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摘 要：随着使用时间的增加，一些建筑的使用性能和抗震性能都会有所下降，因此，对这些建筑进行抗震加固是很有必要的。本文结合某教学楼加固工程实例，对抗震加固设计的原则、方案、采取的措施、加固及材料要求进行了详细分析，以确保建筑的使用性能和抗震性能，为类似工程抗震加固设计提供指导。
关键词：抗震加固；设计；承载力；增大截面法
随着使用年限的增长，许多旧建筑在使用功能方面或者安全性能方面达不到现有要求，出现了这样或那样病害。因此，对已有建筑进行抗震加固是有必要的。通过进行抗震加固，可以保护其正常的使用功能，延长其使用寿命。这样做不仅能节约资源，而且对于缓解日益紧张的用地矛盾问题。但是，由于原建筑结构的设计缺陷，使用年代久远以及现阶段正在使用的复杂性，因此，对已有建筑进行抗震加固甚至比新建建筑结构更为复杂。下面，就结合某教学楼加固工程实例，就抗震加固设计进行详细分析和探讨。
1 加固工程概况
某教学楼为五层钢筋混凝土框架结构房屋，长76.7m，宽21.5m，平面呈矩形布置，各层层高3.6m，房屋总高度18.7m（从室外地坪算至五层屋面板顶）；于1988年建成，结构抗震鉴定，根据GB50292-1999民用建筑可靠性鉴定标准，鉴定房屋安全等级为Au级。
2 检测情况
经现场检测和察看，该教学楼主要问题表现如下：
1）框架填充墙在墙体中部、柱边、梁下、洞口角部出现不同程度斜向、竖向、水平裂缝。
2）楼梯平台处框架柱顶和顶层框架柱抹灰层出现斜裂缝，现场抹灰层敲开未发现柱顶混凝土斜裂缝。
3）吊顶损坏脱落。
根据GB50011-2001建筑抗震设计规范（2008年版）及GB50223-2008建筑工程抗震设防分类标准，该受鉴定房屋按6度（第二组，0.10g）进行抗震验算，按6度抗震措施进行复核，房屋基本规则，D轴为单向框架，部分柱、个别梁配筋不足，多项抗震措施不满足现行《建筑抗震设计规范》要求，该房屋综合抗震能力不满足抗震鉴定要求，应对该房屋按照现行国家规范进行抗震加固设计。
3 钢筋混凝土框架结构加固设计
3.1 抗震加固设计原则
本项工程按抗震设防烈度6度进行结构加固设计，设计地震分组为第二组，设计基本地震加速度值为0.10g，特征周期为0.40s，本工程按《建筑抗震加固技术规程》及《建筑抗震设计规范》进行抗震加固设计，加固后的后续使用年限为50年。
3.2 抗震加固方案确定
框架结构梁柱节点区由于受力复杂，规范中为保证“强节点、弱构件”的设计原则，通常采取在柱端和梁端一定区域箍筋加密原则，防止节点区的脆性破坏，增强结构的抗震性能。
本工程由于工期、资金、建筑功能及建筑耐久性方面的要求，对于加固方案提出了诸多限制，在此基础上，我们对多种加固方案进行了比较，从而确定一种最佳加固方案采用加大截面加固方法：该方法主要采用同种材料即混凝土和钢筋对原结构进行加固补强的一种施工技术，其技术要点就在于用钢筋混凝土来增大原混凝土结构截面面积以提高结构的承载力为目的的一种传统方法。
3.3 加固设计采取的措施
本工程属多层公共建筑，建筑类别：丙类。平面为规则的矩形平面，按6度0.10g，局部为单向框架，采用增加框架柱方法处理，增加框架柱后，地震作用验算个别柱正截面验算不通过，部分柱斜截面验算不通过，部分框架梁纵筋不够，采用加大截面法对柱、梁加固。
原基础未受损，经验算房屋地基和基础满足正常使用要求，在此设计不作处理。原设计10.800层以下部分框架柱斜截面抗震承载力不足，个别框架柱正截面抗震承载力不足，现以该部分柱为例应用增大截面法进行加固。具体做法如图1，图2所示。
图1 柱加固剖面图
图2 柱加固1—1，2—2断面图
原设计D轴为单向框架（每层两处），不满足《抗规》6.1.5条规定。现通过增设框架柱的方法予以调整，每层于②轴及12轴各增设一根框架柱，新增的框架柱基础与原有基础合并为双柱联合基础，与新增框架柱连接的框架梁原有配筋不能满足要求，通过增大截面法或增加底筋和面筋的方法进行加固。
