砌體房屋抗震加固方案

砌體房屋抗震加固方案1.墻體破壞在地震中，主要承受側(cè)力的構(gòu)件是與水平地震作用方向平行的墻體。當(dāng)墻體的抗剪承載力不足以應(yīng)對(duì)地震作用時(shí)，便會(huì)發(fā)生破壞。若墻體的高寬比接近1，破壞形式通常表現(xiàn)為X形交叉裂縫；若高寬比小于1，則墻體中部易出現(xiàn)水平剪切裂縫。對(duì)于采用鋼筋混凝土樓板的磚砌體墻房屋，底層的裂縫往往比上層更為嚴(yán)重。2.窗間墻與墻垛破壞細(xì)高的窗間墻在地震中受剪彎雙重作用，容易產(chǎn)生水平斷裂。門(mén)窗洞口開(kāi)設(shè)過(guò)多或過(guò)大的墻面，其破壞程度也較為嚴(yán)重。窗間墻布置不合理、墻段長(zhǎng)度過(guò)大或過(guò)小，以及寬墻垛因吸收過(guò)多能量而先行破壞，窄墻垛則因穩(wěn)定性不足而隨后失效。在豎向地震作用下，大洞口的上部過(guò)梁有時(shí)會(huì)在中部發(fā)生斷裂破壞。3.縱橫墻連接破壞由于施工過(guò)程中縱橫墻往往不能同時(shí)咬槎砌筑，導(dǎo)致縱橫墻間存在馬牙槎，使墻體間缺乏有效拉結(jié)。即使同時(shí)砌筑，若砌筑質(zhì)量不佳，同樣會(huì)降低拉結(jié)強(qiáng)度。因此，在地震作用下，縱橫墻連接處容易出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)，表現(xiàn)為內(nèi)外墻交接面產(chǎn)生豎向裂縫、拉脫、縱墻外閃，甚至整片墻倒塌。此外，地震引起的地基不均勻沉降也會(huì)導(dǎo)致縱橫墻間出現(xiàn)豎向裂縫。4.墻體剛度變化和應(yīng)力集中的部位，例如樓梯間、墻角和煙囪等，由于削弱了墻體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，容易在地震中遭受破壞和倒塌。樓梯橫墻間距較小，水平剪切剛度較大，因此承受的地震剪力也相對(duì)較大。然而，由于樓梯間沒(méi)有樓板，其空間剛度相對(duì)較小。樓梯踏步板嵌入墻體，進(jìn)一步削弱了墻體的強(qiáng)度，導(dǎo)致樓梯間墻體在水平地震作用下容易產(chǎn)生斜裂縫和交叉裂縫。墻角位于房屋端部，橫縱兩個(gè)方向的約束作用減弱，使得墻角處的抗震能力降低。在地震作用下，墻角部位由于剛度較大，容易受到房屋扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響，導(dǎo)致地震作用效應(yīng)增大。5.樓板和屋蓋是地震時(shí)傳遞水平作用力的主要構(gòu)件，其水平剛度對(duì)房屋整體抗震性能具有重要影響?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土板構(gòu)成的結(jié)構(gòu)整體性好，因此具有較好的抗震性能。相比之下，預(yù)制鋼筋混凝土板的整體性較差。如果板縫偏小，混凝土灌縫不易密實(shí)；或者端部的擱置長(zhǎng)度過(guò)短且沒(méi)有可靠的拉結(jié)措施，地震時(shí)板縫容易拉裂，甚至導(dǎo)致板體掉落。在歷次地震中，這種破壞形式的損失最為嚴(yán)重。6.房屋附屬物，如女兒墻、出屋面煙囪和突出屋面的屋頂間等，由于其整體穩(wěn)定性不佳，在地震時(shí)容易受到“鞭梢效應(yīng)”的影響，導(dǎo)致地震反應(yīng)強(qiáng)烈，破壞率極高。突出屋面的屋頂間墻體容易出現(xiàn)交叉裂縫，而女兒墻、屋頂煙囪等則可能出現(xiàn)水平裂縫。