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浅谈既有建筑鉴定与改造加固（二十九）
钢筋混凝土结构抗震加固
王锁军
奥福科技有限公司
（原北京蓝图工程设计有限公司）
一：钢筋混凝土抗震加固
既有建筑钢筋混凝土结构一般是纯框架结构、框架剪力墙结构（包括嵌入砌筑的砖抗震墙结构，80年代以前有使用，九十年初以后基本被淘汰）；2000以后发展起来的框架筒体等结构目前还未涉及到抗震加固问题。楼屋盖分装配式（空心板）、装配整体式（空心板或预制薄板上整浇钢筋混凝土面层）、现浇式。
钢筋混凝土房屋加固方案、方法及构造如下：
（1）提高框架结构抗震性能最有效的方式是设置钢筋混凝土剪力墙或钢支撑，将框架结构改为框剪结构、框架钢支撑结构。钢支撑可才采用采用防屈曲支撑或消能支撑，这是目前比较先进抗震技术。和新建结构一样，支撑布置要考虑布置的合理避免结构扭转。
某大学框架教学楼，90年代初设计施工，原设计采用增加剪力墙和对部分框架梁柱及节点进行加固，设计按2010抗规进行的设计。但因为工期紧，必须满足入学要求，后来经研究按B类建筑进行抗震验算，对称布置消能支撑，经验算基本无需对原框架梁柱进行加固，工期满足了要求。
（2）对框架柱、梁的加固可采用包钢、粘钢、粘碳等方法，和非抗震构件加固相同。对抗震加固难点是梁柱节点的加固。
对于抗震承载力较低的结构，可以采用增大混凝土梁柱断面法。尤其是原建筑无图，采用包钢、粘钢粘碳等方法无法确保结构承载力时，可以采用增加断面法。但应该避免形成短柱、短梁、强梁若柱、新的薄弱层。
（3）单向框架（装配式单向框架）应改变结构体系为双向框架，或在铰接方向增加支撑、抗震墙等。
（4）单跨框架应增加抗震墙或支撑改变为单跨框剪结构，支撑或剪力墙间距不大于24米.也可改为多跨框架。
（5）一些老框架抗震墙结构采用砖砌体抗震墙，应该更换为钢筋混凝土抗震墙，也可采用砖砌体混凝土板墙加固法。对于原钢筋混凝土剪力墙承载力不够时，可以采用加厚面层加固。
（6）增设支撑和剪力墙部位，应对原框架柱基础进行加固或增设基础。
（7）理论上可以采用隔震。先把房屋用千斤顶顶起来，截断原框架柱再放置隔震垫，类似房屋移位，操作难度较大，属于施工工艺能否安全实现的范畴。对特殊重要的建筑比如古建筑，采用隔震是不错的方法。我遇到一个多层框架需要移位，正好可以采用隔震结构。
框架结构加固方案和构造做法，可参考国标图集《公共建筑抗震加固》，里面有大量框架和框剪结构的实例和加固做法。
实际工作中，情况往往比《鉴加规》的规定复杂的多，比如夹层、加层、平面扩建；室内拔柱托梁增加大空间、楼板开洞增加扶梯、电梯等。这是建筑更新换代的实际需求，不是《鉴鉴加标》能够全部囊括的，必须综合运用结构设计基本知识和《鉴加规》的原理进行加固设计。
二：单层钢筋混凝土柱厂房
90年代以前建造了大量这种结构形式的厂房。2000年后逐渐被钢结构厂房代替（改变最大的是原来笨重的预制大型钢筋混凝土屋面板被荷载非常小的压型钢板轻钢屋面代替）。这种结构除基础现浇外，上部结构均是装配结构：混凝土排架柱、钢柱间支撑、钢或混凝土预制吊车梁；梯形钢屋架（或混凝土屋架）、钢筋混凝土薄腹梁、预制钢筋混凝土薄腹梁。
（1）加强节点连接。屋架、屋面梁与排架柱顶的连接；天窗架与屋架的连接；屋面板与屋架的连接，支撑与屋架、天窗架；柱间支撑与排架柱的连接。抗风柱柱顶与屋架的连接。连接的做法一般采用钢抱箍、支托、连接螺栓等加固，国标图集有非常详细的加固节点做法。
