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柱抗震加固在中國(guó)建筑中，有“橫梁直柱”的說(shuō)法，柱是建筑物中垂直的主結(jié)構(gòu)件，承托在它上方物件的重量。鑒于柱的重要性，在中一旦受到侵害，其對(duì)整體結(jié)構(gòu)的影響將不堪設(shè)想。

對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的作用力

1.地基基礎(chǔ)影響的破壞。房屋建筑物所在的地基土質(zhì)、下臥巖層的結(jié)構(gòu)與深度、基礎(chǔ)的類(lèi)型和深度以及地表地形特征，都對(duì)房屋建筑物的破壞有影響。當(dāng)加速度較小時(shí)或地質(zhì)堅(jiān)實(shí)時(shí)，地表層或下墊層可能會(huì)先達(dá)到屈服點(diǎn)，巖石、土層將產(chǎn)生塑性變形，導(dǎo)致地基承載力下降甚至地基失效造成的破壞和強(qiáng)烈引起的振動(dòng)導(dǎo)致基底土質(zhì)液化引起房屋建筑物的下沉、傾斜和滑坡造成的破壞，在歷次災(zāi)害中并不少見(jiàn)。 　　

2.豎向力導(dǎo)致的破壞。縱波使房屋建筑物產(chǎn)生上下顛簸，若房屋建筑物的豎向穩(wěn)定性不是太好，而力較大時(shí)，會(huì)使底層柱子和墻體瞬間增加很大的動(dòng)荷載，疊加上部的自重，當(dāng)超出底層柱子和墻體的承載能力，底層墻柱會(huì)垮掉從而導(dǎo)致破壞。

3.橫向力導(dǎo)致的破壞。橫波是房屋建筑物損壞水平搖擺，破壞力很大。它相當(dāng)于給房屋建筑物施加水平方向來(lái)回反復(fù)的作用力，大小和引起的變形超出底部墻體和柱子的極限時(shí)，就會(huì)使整幢房屋建筑物傾斜或傾倒從而導(dǎo)致破壞。 　

4.旋轉(zhuǎn)力導(dǎo)致的破壞。各種原因引起的旋轉(zhuǎn)力，導(dǎo)致房屋建筑物圍繞水平軸或豎向軸扭轉(zhuǎn)，這種扭轉(zhuǎn)力對(duì)房屋建筑物的影響很大，因?yàn)榉课萁ㄖ镆话憧古つ芰^差，很容易扭壞。 

　　

豎向力、橫向力和旋轉(zhuǎn)力在離震中較近的范圍內(nèi)，往往會(huì)交織作用，給房屋建筑物以毀滅性的破壞。

對(duì)柱呈現(xiàn)怎樣的破壞形式?

1.角柱破壞

當(dāng)房屋發(fā)生扭轉(zhuǎn)時(shí)，角柱受剪大。同時(shí)又因雙向受彎，所以震害比內(nèi)柱重。

2.短柱破壞

短柱剛度大，分配到的剪力也大，常發(fā)生剪切破壞。

3.柱端彎剪破壞

因柱端彎矩、剪力、軸力都較大。

4.柱身剪力破壞

由剪力、扭矩復(fù)合作用引起。

5. 梁柱節(jié)點(diǎn)破壞

因箍筋不足，在剪壓作用下節(jié)點(diǎn)區(qū)破壞。

“強(qiáng)柱弱梁”概念

建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》要求強(qiáng)柱弱梁，更強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)。意思就是，建筑物的柱子要比梁做的堅(jiān)固，梁柱節(jié)點(diǎn)要更堅(jiān)固。

這是為什么？

在強(qiáng)烈作用下，梁柱節(jié)點(diǎn)往往是多層框架破壞的主要部位。中節(jié)點(diǎn)的破壞多為柱端混凝土被壓碎、剝落，鋼筋壓屈外鼓，破壞首先發(fā)生在柱子上。這對(duì)整個(gè)框架很不利，因?yàn)槟硨幽骋恢税l(fā)生破壞，其他柱端也容易發(fā)生破壞，從而使建筑物倒塌。

反之，如果破壞發(fā)生在梁端，要待所有的梁或絕大部分的梁出現(xiàn)破壞時(shí)，整個(gè)建筑物才會(huì)倒塌。所以，在設(shè)計(jì)上有意加強(qiáng)柱子的抗震能力，在作用下形成“梁鉸型”破壞機(jī)制。