二、砌體建筑抗震加固方法相較于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)，砌體結(jié)構(gòu)的抗震加固多依賴(lài)于傳統(tǒng)方法，對(duì)于新材料與新技術(shù)的采納相對(duì)較少，同時(shí)，在理論研究方面也顯得較為薄弱。在現(xiàn)有的砌體抗震鑒定加固工作中，我們的目標(biāo)主要參照建筑抗震加固建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)防要求。這意味著，在面對(duì)相當(dāng)于抗震設(shè)防烈度的地震作用時(shí)，我們的建筑應(yīng)能夠保持其結(jié)構(gòu)完整性，避免倒塌或嚴(yán)重?fù)p壞，從而保護(hù)人員安全并防止重要生產(chǎn)設(shè)備受損。一旦遭受地震影響，建筑在修復(fù)之后仍應(yīng)能繼續(xù)使用。至于砌體結(jié)構(gòu)的加固方式，主要分為直接加固與間接加固兩大類(lèi)。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們應(yīng)根據(jù)具體的工況和使用需求，選擇最為合適的加固方法。1、砌體房屋加固的總體要求（1）關(guān)于房屋的高度與層數(shù)一般而言，房屋的高度與其所受地震作用呈正比關(guān)系。由于砌體結(jié)構(gòu)材料的脆性特性，歷史地震的宏觀(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)表明，在不同烈度區(qū)域，二、三層磚房的震害程度明顯輕于四、五層磚房，而六層及以上的磚房震害則顯著加劇。因此，即使在進(jìn)行抗震加固時(shí)，也必須嚴(yán)格遵循層數(shù)和高度限制，不得隨意突破。（2）房屋抗震加固的基本原則在進(jìn)行房屋抗震加固時(shí)，應(yīng)以提高房屋的整體抗震能力為核心目標(biāo)，同時(shí)確保加固后的建筑物滿(mǎn)足使用功能，并與相鄰建筑保持協(xié)調(diào)。鑒于承重墻在地震中直接承受樓層垂直荷載的重要性，自承重墻體的加固后抗震能力不得超越同一樓層中承重墻體的加固后抗震能力。對(duì)于非剛性結(jié)構(gòu)體系的房屋，在選擇抗震加固方案時(shí)需特別謹(jǐn)慎。若采用加固柱或墻垛、增設(shè)支撐或支架等非剛性結(jié)構(gòu)體系的加固措施，應(yīng)特別關(guān)注提高其變形能力，以控制層間位移。2.地基基礎(chǔ)對(duì)于現(xiàn)有建筑的抗震加固工作，首要任務(wù)是加強(qiáng)地基基礎(chǔ)的穩(wěn)固性。這需要根據(jù)地基的豎向與水平承載力，以及存在的不利地基因素，采取相應(yīng)的加固措施。這些措施包括但不限于加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的剛度、采用注漿加固法或錨釬靜壓樁加固處理地基、擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積、增加鋼筋用量，以及結(jié)合灌漿等方法。通過(guò)這些措施，可以有效提高基礎(chǔ)的承載能力，并延長(zhǎng)其使用年限。3、磚墻的加固方法當(dāng)磚墻裂縫過(guò)寬過(guò)深可能導(dǎo)致承載力或穩(wěn)定性不足，常用的磚墻加固方法有扶壁柱法和鋼筋網(wǎng)水泥砂漿法。（1）扶壁柱法扶壁柱法是工程中常用的磚墻加固方法，根據(jù)使用材料不同，扶壁柱法有磚砌和鋼筋混凝土兩種。①磚扶壁柱加固常用的磚扶壁柱形式如（圖1）所示，其中a、b表示單面增設(shè)的磚扶壁柱，c、d表示雙面增設(shè)的磚扶壁柱。