浅谈既有建筑抗震加固改造技术

浅谈 既有建筑 抗震加固改造技术

林加惠

（珠海保税区建设开发有限公司，广东 珠海 519030）

摘 要：随着我国建筑技术的不断进步，抗震加固方法也逐渐多样化。本文介绍了我国抗震加固技术的历史进展，同时将抗震加固技术分为传统加固技术和新型加固技术两大类，论述了抗震加固技术的重要性，再次证明了进行抗震加固是提高既有建筑抗震能力最有效的途径，并建议工程建设过程中，应结合工程实际，从安全和经济出发，选用较为合适的抗震加固改造技术。

关键词：既有建筑；抗震加固；新型抗震加固技术；消能减震；

引言

国外建筑结构的发展历程表明，当工程建设进行到一定阶段后，工程结构的维修改造将成为主要的建设方式。而我国的工程结构，特别是历史建筑物或者旧工业建筑再利用改造，已经迫切需要对既有建筑物进行抗震鉴定和加固。因此建筑物的抗震加固技术研究将是我国今后建筑市场的一项重要任务。

我国从1977年就开始进行建筑物抗震加固方面的研究，期间进行了556项足尺模型试验，编制了《民用砖房抗震加固技术》^[1-2]。我国的抗震设计规范，也经历了从无到有、从试行到实践的发展过程。汶川地震的发生使我国对于建筑物的抗震鉴定和加固又掀起了新一轮的高潮，震害再次证明，抗震加固才是提高现有房屋抗震能力最有效的途径。从汶川地震发生后的这几年间，我国的抗震技术又得到进一步的改善，出现了许多加固新技术。

传统的抗震加固，广泛应用在抗震加固工程中，造价经济，对施工条件要求不高，大部分技术都已经经受了实际地震的考验，效果可靠，有其优势所在。但是，采用传统的加固方法施工复杂、有时尚需加强基础或新增加基础，施工周期长，干扰用户。随着抗震加固技术的不断发展，采用新型抗震加固方法，耗能器及其支撑构件、连接件及装置等都可预先制作，现场安装，因而施工方便简单、施工周期短等良好效果。因此，新型抗震加固方法在也在加固市场上牢牢占据了一席之位。

2 传统抗震加固技术

传统加固技术主要出现于1980年至1990年期间，重点关注抗震承载力及抗震构造措施的加固。传统加固技术效果可靠，在市场上广泛运用，已在许多工程实例得到验证。

2.1 增加构件

在原有建筑结构中，可以根据抗震等级要求，增加构件，改善建筑结构，增强建筑结构整体稳定性。一般情况下，针对墙体、支撑、柱子、拉杆等可通过增加构件的方式，不断提高其承载力与抗震性能 ^[3]。

2.2 扩大面积

混凝土构件加固，也可以采用增加截面方式，使建筑结构更加具有稳定性 ^[4]。在选择构件时，应注意与原结构材料相同，同时增加构件截面面积，借此提高建筑构件承载力与截面刚度、延性等，使建筑结构自身具备较好的抗震性能。

2.3 外加预应力

外加预应力是现下较为常见的加固方法，借助外加预应力方式，能够在保证建筑物内空间分布形式不变的情况下完成加固，最大程度上减少应力，使建筑结构承载力、抗震能力有所提升。目前，该方法在混凝土板面、梁柱等频繁使用，具有明显优势^[5]。

2.4 结构构件外包

外包，主要针对构件自身来完成加固，在提高构件抗震能力的同时，利用建筑结构整体性特点，提高建筑结构自身安全性与稳定性，具备较好稳定性。外包有以下方法：（1）利用混凝土面层完成加固；（2）使用钢筋网，增加砂浆面层完成加固；（3）可使用碳纤维粘贴构件，提高构件承载力，由于碳纤维具有较强弹性、重量较强，同时还具有较强耐腐蚀性，使用性能较久，因此可以在建筑行业中得到广泛利用^[6]。