原设计部分框架梁正截面抗震承载力不足，通过增加上部钢筋和底部钢筋的方法予以加固。
3.4 加固要求
1）所有新旧混凝土结合面，应将原有构件表面混凝土凿毛冲净，充分润湿，表面刷素水泥浆再浇筑新混凝土。
2）小尺寸的混凝土构件应手工振捣密实，严禁不支模而直接抹在原有混凝土上。
3）新增钢筋需要钻孔穿过原有混凝土构件的，钻孔时应避免伤及原有钢筋，钢筋穿过后用A级结构胶灌孔。
4）新增的框架柱KZ-1，浇筑前需按施工图要求对指定梁卸荷。
5）因加固柱或加固梁而拆除的填充墙，采用MU5.0空心页岩砖M5混合砂浆砌筑，砌筑时构造按西南G701（四）6度抗震措施的要求，面层和门窗复原。
6）新增箍筋与箍筋焊接，基础底筋与原有底筋焊接时，双面焊接搭接长度不小于5d，单面焊接搭接长度不小于10d（d为较小钢筋直径）。
7）图中未标注的植筋深度不小于16d+2do（do为锚孔直径），且不小于100mm，柱植入梁的纵向钢筋和梁植入柱的纵向钢筋必须做拉拔试验，植筋用胶应采用A级结构胶。
3.5 加固材料要求
鋼筋：钢筋强度标准值应具有不小于95%的保证率。“130”为HPB235钢筋，“131”为HRB335钢筋，“132”为HRB400钢筋。
型钢：角钢和钢板采用Q235B型。
化学锚栓：采用Q345钢或4.8级化学锚栓。
焊条：HPB235级钢筋与HPB235，HRB335级钢筋焊接用E43型焊条，HRB335，HRB400钢筋之间焊接用E50型焊条；Q235B钢焊接用E43型。
4 结语
综上所述，已有建筑的抗震加固设计是一项复杂而综合性强的工作，必须对原结构进行检测分析，在基于原建筑的自身特点下，必须选择经济、合理、可行、不损坏原结构和外观的抗震加固改造方案和措施。同时，在加固改造设计中要注意细节问题，熟练地掌握规范，并具有良好的结构概念，才能使建筑承载力水平得以提高、抗震性能得到改善。
参考文献
[1] 曹丹.探讨某学校教学楼抗震加固的设计[J].中国新技术新产品，2010年22期
[2] 郑曙光；诸宏博；吴佩玉.某钢筋混凝土框架结构的加固改造设计[J].浙江建筑，2009年07期
关键词：抗震加固；设计；承载力；增大截面法
随着使用年限的增长，许多旧建筑在使用功能方面或者安全性能方面达不到现有要求，出现了这样或那样病害。因此，对已有建筑进行抗震加固是有必要的。通过进行抗震加固，可以保护其正常的使用功能，延长其使用寿命。这样做不仅能节约资源，而且对于缓解日益紧张的用地矛盾问题。但是，由于原建筑结构的设计缺陷，使用年代久远以及现阶段正在使用的复杂性，因此，对已有建筑进行抗震加固甚至比新建建筑结构更为复杂。下面，就结合某教学楼加固工程实例，就抗震加固设计进行详细分析和探讨。
1 加固工程概况
某教学楼为五层钢筋混凝土框架结构房屋，长76.7m，宽21.5m，平面呈矩形布置，各层层高3.6m，房屋总高度18.7m（从室外地坪算至五层屋面板顶）；于1988年建成，结构抗震鉴定，根据GB50292-1999民用建筑可靠性鉴定标准，鉴定房屋安全等级为Au级。
2 检测情况
经现场检测和察看，该教学楼主要问题表现如下：
1）框架填充墙在墙体中部、柱边、梁下、洞口角部出现不同程度斜向、竖向、水平裂缝。
2）楼梯平台处框架柱顶和顶层框架柱抹灰层出现斜裂缝，现场抹灰层敲开未发现柱顶混凝土斜裂缝。
3）吊顶损坏脱落。
根据GB50011-2001建筑抗震设计规范（2008年版）及GB50223-2008建筑工程抗震设防分类标准，该受鉴定房屋按6度（第二组，0.10g）进行抗震验算，按6度抗震措施进行复核，房屋基本规则，D轴为单向框架，部分柱、个别梁配筋不足，多项抗震措施不满足现行《建筑抗震设计规范》要求，该房屋综合抗震能力不满足抗震鉴定要求，应对该房屋按照现行国家规范进行抗震加固设计。
3 钢筋混凝土框架结构加固设计
3.1 抗震加固设计原则