（2）加强砖砌外墙与排架柱、抗风柱的连接。
（3）增设柱间支撑、屋架水平及竖向支撑、系杆等。增设柱间支撑的柱基础应增大加固或基础之间增设水平基础梁。
（4）对排架柱、天窗架、混凝土屋架等均可采用包钢加固。对吊车牛腿可采用钢抱箍加固，宜可采用增大断面加固。
（5）注意应对较高的女儿墙进行拉结加固。
三：内框架和底框砖房
底框结构和内框架结构是混凝土结构和砖混结构组合，是经济不发达的产物，90年代初就很少了。内框架抗震性能弱点最主要的是外墙砖墙柱承重，在加固时首先要对外墙支撑梁处采用外包混凝土组合柱进行加固，对此规范有明确的规定：
我认为无论A、B类建筑都应该采用组合砖柱或钢混混凝土柱代替原来的砖墙承重，而不是寻求其它结构体系来代替这种做法（案例可见文23）。2000年以后的内框架已经被规范淘汰了。
解决了外墙砖墙柱承重问题，就可以近似把内框架当成一般的钢筋混凝土框架采用措施抗震加固，不再赘述。
底层框架最大的弱点就像钢筋混凝土转换结构一样，是底层框架的刚度与上部小开间砖混结构的刚度相差较多。钢筋混凝土转换层结构设计思路是加大底部转换层刚度和控制位移，底框结构也是这个原理。故既有底框建筑应该采用增加混凝土剪力墙来增大抗侧力刚度，若原设计为砖砌体剪力墙时，应该更换为混凝土剪力墙，剪力墙布置应避免结构扭转。底框上部砖混结构加固同一般砖混结构，但应注意砖混结构外墙采用构造柱加固（或混凝土板墙加固）时应该向下延申到底层直至基础。其它加固方法同一般钢筋混凝土结构，不再赘述。
至此，既有建筑鉴定与加固就算全部写完了。很多读者可能觉得本系列最重要的抗震加固部分反而内容很少。其实并不是笔者的文章虎头蛇尾，而是当非抗震构件加固、抗震鉴定讲完了后，单纯抗震加固的内容就没多少了，其它大量的抗震设计内容和新建结构没什么不同，不在本文讲述范围之内。
我想起初中时代的一件趣事。新建的乡初中宿舍后面是一片种着大白菜的农田，很多学生晚上偷大白菜剥出很嫩的白菜心放在大玻璃瓶子里搁上盐巴酱油醋腌着当咸菜，脆脆的很好吃。偷来的东西自然不会珍惜，便一层一层的剥开找里面的白菜心，但当剥到最后，发现剩下的白菜也就那麽一丢丢，于是再返回头捡扔掉的白菜帮，这时才发现白菜本身就是这些一层层的白菜帮组成的。本系列文章就像一层一层的白菜帮包裹在一起，白菜心也就这么一丢丢，仅这点白菜心不是白菜，需要读者返回头再去细细品味那些一层一层可能被扔掉的白菜帮，比如既有结构的调查、检测、安全性鉴定、非抗震结构构件的加固、抗震鉴定验算、抗震加固计算及加固等。
到本期本系列就全部讲完了，应读者要求再补充建筑裂缝原因分析与加固处理和危险房屋鉴定两个内容，后面分两篇讲述。
2022年7 月27日
参考文献：
1：建筑结构裂缝及加层加固疑难问题的处理及实例，李国胜
2：《建筑抗震鉴定标准》（GB 50023 － 2009）及《建筑抗震结构加固技术规程》JGJ116-2009疑问解答，史铁花
3：《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009
4：《既有建筑鉴定与加固通用规范》GB55011-2021
5：《抗震加固图集系列》中国建筑标准设计院。
勘察设计大师、规范主编
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