但在汶川中，框架柱的破壞明顯重于梁，柱端與節(jié)點(diǎn)的破壞較為突出，即所謂的“強(qiáng)梁弱柱”結(jié)構(gòu)很普遍。

哪一種加固方法適合柱抗震加固？

柱抗震加固方法很多種，碳纖維布是近年來(lái)被使用多的加固新材料之一，其對(duì)鋼筋混凝土受彎、軸心受壓、大偏心受壓及受拉構(gòu)件的加固十分有效。當(dāng)對(duì)柱粘貼碳纖維布抗震加固時(shí)，應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足以下幾點(diǎn)：

當(dāng)柱軸心受壓的正截面承載力不足時(shí)，可采用環(huán)向圍束法對(duì)齊進(jìn)行加固，即就是沿柱全長(zhǎng)進(jìn)行無(wú)間隔地環(huán)向連續(xù)粘貼碳纖維布來(lái)對(duì)其進(jìn)行加固；

當(dāng)柱斜截面受剪承載力不足時(shí)，可將碳纖維布粘貼成環(huán)型箍，且纖維方向與柱的縱軸線(xiàn)垂直；當(dāng)加固大偏心受壓的鋼筋混凝土柱時(shí)，應(yīng)將碳纖維布粘貼于構(gòu)件受拉區(qū)邊緣混凝土表面，且纖維方向應(yīng)與柱的縱軸線(xiàn)方向一致。

當(dāng)對(duì)延性不足的柱進(jìn)行抗震加固時(shí)，可采用環(huán)向粘貼碳纖維布構(gòu)成的環(huán)向圍束作為附加箍筋。環(huán)向圍束的碳纖維布層數(shù)，對(duì)圓形截面不應(yīng)少于2層，對(duì)正方形和矩形截面柱不應(yīng)少于3層；環(huán)向圍束上下層之間的搭接寬度不應(yīng)小于50mm，環(huán)向截?cái)帱c(diǎn)的延伸長(zhǎng)度不應(yīng)小于200mm，且各條帶搭接位置應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)。

碳纖維布抗震加固柱子效果佳，但應(yīng)選擇優(yōu)良的碳布碳膠材料，注意粘貼的方式方法，否則就達(dá)不到真正意義上的抗震加固。

加固技術(shù)介紹

依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》，混凝土結(jié)構(gòu)加固方法有：加大截面加固法、外包鋼加固法、預(yù)應(yīng)力加固法、改變結(jié)構(gòu)傳力加固法、外部粘鋼加固法、碳纖維布加固法等。

1、加固工作程序

針對(duì)結(jié)構(gòu)可靠性等級(jí)，提出佳加固方案。根據(jù)加固方案進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，考慮適當(dāng)?shù)氖┕し椒昂侠淼臉?gòu)造措施。

2、加固技術(shù)介紹

（1）加大截面加固法

即采取增大混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)筑物的截面面積，以提高其承載力和滿(mǎn)足正常使用的一種加固方法。在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件受壓區(qū)加混凝土現(xiàn)澆層，可增加截面有效高度，擴(kuò)大截面面積，從而提高構(gòu)件正截面抗彎、斜截面抗剪能力和截面剛度，起到加固補(bǔ)強(qiáng)的作用。在適筋范圍內(nèi)，混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力隨鋼筋面積和強(qiáng)度的增大而提高。在原構(gòu)件正截面配筋率不太高的情況下，增大主筋面積可有效地提高原構(gòu)件正截面抗彎承載力。

（2）外包鋼加固法

該加固技術(shù)是在混凝土構(gòu)件表面用的建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板，以提高結(jié)構(gòu)承載力的一種加固方法。適用于使用上不允許增大混凝土截面尺寸，而又需要大幅度地提高承載力的混凝土結(jié)構(gòu)的加固，要求承受靜力作用的一般受彎、受拉構(gòu)件，且環(huán)境溫度不大于60℃，相對(duì)濕度不大于70%，以及無(wú)化學(xué)腐蝕影響，否則應(yīng)采取措施。優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、快速、不影響結(jié)構(gòu)外形，施工時(shí)對(duì)生產(chǎn)和生活影響較小。但是，粘鋼存在著應(yīng)力滯后現(xiàn)象。施工時(shí)原構(gòu)件的負(fù)載越大，應(yīng)力滯后越多。此外，施工質(zhì)量和粘結(jié)劑質(zhì)量對(duì)加固有較大影響。

