砌体房屋抗震加固及其性能研究
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摘要：在强烈地震中，砌体结构的震害相当严重。砌体结构是我国建筑中普遍使用的一种结构形式，因此是抗震加固的主要对象。虽然人们对砌体结构的抗震加固投入了大量的人力和财力，但是对选择适合的加固方式仍然存在着疑惑。本文对目前常见砌体房屋的加固方法进行简要讨论，并进行了简单分析。
中图分类号：F126 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）14-0197-02
地震是一种不可抗拒的自然现象，严重地影响着人们的生活和各类生产活动。因为砌体结构材料属脆性材料，强度较低、变异较大，结构的整体性和抗震性能较差，地震发生时，砌体结构的房屋容易被破坏。另外，在地基产生不均匀沉降或有温度变形作用时，极易产生各种裂缝，在长期的使用过程中会产生程度不同的损伤或破坏，更增加了砌体房屋破坏的严重性。[1]目前砌体结构在我国房屋建筑中应用广泛，尤其是在广大村镇房屋建筑中占很大比重，而我国又是一个多地震的国家，历次震害表明，多层砌体结构房屋受地震的破坏最为严重。为此，除在砌体房屋的设计和施工中采取必要的措施防止开裂外，如何提高砖砌墙体的抗剪强度和抗裂性能，及如何对已开裂的墙体进行加固修复，是当前砌体结构房屋中急待解决的问题之一。本文就基于目前对砌体结构加固的发展及其研究现状，对一些加固方法进行简单介绍，从而让我们对砌体结构的抗震加固有一些了解和认识。
一、砌体结构房屋抗震加固原则
1.砌体房屋结构整体稳定性的强弱是判断其抗震性能好坏的重要依据，满足结构的整体稳定性是砌体结构房屋抗震加固的基本原则；
2.加固时应在原有结构的基础上进行加固，加固后的砌体房屋结构不发生变化，不影响原有房屋的结构；
3.加固后的房屋应该保证局部刚度不会发生突变，并且质量分布均衡；
4.加固后砌体结构和构件的抗震能力要比加固前强，可以达到预定的抗震能力。[2]
二、砌体结构加固技术和方法
抗震结构的加固一般包括民用建筑、公共建筑、工业建筑、构筑物和城市基础设施等。进行房屋抗震加固的目的是增强建筑物的整体性，使其抵御地震破坏的性能提高。一般做法是加构造柱、圈梁、加钢筋网墙、对墙面进行处理、设圆钢拉杆、外包柱等。[3]砖墙体承载力和抗震构造措施是砖混结构加固的重要内容，墙体是砖混结构受力的主要受力构件，其质量好坏决定了整个建筑物抗震性能的好与坏。圈梁和构造柱为砖混结构的主要抗震措施。构造柱与现浇圈梁及内墙拉杆结成整体，形成外包框架，是加强房屋整体抗震性能的有效措施。[4]
1.增设圈梁加固：增设圈梁主要起到连接的作用，属于构造配筋。增设的圈梁楼、屋盖的同一标高平面内闭合，在阳台、楼梯间、窗户附近应拐弯通过在变形缝两侧闭合。圈梁宜连续地设在同水平面上，以避免建筑物质量分布不均和局部刚度发生突变，并沿纵横墙应形成封闭状。[1]当圈梁被门窗洞口截断时，应在洞口上部增设相同截面的附加圈梁。附加圈梁与圈梁的搭接长度不应小于其中垂直间距的二倍，且不得小于1m。[2]增设圈梁加固可以使楼板和墙的整体性和稳定性加强，地震时圈梁可以箍住楼盖，提高楼盖刚度。并且，对于地基不均匀沉降引起的变形也有一定的抵抗能力。
2.增设梁垫加固：当大梁下砖砌体被局部压碎或大梁下墙体出现局部竖直裂缝时，可增设梁垫进行加固。加固时需要剔除部分砖块，可用等级稍强的水泥砂浆代替。增设梁垫的目的是增加梁对墙体的作用面积，减小梁下面砖块的应力，以避免由于砖块应力不够导致压碎而破坏整面墙体。[5]单纯的增设梁垫对房屋增强抗震强度的作用不是很大，墙体的整体性并没有得到提高，应当同时加固墙体整体性连接，如增设圈梁、外包钢筋网片等。
