浅谈多层建筑结构的抗震加固技术

王 卉

云南大东电力设计有限公司，云南昆明 650000

我国地震发生率相对较高，虽然地震的规模不是很大，但是需要对此有足够重视。地震灾难发生，不仅会导致房屋倒塌，同时还会造成严重人员伤亡，产生难以估量的损失和影响。随着社会经济的发展进步，城市建筑正在向着多层化和综合化方向发展，为了使人们的生命财产安全得到有效保证，多层建筑设计过程中对设计人员有严格要求，必须要综合多个方面因素分析考虑，提高在建筑结构抗震设计方面重视度。在设计过程中，结合建筑实际情况，应用抗震加固技术，取得理想的建设效果，实现对地震的有效抵抗，保护人民生命健康，本文就此展开了研究分析。

1 多层建筑结构抗震加固技术应用必要性

我国地震爆发频率高，自20世纪以来，我国地震次数高达几千次，6级以上地震次数超过500次。通过总结地震破坏性发现，建筑质量不达标、设备破坏等是造成人员伤亡和经济损失的一项主要因素。世界上地震超过95%人员和财产伤亡与多层建筑倒塌密切相关。汶川地震发生后，技术人员对多层建筑结构抗震加固技术重要性有了清楚全面的认识和了解，利用相应技术措施，能够有效控制人员伤亡以及财产损失，因此，将抗震加固技术应用在多层建筑结构设计中十分必要。

2 抗震加固原则

抗震加固需要遵循以下几个方面原则：第一，加固的目标和根据以抗震检定结论为主，通过综合性分析考虑，选择整体加固、区段加固以及构件加固等方式，使其整体性得到提高，实现对构件受力状况的改善和强化，取得理想的抗震效果；第二，在加固构件以及新增构件布置方面，需要控制和消除各类不利因素的影响，避免由于局部的加强导致结构刚度和强度突变；第三，新增构架与原有构件之间需要形成可靠连接，保证新增抗震墙、柱等有稳定可靠的基础；第四，如果原结构与加固使用相同类型材料，在强度等级方面不能低于原结构材料等级；第五，针对门脸、出屋顶烟囱等不符合检定要求、容易倒塌伤人的构件，必须要给予相应的处理措施，或者将其拆除。

抗震加固技术应用在多层建筑结构中，需要结合具体功能损坏程度有所区分，如果抗震性能不满足要求，需要做好总体功能以及结构的恢复，但并非每个构件都恢复其功能；另外，还需要注意控制加固过程中因为局部应力改变所形成的薄弱层。

3 传统抗震加固方法

3.1 板墙加固

砌体结构可在墙体单面或双面采用水泥砂浆、钢筋网砂浆面层或现浇钢筋混凝土板墙加固。通过混凝土墙板加固方式，能够使墙体承载能力明显提升，实现对墙体裂缝的有效控制。混凝土板墙加固属于一种建筑结构抗震加固最基本、最有效的加固方式之一，能够使建筑整体性能和抗震能力明显提高。这种施工方式可靠性非常高、造价低、刚度和强度能够得到有效保证，但是其在实际应用中必须要保证基础结构有非常好的承载力，整个施工需要较长时间，噪音大。

3.2 设置抗震墙

抗震墙是多层结构常用加固方法，当房屋刚度较弱、明显不均匀或有明显的扭转效应时，可增设抗震墙加固。既有建筑在设置抗震墙时，可选择以下几种不同方式：第一种，在柱、梁框架空间内设置抗震墙；第二种，对现有墙体加固处理，将其变为抗震墙；第三，通过封堵墙体洞口方式使其变为抗震墙。设置抗震墙方式能够实现对地震作用的有效承担，提高结构变形控制有效性，且布置灵活。增设抗震墙时，应注意做好新增墙体与原有构件之间关系的处理。抗震墙体设计布置时，还需要注意，抗震墙本身刚度非常大，保证加固后整体结构刚度均匀。

3.3 加固梁柱

某些建筑结构相对较为特殊，受到其使用功能等因素限制，无法设置抗震墙加固。在这种情况下，可通过加固原有梁、柱方式，使结构承载力得到提高，实现对构件延性的优化，取得相应抗震加固效果。当混凝土梁柱设计与实际承载力相差较大且刚度也不满足要求时，通常可采用增大截面法（一般为原构件同种材料），这种加固方式工艺简单、受力可靠。当结构的抗弯、抗剪承载力不够或建筑抗震达不到要求时，可通过加固钢构套、钢板粘贴、复合纤维粘贴等方式有效提高梁柱承载力，改善结构延展性。

