng)度。缺點(diǎn)是濕作業(yè)，施工期長。此法特別適用于原尺寸顯著偏小及軸壓比明顯偏高的構(gòu)件加固。

2.2.2 外加預(yù)應(yīng)力加固法

外加預(yù)應(yīng)力加固法適用范圍廣泛，其是在構(gòu)件外部采用鋼拉桿或預(yù)應(yīng)力型鋼撐桿對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法，可以根據(jù)具體工程進(jìn)行選擇。該方法主要適用于原構(gòu)件截面偏小或需要增加使用荷載，原構(gòu)件需要改善其使用性能或者原構(gòu)件處于高應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)，且難以直接卸除其結(jié)構(gòu)上荷載的情況[2]。采用外加預(yù)應(yīng)力加固法，需要根據(jù)被加固構(gòu)件的受力性能、構(gòu)造特點(diǎn)和現(xiàn)場條件來選擇合適的預(yù)應(yīng)力方法，具體加固方法和計(jì)算可以參考文獻(xiàn)[2]。各種加固構(gòu)件需要滿足相關(guān)規(guī)定,同時(shí)進(jìn)行防銹蝕處理，建筑物的工作環(huán)境不應(yīng)高于60℃,因?yàn)榧庸虡?gòu)件在高溫下會(huì)軟化，從而降低了結(jié)構(gòu)的安全性。此法主要用于大跨度梁、長板、網(wǎng)架等情況。

3 結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，加固技術(shù)不斷地完善，新型結(jié)構(gòu)體系（隔震技術(shù)、消能減震技術(shù)等）和構(gòu)件加固技術(shù)的應(yīng)用使得既有建筑改造技術(shù)得到了較大范圍的推廣使用。工程師可根據(jù)現(xiàn)場檢測鑒定結(jié)果進(jìn)行多方案比較，確定工程加固應(yīng)用中選用何種加固方案，選擇合理的計(jì)算方法及加固技術(shù)，從而節(jié)省加固成本，提高加固效率。

[1]GB 50023-2009,建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2009.

[2]GB 50367-2006,混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2006.

[3]DGJ 08-81-2000,上海市地方標(biāo)準(zhǔn).現(xiàn)有建筑抗震鑒定與加固規(guī)程[S].2000.

[4]薛彥濤,范蘇榕.傳統(tǒng)抗震加固技術(shù)與抗震加固新技術(shù)的介紹[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì),2006,08.

[5]GB 50011-2010,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010.