既有砌体房屋抗震加固措施

摘要：近年来，在全球范围内发生了许多特大地震，这对建筑结构的抗震性能提出了更高的要求。在强烈地震中，建筑结构极其容易发生破坏，特别是砌体结构，破坏率和破坏程度更高，给人们带来了巨大的生命以及财产损失。本文就既有砌体房屋抗震加固措施进行了探讨。

关键词：既有砌体结构；抗震加固；减震技术

中图分类号：U457文献标识码： A

一、砌体房屋在地震中的破坏形式分析

1、墙体的破坏

承受地震作用的主要抗侧力构件是与水平地震作用平行的墙体，其破坏主要是墙体的抗剪承载力不足，在地震作用下，若墙体的高宽比≈1，则墙体的破坏呈现Ｘ形交叉裂缝；若墙体的高宽比＜1，则在墙体中部易出现水平剪切裂缝，对于钢筋混凝土楼板的砖砌体墙房屋，其底层的裂缝往往比上层严重。

2、窗间墙和墙垛的破坏

比较细高的窗间墙受剪弯双重作用，可能产生水平断裂。门窗洞口开得多且大的墙面，破坏也较严重，如窗间墙布置不合理、墙段长度过大或过小，宽墙垛因吸收过多的能量先破坏，窄墙垛则因稳定性差也将随后失效。竖向地震作用下，对于大洞口的上部过梁，有时在中部会发生断裂破坏。

3、纵横墙的连接破坏

由于在施工时纵横墙往往不能同时咬槎砌筑，纵横墙间留有马牙槎，使墙体间缺乏拉结，或虽同时砌筑但砌筑质量不好，同样导致拉结强度较低。墙体间连接薄弱，在地震作用下，表现为内外墙交接面产生竖向裂缝、拉脱、纵墙外闪，甚至是整片墙倒塌。另外由于地震导致的地基不均匀沉降，也会引起纵横墙间的竖向裂缝。

4、墙体刚度变化和应力集中的部位如楼梯间、墙角和烟囱等削弱的墙体易破坏和倒塌

楼梯横墙间距小，水平剪切刚度大，因而承担的地震剪力也较大，但由于楼梯间没有楼板，其空间刚度相对较小，且楼梯踏步板嵌入墙体，削弱了墙体，因此楼梯间的墙体容易在水平地震作用下产生斜裂缝和交叉裂缝。墙角位于房屋端部，横纵两个方向的约束作用减弱，因此墙角处的抗震能力较低。由于墙角处有较大的刚度，地震作用下房屋的扭转效应使得墙角部位的地震作用效应加大。

5、楼板与屋盖的破坏

楼板和屋盖是地震时传递水平作用力的主要构件，其水平刚度对房屋的整体抗震性能影响很大。现浇钢筋混凝土板构成的结构整体性好，抗震性能较好；预制钢筋混凝土板的整体性较差，若板缝偏小，混凝土灌缝不易密实，或端部的搁置长度过短且无可靠的拉结措施，地震时板缝容易拉裂，甚至板体掉落，在历次地震中破坏最重，损失也最大。

6、整体稳定性不好的附属物

房屋附属物是指女儿墙、出屋面烟囱、突出屋面的屋顶间等。这类出屋面附属建筑物在地震时，受“鞭梢效应”的影响，地震反应强烈，破坏率极高。突出屋面的屋顶间墙体易出现交叉裂缝，女儿墙、屋顶烟囱等出现水平裂缝。

二、既有砌体建筑抗震加固方法

相对于钢筋混凝土结构和钢结构而言，砌体结构的抗震加固多采用传统方法，在新材料及新技术方面的应用较少，且理论研究不深。

既有砌体抗震鉴定加固以 GB 50023-95 建筑抗震加固建设标准的设防标准为目标，即在遭遇相当于抗震设防烈度的地震影响时，一般不致倒塌伤人或砸坏重要生产设备，经修理后仍可继续使用。既有砌体结构加固主要以直接加固与间接加固为主，设计时可根据实际工况和使用要求选择适宜的方法。

1、砌体房屋加固的总体要求

（1）房屋高度和层数

一般而言，房屋越高，所受到的地震作用越大。由于砌体结构材料的脆性性质，历次地震的宏观调查资料表明，二、三层砖房在不同烈度区的震害比四、五层轻得多，六层及六层以上的砖房震害明显加重。即使通过抗震加固，也不能随意突破层数和高度限制。