3.无粘结外包型钢加固法：该法属于传统加固方法，其优点是施工简便、现场工作量和湿作业少，受力较为可靠，适用于不允许增大原构件截面尺寸，却又要求大幅度提高截面承力的砌体柱的加固，其缺点为加固费用较高，并需采用类似钢结构的防护措施。[6]外包所采用的型钢需要型钢厂配设，且施工时对施工人员的专业技术要求较高。外包后的墙体在截面尺寸上改变不大，整体性、强度、刚度都得到有效的提高，但是外观的美感降低，对于有外观美感要求的装饰房屋还需要进行装饰。[7]
4.外加钢筋混泥土柱加固法：设置外加柱可以增加房屋抗倾覆能力，对局部易损墙段的承载力有显著提高。设置外加柱时应当适当选择位置，一般设置在房屋外墙的四角转角处、楼梯间与外墙交接处外侧、内外墙的交接处外侧及外墙墙垛处等建筑物需加强的部位。外加柱应该全长贯通，并不得错位。当建筑物有变形缝或抗震缝时，应在缝的两侧分别设置外加柱不得合为一根设置。[2]外加柱的混泥土强度应不小于C20，柱的截面尺寸和配筋率也有一定的要求。
5.砌体局部拆砌：当房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影响承重及安全时，可将破裂墙体局部拆除，并按配合比提高砂浆强度一级用整砖填砌。墙体的修补可采用以下做法：凿去墙体抹灰层，用清水冲洗墙面，以冲掉墙面灰尘。设置胀锚螺栓，焊接竖向固定钢筋，绑扎横向钢筋及斜向钢筋。用强度较高的矿渣水泥、中砂，按比例拌制砂浆，分层分段抹灰。[1]
6.砌体裂缝修补：在进行裂缝修补前，应根据砌体构件的受力状态和裂缝的特征等因素，确定造成砌体裂缝的原因，以便有针对性地进行裂缝修补或采用相应的加固措施。修补时可采用压力灌浆修补，满墙灌浆可以加固砌筑砂浆饱满度差或砌筑砂浆强度偏低的墙体。对于抗震加固效果而言，层间隔震加固和增设构造柱、圈梁、钢拉杆的抗震效果较好。[4]
据统计，世界上130次巨大的地震，其中95%以上的人员伤亡，是由抗震能力不足的建筑物倒塌造成的。因此抗震加固对于减轻地震时生命财产的损失是非常重要的。[1]抗震加固是减轻地震灾害的重要措施，但在现实中对已有的建筑物却缺乏必要的加固措施。一方面，目前还有大量不满足抗震设防要求的建筑物，必须积极推进抗震加固工作；另一方面，从保护生态环境的高度来说，也应尽量不拆除现存的这些不满足抗震能力要求的建筑，而采用抗震加固技术，即使不面对地震，营造可持续发展的社会环境也是极其重要的。[7]由于高科技的快速发展，在加固工程中越来越多的高科技产品及方法将得到应用。抗震加固是一项有着社会效益和经济效益的重要措施。
参考文献：
[1]谷军明，，卢谅，杨海名.对砌体结构抗震加固探讨[Z].昆明理工大学，2004.
[2]薛素铎，赵均，高向宇.建筑抗震设计[M].北京：科学出版社，2007.
[3]任振甲.既有砖混结构房屋抗震加固做法与分析[J].华中建筑，1998，（01）.
[4]唐佩韦.关于抗麓加固的若干设想[J].北京建筑工程学院学报，1994，（9）.
[5]张震，宋红.民用建筑房屋接层改造鉴定及抗震加固设计探讨[J].辽宁建材，2002，（3）.
[6]张立人.建筑结构检测鉴定与加固[M].武汉理工大学出版社，2003，（9）.
[7]全学友，刘春茂，赵国.对砌体结构抗震设计的几点建议[Z].重庆建筑大学建工学院，2000.
基金项目：2013年国家级大学生创新创业训练计划项目基金项目的资助。项目编号：1302。