3 新型抗震加固技术

采用传统的既有建筑抗震加固设计方法往往会导致加固量、加固施工面、造价等大幅度增加，同时不可避免地对原建筑的使用带来较大影响。新型加固技术由于其能够大大降低甚至消除抗震加固施工对建筑功能的中断和影响，在不破坏建筑物使用功能的前提下，实现对建筑物抗震性能的提升。目前这类技术在地震多发国日本广泛被运用，是未来新型加固技术发展的趋势。

3.1 隔震加固

隔震技术是在上部结构和基础之间设置铅芯橡胶隔震支座，利用支座在水平地震作用下的变形来吸收和耗散地震能量，增大上部结构的自振周期，阻隔地震能量向上部结构传递，从而减少结构的地震反应。美国、新西兰均有采用该技术进行抗震加固的实例^[7]。采用隔震方法进行抗震加固时，必须将现有结构在底部截断，在基础和上部结构之间安装隔震垫，同时上部结构也应与周围围护部分完全脱开，因此给实际施工造成了很大困难。如果将隔震方法进行抗震加固与建筑整体平移相结合^[2]，在需要整体平移的建筑下部设置隔震支座，这样既为隔震方法进行抗震加固创造了几近完美的条件，同时也大大提升了平移后建筑的抗震能力，将促进隔震技术和建筑平移技术的发展。目前同济大学和山东建筑大学在这方面有着不错的研究，也有不少成功的建筑平移案例，如上海音乐厅。

3.2 消能减震技术加固

消能减震加固方法是通过在结构上安装消能减震装置来达到抗震加固目标的新方法。在强烈地震作用时，随着结构侧向变形的增大，耗能(阻尼)减震器率先进入耗能状态，大量耗散输入结构的地震能量，并迅速衰减结构的地震反应，使主体结构避免或延迟出现明显的非弹性变形，确保结构的安全性。从90年代以来，我国学者和工程技术人员也致力于该技术的研究与工程实用。一些标志性建筑如北京火车站、北京展览馆、中国革命历史博物馆等大型建筑先后采用了该项加固技术^［8］。

3.3 钢绞线网聚合物砂浆面层加固

该加固方法是通过聚合物砂浆与被加固构件混凝土面的粘合力，将被加固构件所受到的外荷载作用，传给钢绞线承担。由韩国率先提出并深入进行了材料研究和应用试验研究，已在韩国形成一定的市场规模。此后，中国建科院工程抗震研究所进行了钢绞线加固技术的系列研究，基于国产材料。目前，该技术已应用于北京中国美术馆、厦门郑成功纪念馆等建筑的抗震加固。

4结语

本文通过对传统抗震加固技术与新型技术进行了比对分析，得出结论如下：

1. 抗震加固技术是提高既有建筑抗震能力最有效的途径。

2. 传统抗震加固技术由于自身存在的施工设计便捷、费用支出低廉等特点依然占据加固市场的主要地位。新型抗震加固技术由于方法手段便捷灵活，也逐渐被市场接受。

3. 选择加固方法要根据工程实际情况，必要时，可将二者合并起来使用，取其长补其短。

参考文献

[1] 田杰， 刘志刚. 我国建筑抗震加固的回顾与建议[J]. 工程抗震与加固改造， 2006， 28(6): 16-19.

[2] 张敬书. 建筑抗震鉴定与加固[M]. 北京: 中国水利水电出版社， 2006， 5-12.

[3]马吉福.建筑主结构外部装饰抗震加固方法研究[J].华南地震， 2019，39(4):130-135.

[4]程洁，李茜.高层建筑结构抗震设计和加固措施分析[J].工程技术研究，2019，4(4):197-198.

[5]徐栋，崔诗才，孟昭博.传统抗震加固技术与基于性能设计的新型加固技术对比研究[J].住宅与房地产，2016(24):128+132.

[6]谢汪洋.基于性能的消能减震技术在加固工程中的应用研究[D].合肥:合肥工业大学，2021.

[7] 周福霖. 工程结构减震控制[M]. 北京: 地震出版社， 1997， 42-43.

[8] 王亚勇， 薛彦涛， 欧进萍， 等. 北京饭店等重要建筑的消能减振抗震加固设计方法[J]. 建筑结构学报， 2001， 22(2): 35-39.

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