砖混结构房屋抗震加固设计方法研究

汪 盛

湖南省建筑设计院有限公司，湖南长沙 410000

作为一种无法避免，且难以预测的自然灾害现象，地震对我们的日常生活带来的影响是巨大的甚至是灾难性的，一旦发生地震，将会给人们的工作和生活带来重大的损失。我国是地震多发国家，以往发生过的地震带给我们的教训是惨烈的，如2008年的汶川大地震，给当地和全国都带来了极大的经济和生命财产损失。因此对于民用建筑，特别是砖混结构房屋的抗震加固的设计具有十分重要的意义。根据以往的统计，砖混结构一旦遭受地震，通常会受到很大程度的破坏，其中达到严重破坏程度的占到三成以上。砖混结构目前已经成为我国最重要的建筑形式，其通常取自当地的建筑材料进行施工，但是用到的主要结构材料属于脆弱、延性较差的砌体，对于抗震性能设计十分不利，因此改善砌体结构的延性便成为砖混结构房屋加固的重中之重。

1 砖混结构抗震加固方法

对于结构抗震加固而言，通常有三种方法：其一是外加固法，其二是内加固法，其三是夹板墙加固法。其中，外加固法是结合砖混结构房屋的层数和抗震性能鉴定结果在建筑的外部加设符合要求的构造柱、圈梁等，保证构造柱、圈梁和墙体成为共同抗震的整体结构。显而易见，这种改造方法对于建筑内部的使用环境影响不大，对住户的影响较小，但是对建筑的外表立面影响较大。内加固法的基本原理和外加固法类似，均是对建筑增设构造柱、圈梁和拉杆等，不同的是，内加固法是在建筑的内部进行加固，对建筑的外部立面影响较小，但是会在一定程度上影响内部的使用面积，因此这种方法一般适用于公共建筑，尤其是街道附近的建筑。夹板墙加固法是在砖混结构房屋的原有的抗震墙体上进一步提高其抗震性能，最为常见的夹板墙加固法是钢筋网水泥砂浆面层加固法，这种方法是将加固墙体的一面或两面设置钢筋网，再配合插筋、锚筋、拉筋等将其连接至建筑主体部位。

2 外加固法和内加固法的具体处理方法

砖混结构房屋的抗震加固，具体为加构造柱、圈梁，加钢筋网墙，设圆钢柱拉条、外包柱等（图1）。

图1 加固平面示意图

2.1 外加固法

（1）加扶壁构造柱。对于所要加固的砖混结构房屋，若没有设置构造柱，则应当在隔间处设置扶壁柱。扶壁柱采用能够穿墙的U型筋和墙体进行连接，U型钢筋穿墙前，要先在墙内刮掉抹灰层，使U型筋能够紧贴墙体，同时要将外部的钢筋做好弯钩，并在阳角处设置L型扶壁柱，以起到良好的加强作用（图2）。

图2 加固构造柱

（2）加圈梁。对于所要加固的砖混结构房屋，若没有设置圈梁，则应当根据抗震要求加设圈梁。圈梁的增设要结合砖混结构房屋的特点进行具体的设计，若加固圈梁断面小，与原墙体的连接整体性不强，则应当多设几道圈梁。若待加固房屋已有圈梁，可以在原有的圈梁钢筋的基础上焊接新的圈梁钢筋，从而省去加设穿墙筋的步骤。

（3）加横向拉结圆钢。对于需要加设横向拉结圆钢的情况，可以每隔2～4开间在横墙和楼板交接处的横墙两侧加设加设圆钢，并利用螺栓进行固定。

（4）外廊柱的加固。对于所要加固的砖混结构房屋，若砖柱的截面面积较小，则要利用外包钢筋混凝土套或紧贴柱四角加角钢进行外廊柱的加固（图3）。

图3 加固柱

2.2 内加固法

外加固法对建筑内部的使用面积影响不大，但会造成较大的外部立面影响。对于普通的居民住宅，如果处理得当，可以实现建筑立面和加固后的线条互相映衬，从而降低影响；但是对于一些公共建筑，尤其是临近街道的建筑，采用外加固法会较大程度上影响建筑的外观，这时便可以采用内加固法。

（1）横墙加钢筋网。根据所要加固的砖混结构房屋的结构情况，每隔一定的开间数加设钢筋网，可以单面或双面设置，单面设置时，可以采用50mm厚的C20混凝土，双面设置时，可以采用60～80mm的C20混凝土，加固的具体间距应当有抗震设计验算进行计算。加设的钢筋网应当至少有一半穿透楼板，并且不得错位。

（2）空旷房间加内扶壁柱。加设内扶壁柱和加设外扶壁柱的做法类似，不同点在于无需钢筋穿墙，只需要在墙体内部移除砖体，并进行钢筋锚固，然后进行混凝土浇筑即可。

（3）内圈粱。内部圈梁的增设需要沿着外墙的里皮和楼板的交接处进行施工，内圈梁的做法和外圈梁类似。

3 工程案例

3.1 工程概况

某中学宿舍楼为三层砖混结构，现浇砼楼盖，砖条基。宿舍楼长29.94m，宽8.52m，共三层，层高3.2m。三层北侧外挑走廊宽1.32m。

3.2 加固方案

（1）增加设置构造柱。构造柱由混凝土浇筑而成，具有良好的抗侧向变形性能。当构造柱发挥作用时，建筑一般已经进入破坏后期，因此其对建筑物整体的强度验算作用不大，而主要作为抗震的构造措施采用。地震作用时，如果墙体开裂无法承受建筑荷载，构造柱便可以通过自身的塑形变形和摩擦作用消耗掉地震的能量，从而减小地震对建筑的整体破坏。构造柱还可以起到对破碎墙体的限制作用，可以使得墙体只能在其所处平面内滑动，并且还可以继续承担一定的竖向荷载和水平向地震作用力。

（2）新增钢圈梁。圈梁是十分重要的一种房屋抗震措施，在多层砖混结构房屋中，圈梁的抗震作用更为显著。圈梁的特点主要体现在以下几方面：第一，能够加强房屋的整体性，提高建筑的抗地震水平剪切的能力，从而提高对地震的抵抗效果。圈梁将房屋连接成一个整体，减小楼板和墙体在地震时分散出去的可能性。第二，可以提高楼盖水平方向的刚度，楼盖在圈梁的约束作用下，受到环箍的作用，提高了建筑的整体性。第三，可以控制建筑在地震时产生的开裂程度，圈梁的存在可以限制裂缝只发生在圈梁之间，从而使得墙体的抗震性能得到提高。第四是圈梁能够降低地震引起的建筑不均匀沉降的问题，从而更好地保护房屋不发生进一步破坏。

4 结语

砖混结构房屋是我国现存最为广泛的建筑形式之一，作为民用建筑的重要组成部分，其安全性能越来越受到人们的高度重视，因此砖混结构房屋的抗震加固设计是十分重要的。在进行砖混结构房屋加固时，可以根据具体情况采用外加固法、内加固法或者夹板墙加固法。我国是一个地震多发的国家，房屋抗震的作用显著，因此只有认真做好房屋的抗震加固设计，才可以保证人民的生命财产安全。