1.磚扶壁柱加固磚墻為加強(qiáng)磚墻的穩(wěn)固性，可增設(shè)扶壁柱。這些扶壁柱與原磚墻的連接應(yīng)使用插筋法或挖鑲法，確保兩者協(xié)同工作，共同承擔(dān)結(jié)構(gòu)負(fù)荷。2.混凝土扶壁柱加固混凝土扶壁柱的設(shè)計(jì)如圖2所示。與磚扶壁柱相比，混凝土扶壁柱具有更高的承載能力，可分擔(dān)原磚墻承受的部分荷載。因此，確?；炷练霰谥c原墻之間的牢固連接至關(guān)重要。3.混凝土扶壁柱法加固磚墻鋼筋網(wǎng)水泥砂漿法是一種有效的加固方法。首先，去除墻表面的粉刷層，然后在兩面附上由直徑為4mm至8mm的鋼筋組成的網(wǎng)片。接下來(lái)，噴射砂漿（或細(xì)石混凝土）或分層抹上密實(shí)的砂漿層。這種方法特別適用于大面積墻面的加固，常用于以下情況：因房屋加層或超載導(dǎo)致磚墻承載力不足；火災(zāi)或地震造成整片墻承載力或剛度下降；施工質(zhì)量不佳導(dǎo)致磚墻承載力普遍低于設(shè)計(jì)要求；窗間墻等局部墻體不符合設(shè)計(jì)要求等。4.磚柱的加固方法對(duì)于磚柱的加固，可采用外加鋼筋混凝土的方法。這包括側(cè)面外加混凝土層加固和四周外包混凝土加固兩種類(lèi)型。通過(guò)這些措施，可以有效提高磚柱的承載能力和穩(wěn)定性。①側(cè)面外加混凝土加固在磚柱受到較大彎矩的情況下，為了增強(qiáng)其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，通常會(huì)選擇在受壓面增加混凝土層，或者在雙面都增設(shè)混凝土層。當(dāng)選擇側(cè)面加固的方式時(shí)，新舊柱之間的連接尤為重要。為了確保它們能夠穩(wěn)定且可靠地協(xié)同工作，應(yīng)采取特定的連接措施。當(dāng)兩側(cè)都進(jìn)行加固時(shí)，應(yīng)使用連續(xù)的箍筋來(lái)增強(qiáng)連接；而僅在單側(cè)加固時(shí)，應(yīng)在原磚柱上安裝混凝土釘或膨脹螺栓等連接件，以增強(qiáng)新舊結(jié)構(gòu)的連接。此外，為了確保后澆混凝土能夠牢固地嵌入磚柱內(nèi)部，建議每隔300mm去除一塊原磚柱的角磚。②四周外包混凝土加固四周外包混凝土加固磚柱的效果較好，對(duì)于軸心受壓磚柱及小偏心受壓磚柱，其承載力的提高尤為顯著。三、抗震加固新技術(shù)1.減震隔震隨著減震技術(shù)的不斷進(jìn)步，以及對(duì)歷史強(qiáng)烈地震中建筑結(jié)構(gòu)受損形式的深入研究，我們可以精準(zhǔn)分析地震的影響效應(yīng)。通過(guò)運(yùn)用減震隔震技術(shù)，我們可以有效減少現(xiàn)有砌體房屋在強(qiáng)烈地震中所受到的地震作用力。在現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)中，常用的減震技術(shù)主要包括基礎(chǔ)隔震技術(shù)、消能減震技術(shù)以及調(diào)諧減震技術(shù)等被動(dòng)減震手段。2.抗震加固與節(jié)能改造一體化在當(dāng)前全球資源日趨緊張，地震頻發(fā)的情況下，眾多學(xué)者針對(duì)抗震加固與節(jié)能改造這兩項(xiàng)重要工程，提出了抗震加固與節(jié)能改造一體化的概念，并對(duì)其相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究。一體化技術(shù)旨在提升既有結(jié)構(gòu)的承載能力，改善其抗