本项工程按抗震设防烈度6度进行结构加固设计，设计地震分组为第二组，设计基本地震加速度值为0.10g，特征周期为0.40s，本工程按《建筑抗震加固技术规程》及《建筑抗震设计规范》进行抗震加固设计，加固后的后续使用年限为50年。
3.2 抗震加固方案确定
框架结构梁柱节点区由于受力复杂，规范中为保证“强节点、弱构件”的设计原则，通常采取在柱端和梁端一定区域箍筋加密原则，防止节点区的脆性破坏，增强结构的抗震性能。
本工程由于工期、资金、建筑功能及建筑耐久性方面的要求，对于加固方案提出了诸多限制，在此基础上，我们对多种加固方案进行了比较，从而确定一种最佳加固方案采用加大截面加固方法：该方法主要采用同种材料即混凝土和钢筋对原结构进行加固补强的一种施工技术，其技术要点就在于用钢筋混凝土来增大原混凝土结构截面面积以提高结构的承载力为目的的一种传统方法。
3.3 加固设计采取的措施
本工程属多层公共建筑，建筑类别：丙类。平面为规则的矩形平面，按6度0.10g，局部为单向框架，采用增加框架柱方法处理，增加框架柱后，地震作用验算个别柱正截面验算不通过，部分柱斜截面验算不通过，部分框架梁纵筋不够，采用加大截面法对柱、梁加固。
原基础未受损，经验算房屋地基和基础满足正常使用要求，在此设计不作处理。原设计10.800层以下部分框架柱斜截面抗震承载力不足，个别框架柱正截面抗震承载力不足，现以该部分柱为例应用增大截面法进行加固。具体做法如图1，图2所示。
图1 柱加固剖面图
图2 柱加固1—1，2—2断面图
原设计D轴为单向框架（每层两处），不满足《抗规》6.1.5条规定。现通过增设框架柱的方法予以调整，每层于②轴及12轴各增设一根框架柱，新增的框架柱基础与原有基础合并为双柱联合基础，与新增框架柱连接的框架梁原有配筋不能满足要求，通过增大截面法或增加底筋和面筋的方法进行加固。
原设计部分框架梁正截面抗震承载力不足，通过增加上部钢筋和底部钢筋的方法予以加固。
3.4 加固要求
1）所有新旧混凝土结合面，应将原有构件表面混凝土凿毛冲净，充分润湿，表面刷素水泥浆再浇筑新混凝土。
2）小尺寸的混凝土构件应手工振捣密实，严禁不支模而直接抹在原有混凝土上。
3）新增钢筋需要钻孔穿过原有混凝土构件的，钻孔时应避免伤及原有钢筋，钢筋穿过后用A级结构胶灌孔。
4）新增的框架柱KZ-1，浇筑前需按施工图要求对指定梁卸荷。
5）因加固柱或加固梁而拆除的填充墙，采用MU5.0空心页岩砖M5混合砂浆砌筑，砌筑时构造按西南G701（四）6度抗震措施的要求，面层和门窗复原。
6）新增箍筋与箍筋焊接，基础底筋与原有底筋焊接时，双面焊接搭接长度不小于5d，单面焊接搭接长度不小于10d（d为较小钢筋直径）。
7）图中未标注的植筋深度不小于16d+2do（do为锚孔直径），且不小于100mm，柱植入梁的纵向钢筋和梁植入柱的纵向钢筋必须做拉拔试验，植筋用胶应采用A级结构胶。
3.5 加固材料要求
鋼筋：钢筋强度标准值应具有不小于95%的保证率。“130”为HPB235钢筋，“131”为HRB335钢筋，“132”为HRB400钢筋。
型钢：角钢和钢板采用Q235B型。
化学锚栓：采用Q345钢或4.8级化学锚栓。
焊条：HPB235级钢筋与HPB235，HRB335级钢筋焊接用E43型焊条，HRB335，HRB400钢筋之间焊接用E50型焊条；Q235B钢焊接用E43型。
4 结语
综上所述，已有建筑的抗震加固设计是一项复杂而综合性强的工作，必须对原结构进行检测分析，在基于原建筑的自身特点下，必须选择经济、合理、可行、不损坏原结构和外观的抗震加固改造方案和措施。同时，在加固改造设计中要注意细节问题，熟练地掌握规范，并具有良好的结构概念，才能使建筑承载力水平得以提高、抗震性能得到改善。
参考文献
[1] 曹丹.探讨某学校教学楼抗震加固的设计[J].中国新技术新产品，2010年22期
[2] 郑曙光；诸宏博；吴佩玉.某钢筋混凝土框架结构的加固改造设计[J].浙江建筑，2009年07期