砌体结构抗震加固技术问题研究

关键词：砌体结构，抗震加固，综合抗震能力指数

 

　　2008年5月12日，在我国四川省汶川县发生了里氏8.0级大地震，震害较为严重地集中在砌体结构房屋，最典型的就是预制板结构的多层住宅楼和学校教学楼。汶川地震中砌体结构房屋的震害情况，为我们敲响了警钟，同时也提供了十分重要的借鉴经验，对改进建筑抗震设计和抗震加固技术具有十分重要的意义。

　　对砌体结构进行抗震加固的方法有很多，主要有增设抗震墙、外加圈梁-钢筋混凝土柱加固、钢筋网砂浆面层加固、钢筋混凝土板墙加固、支撑加固、包角加固等等，本文在如何选择抗震加固技术时，本着从结构体系——结构材料——结构构件——构件连接——非结构构件的顺序原则来进行抗震加固。

　　1、建筑层数及总高度超限：历次震害证明，砌体建筑的层数越多，高度越高，其地震破坏就越大。因为建筑层数及高度值越大就意味着侧向地震作用就越大，同时也加大了建筑底部的倾覆力矩。因此在地震中，倾覆力矩过大使得底部墙体产生过大的压力和剪力而被破坏。《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）第5.2.2节和第5.3.1节中分别对A类建筑和B类建筑做出了具体规定，《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2001）（2008年版）第7.1.2节中对C类建筑也做出了具体规定。

　　当砌体房屋的总高度及层数均超限时，应采用改变结构体系的加固方案，具体有以下两种形式：（1）双面普遍加钢筋混凝土板墙形成组合墙的方法；（2）增设一定数量的钢筋混凝土单面或双面板墙的方法，混凝土板墙厚度单面不小于140mm，双面合计不小于140mm，且结构全部地震作用分别由两个方向增设的钢筋混凝土板墙承担，并应计入竖向压应力滞后的影响，墙体配筋按混凝土剪力墙结构计算确定（原砌体墙不承担地震作用）。

　　2、平立面不规则、具有明显扭转效应：合理的建筑布置在抗震设计中是头等重要的，提倡平、立面简单对称。因为震害表明，简单、对称的建筑在地震时较不容易破坏。而且道理也很清楚，简单、对称的结构容易估计其地震时的反应，容易采取抗震构造措施和进行细部处理。“规则”包含了对建筑的平、立面外形尺寸，抗侧力构件布置、质量分布，直至承载力分布等诸多因素的综合要求。硕士论文，综合抗震能力指数。。建筑平面、立面应尽可能简洁、规整，使结构质量中心与刚度中心相一致。建筑立面应避免头重脚轻，房屋的重心尽可能降低，避免采用错落凹凸的立面，突出建筑屋面部分的高度不应过高，以免地震时发生鞭梢效应，同时应控制好结构竖向强度和刚度的均匀性。

　　当建筑的平立面、质量、刚度分布和墙体等抗侧力构件的布置在平面内明显不对称时，应进行地震扭转效应不利影响的分析，尽量在适当部位设置抗震缝，将体型复杂、平面不规则的建筑分割成几个相对规整的独立单元；当结构竖向构件上下不连续或刚度沿高度分布突变时，应在缺失部位补砌筑新墙体，使主要受力墙体沿竖向上下连续，并选择合适部位用钢筋网砂浆面层加固墙体，使加固后的楼层综合抗震能力指数大于1.0，且不宜超过下一楼层综合抗震能力指数的20%。 

　　3、房屋的整体性不满足要求：在地震中多层砌体结构的纵、横向地震作用主要由相应墙体承担。因此，纵、横墙的合理布置且控制横墙的间距，可控制纵、横墙的侧向变形，增强了空间刚度和整体性，对承受纵、横两个方向的水平地震作用及抗弯、抗剪都非常有利。硕士论文，综合抗震能力指数。。墙体布置时，应尽量采用纵墙贯通的平面布置，而当纵墙不能贯通布置时，则应在墙体交接处采取加强措施。

　　当纵横墙连接教差时，可采用钢拉杆、外加柱及圈梁的方法来加固；当墙体布置在平面内不闭合时，应增设墙段形成闭合，在开口处增设现浇钢筋混凝土框；当构造柱和圈梁的布置不满足构造要求时，可采用外加柱及圈梁内加拉杆的方法，或者采用钢筋网砂浆面层或钢筋混凝土板墙加固，在面层及板墙内设置配筋加强带来代替构造柱及圈梁的作用，从而全面提高房屋的整体性及刚度。

　　4、砌块及砂浆强度不满足：采用钢筋网水泥砂浆面层。水泥砂浆面层的厚度宜为20mm，钢筋网砂浆面层的厚度宜为35ram，再厚则己不 经济 。钢筋外保护层厚度不应小于10mm钢筋网与墙面的空隙不宜小于5mm；这是因为钢筋的外保护层要确保钢筋避免锈蚀，而试验和现场检测表明，钢筋网竖筋紧靠墙面将会导致钢筋与墙体无粘结，加固效果不好，而采用5mm的间隙有较强的粘结能力，使得钢筋网砂浆与原墙体共同作用。钢筋网的试验结果表明，钢筋间距不宜太小或太大，网格尺寸实心墙宜300mm×300mm，空斗墙宜为200mm×200mm，这样钢筋的作用才能发挥出来。单面加面层的钢筋网应采用L形锚筋，用水泥砂浆固定在墙体上；双面加面层的钢筋网应采用S形穿墙筋连接，L形锚筋的间距宜为600mm，S形穿墙筋的间距宜900mm，呈梅花状布置。钢筋网四周应与楼板或大梁、柱或墙体连接，可采用锚筋、插入短筋、拉结筋等连接方法进行连接。硕士论文，综合抗震能力指数。。 

　　5、预制板抗震能力差：屋面和楼层处开间大于11m的房间需对预制板进行加固，具体做法有两种：底部加角钢来或上部增设钢筋混凝土整浇层。底部加角钢，角钢型号可以取L100×6，在墙体和花篮梁上都可使用，采用螺栓和加劲勒可以有效的把预制板和下部墙或梁连成整体，施工比较麻烦，会破坏吊顶和弄脏整个房间，并且在施工期间得停止使用；在屋面增设钢筋混凝土整浇层也是相当麻烦的，要把屋面的保温层和防水层都破坏掉，成本比较高，优点是不影响到房屋的正常使用，在住宅中建议使用增设钢筋混凝土整浇层，特别是结合“平改坡”工程一起做就更好了。

　　结束语：在对砌体结构房屋进行抗震加固时，应优先从改善结构体系方面入手，使整个结构的抗震能力得到加强才是最重要的，也是加固砌体结构最根本的导向。