（2）房屋抗震加固的基本要求

抗震加固应从提高房屋的整体抗震能力出发，并注意满足建筑物的使用功能和同相邻建筑相协调；由于承重墙直接承受楼层的垂直荷载，如地震时先破坏，将危及整个房屋的安全，因此，自承重墙体加固后的抗震能力不应超过同一楼层中承重墙体加固后的抗震能力；对非刚性结构体系的房屋，选用抗震加固方案时应特别慎重，当采用加固柱或墙垛，增设支撑或支架等非刚性结构体系的加固措施时，应提高其变形能力控制层间位移。

2、地基基础

对已有建筑抗震加固的首要任务是地基基础的加固，根据地基的竖向承载力、水平承载力及不利地基因素，分别采取加强上部结构刚度、加固处理地基(注浆加固法、锚钎静压桩)、加大基础底面积、加大或加钢筋、结合灌浆等措施，提高基础承载能力，延长基础的使用年限。

3、砖墙的加固方法

当砖墙裂缝过宽过深可能导致承载力或稳定性不足，常用的砖墙加固方法有扶壁柱法和钢筋网水泥砂浆法。

（1）扶壁柱法扶壁柱法是工程中常用的砖墙加固方法，根据使用材料不同，扶壁柱法有砖砌和钢筋混凝土两种。

①砖扶壁柱加固

常用的砖扶壁柱形式如（图1）所示，其中a、b表示单面增设的砖扶壁柱，c、d表示双面增设的砖扶壁柱。

(a) (b)

(c)(d)

图1砖扶壁柱法加固砖墙

增设的扶壁柱与原砖墙的连接，可采用插筋法或挖镶法，以保证两者共同工作。

②混凝土扶壁柱加固

混凝土扶壁柱的形式如（图2）所示，与砖扶壁柱相比，它可以帮助原砖墙承担较多的荷载，而混凝土扶壁柱与原墙的连接显得尤为重要。

图2混凝土扶壁柱法加固砖墙

（2）钢筋网水泥砂浆法

此法是在除去墙表面粉刷层后，两面附设由直径为4mm～8mm组成的钢筋网片，然后喷射砂浆（或细石混凝土）或分层抹上密缀的砂浆层。此法适合加固大面积的 墙 面，目 前 常 用 于下列情况的加固：因房屋加层或超载而引起砖墙承载力不足；因火灾或地震而使整 片 墙 承 载 力 或 刚 度 不足；因施工质量差而使砖墙承载力普遍达不到设计要求；窗间墙等局部墙体达不到设计要求等。

（3）砖柱的加固方法

外加钢筋混凝土加固，包括侧面外加混凝土层加固和四周外包混凝土加固两类。

①侧面外加混凝土加固

当砖柱承受较大的弯矩时，常常采用仅在受压面增设混凝土层或双面增设混凝土层的方法予以加固。采用侧面加固时，新旧柱的连接接合非常重要，应采取措施保证两者能可靠地共同工作。因此，两侧加固时应采用连通的箍筋；单侧加固时应在原砖柱上打入混凝土钉或膨胀螺栓等物，以加强两者的连接，并将原砖柱的角砖每隔300mm打去一块，使后浇混凝土嵌

入砖柱内。

②四周外包混凝土加固

四周外包混凝土加固砖柱的效果较好，对于轴心受压砖柱及小偏心受压砖柱，其承载力的提高尤为显著。

三、抗震加固新技术

1、减震隔震

随着减震技术的发展，以及对历次强烈地震中建筑结构破坏形式的总结，我们可通过分析地震作用效应，采用减震隔震技术，减小既有砌体房屋在强震中所承受的地震作用。目前在既有建筑结构中常用的减震技术主要有基础隔震技术、消能减震技术以及调谐减震技术等被动减震方法。

2、抗震加固与节能改造一体化

当今世界资源越来越短缺，地震频发，针对抗震加固和节能改造这两项工程，许多学者提出了抗震加固与节能改造一体化，并对其技术进行了深入的研究。一体化技术可以提高既有结构承载能力、改善既有结构的抗震性能，与传统抗震加固技术相比，一体化技术改造后结构的承载能力更高、抗震性能更好，能使既有建筑耗能能力有所降低，节约能源，实现了抗震加固与节能改造有机结合，避免二次作业，设计施工一体化，降低运营成本。目前，玻化微珠保温砂浆是抗震加固与节能改造一体化技术中最常用的无机材料。

结束语

既有砌体结构的抗震加固是一项长期而艰巨的课题，不论是传统抗震加固方法，还是减震隔震技术，或者抗震加固与节能改造一体化技术，均能提高既有砌体房屋的承载力、改善其抗震性能和耐久性，进而提高结构本身的整体性。因此，必须做好既有砌体房屋的抗震加固，加快研究抗震加固的新技术、新材料的研发与使用。

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