3.4 增设支撑

钢筋混凝土结构柱与梁结构框架内部还可以通过设置支撑方式取得相应抗震加固效果，这种加固方式工期短，加固支撑重量不是很大，能够使结构的强度和延性显著提高。国外建筑增设支撑施工不会对房间内部使用产生影响，如果选择钢支撑方式，在具体设计过程中需要与拉杆件相结合，受到反复地震力作用，容易发生屈曲变形，震后需要对其更换。

3.5 设置外部框架

通过在建筑物外部设置框架方式，将外部框架与现有建筑主体结构相互连接，能够使建筑物的支撑力和延性得到有效保证，这种方式在低、中层建筑方面应用十分广泛，但是必须要保证建筑物四周有足够的空地。

4 抗震加固技术发展

大量试验研究以及地震记录表明，混凝土建筑结构中隔震技术的应用能够使结构水平地震作用明显减少，能够降低60%左右水平地震作用，实现对结构以及非结构地震破坏的有效抵抗和减轻，保护建筑物内部人员和设施安全，震后保证建筑物可正常使用。当前在新建筑中，隔震技术的应用不断优化和完善，将隔震技术应用在对现有建筑抗震修复以及补强方面，同样可以取得非常好应用效果。其思路是充分利用现有建筑结构抗震能力，将隔震装置设置在需要加固的层间或者下部等位置，通过对地震能量的隔离和吸收，降低建筑结构地震反应，使结构抗震能力有明显提高和改善。

隔震技术的特点主要集中在以下两个方面：一方面，隔震建筑在结构形式方面向着多元化方向发展，从最开始的混凝土结构和砌体结构方面应用逐渐发展至现有的组合结构和钢结构等；另一方面，隔震技术应用范围不断扩大，最开始仅应用在核电站等一些重要建筑中，现阶段在民用建筑建设中的应用越来越广泛。

5 隔震加固方法的应用优势

与传统加固方法相比，隔震加固方法有着明显的应用优势：第一，在强震作用下，能够实现对建筑物安全的有效保护，当有强震产生时，隔震装置进入非弹性状态，能够吸收和隔离大部分地震能力，保持上部结构良好弹性，避免其进入明显塑性状态，也就是说，隔震技术的应用，即使在强震情况下，建筑安全性仍能得到保证；第二，隔震加固技术的应用在工程形式方面限制较小，隔震加固技术可以应用在多种不同类型工程情况，能够在保证结构自身安全性的同时避免建筑物内部设施遭到破坏。在砖石结构、钢筋混凝土结构、钢结构等不同结构体系方面都可以取得非常好的应用效果；第三，隔震加固技术能够实现对工程造价的有效控制，隔震加固技术的应用需要设置较小隔震层，在具体的加固施工中，只需要对上部结构进行加固，获取采取很小修复补强即可，尤其将隔震加固技术与结构平移同时使用；与新建工程相比，建设成本可节约30%～70%，建设周期可节约65%～70%，可以产生非常大的经济效益和建设效益；第四，在历史纪念性建筑物修复补强方面有非常好的应用效果，隔震加固技术在实际应用中，隔震支座的方式有非常大选择性，在建筑物布置中灵活性高，能够有效避免加固过程中隔震支座安放位置影响到建筑结构美观，使建筑物原有风貌得到有效保护，将其应用在历史纪念性建筑物补强修复方面，抗震加固效果十分显著。

6 结语

我国地震事故发生率相对较高，一旦有地震出现，不仅会破坏建筑物结构，还会对人员和设施的安全产生严重影响和威胁，产生巨大损失。当前建筑工程项目建设存在明显的多层化特点，在多层建筑中，为了实现对地震的有效抵抗，降低地震的影响和破坏，保证人员和设施安全，必须要做好抗震加固技术的应用。传统的抗震加固技术包含设置抗震墙、加固框架梁板柱、增设支撑、设置外部框架等，这些加固技术在实际应用中有一定的限制，很难取得理想的抗震加固效果。隔震加固属于一种新的抗震加固技术，将其应用在多层建筑结构中，与传统加固技术相比，有着明显的应用优势，能够使建筑结构抗震水平明显提升，地震情况下能够更好地保障人员和设施安全。