（3）低壓注漿法

該方法適用于裂縫寬度在0.2~0.3mm的混凝土縫修補(bǔ)，它是在裂縫中注入樹(shù)脂或水泥類(lèi)材料，以提高其防水性及耐久性。對(duì)于未貫通的裂縫，注漿法難以將漿液注入到內(nèi)部，注入壓力太大時(shí)，還有可能使裂縫寬度擴(kuò)大。所以，目前多采用低壓低速注入法。

（4）預(yù)應(yīng)力加固法

即采用外加預(yù)應(yīng)力的鋼拉桿或撐桿，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法。適用于要求提高承載力、剛度和抗裂性及加固后占用空間小的混凝土承重結(jié)構(gòu)。此法不宜用于處在溫度高于60℃環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)，否則應(yīng)進(jìn)行防護(hù)處理，也不適用于混凝土收縮量變大的混凝土。

（5）改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法

主要可分為兩種：

1）增設(shè)支點(diǎn)法：該法是以減小結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨度和變形，提高其承載力的加固方法。按支承結(jié)構(gòu)的受力性能分為剛性支點(diǎn)和彈性支點(diǎn)兩種。剛性支點(diǎn)法是通過(guò)支承構(gòu)件的軸心受壓將荷載直接傳給基礎(chǔ)或其他承重結(jié)構(gòu)的一種加固方法；彈性支點(diǎn)法是以支承結(jié)構(gòu)的受彎或晰架作用來(lái)間接傳遞荷載的一種加固方法。上述方法適用于房屋凈空不受限制的大跨度結(jié)構(gòu)的加固。

2）托梁拔拄法：該法是在不拆或少拆上部結(jié)構(gòu)的情況下拆除、更換、接長(zhǎng)柱子的一種加固方法。按其施工方法的不同可分為有支撐托梁拔拄、無(wú)支撐托梁拔柱及雙托梁反牛腿拔柱等方案，適用于要求廠房使用功能改變，增大空間的老廠改造的結(jié)構(gòu)加固，其中雙托梁反牛腿托梁拔拄，則適用于保留上柱的型鋼結(jié)構(gòu)的加固。

6、外包鋼加固法

即在混凝土構(gòu)件包以型鋼的加固方法。適用于使用上不允許增大混凝土截面尺寸，而又需要大幅度地提高承載力的混凝土結(jié)構(gòu)的加固。當(dāng)采用化學(xué)灌漿外包鋼加固時(shí)，型鋼表面溫度不應(yīng)高于60℃。當(dāng)環(huán)境具有腐蝕性介質(zhì)時(shí)，應(yīng)有可靠性的防護(hù)措施。

大梁裂縫粘鋼加固不論是新建工程或者是既有工程，在設(shè)計(jì)或施工中都可能因?yàn)槠疃鴮?dǎo)致結(jié)構(gòu)混凝土梁出現(xiàn)缺陷，譬如強(qiáng)度不足、裂縫橫生等，這些都會(huì)影響大梁的安全等級(jí)，于是我們就需要對(duì)大梁進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)。

對(duì)大梁進(jìn)行加固的方法有多種，不同的方法施工造價(jià)也有很大差別，但是終呈現(xiàn)的加固效果卻不一定能夠與造價(jià)成正比。因此，還是要根據(jù)大梁的具體缺陷尋找合適的加固方法，以保證低的造價(jià)獲得優(yōu)的加固效果。

粘鋼加固優(yōu)缺點(diǎn)分別是什么？

粘鋼加固具有加固后不影響混凝土構(gòu)件的外觀、加固施工周期短、效快等優(yōu)點(diǎn)。但也同時(shí)具有施工復(fù)雜、質(zhì)量要求高、加固單價(jià)高等缺點(diǎn)。由于大梁在粘鋼加固施工前，根據(jù)加固受力機(jī)理，要求恢復(fù)大梁在荷載作用下產(chǎn)生的變形，即卸荷工作，這在很多情況下難度較大。因此，粘鋼加固往往無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

什么情況下結(jié)構(gòu)梁裂縫可以選用粘鋼加固？

總結(jié)有以下幾點(diǎn)：

1.要求大梁加固后外觀不受影響，而加固造價(jià)居其次時(shí)，就應(yīng)該選用粘鋼加固法；

2.大梁因偶然因素出現(xiàn)裂縫，其使用性不受影響，但安全等級(jí)偏低時(shí)，采用粘鋼加固則有工程量較少，造價(jià)相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)；

3.當(dāng)大梁截面剛度過(guò)低時(shí)，大梁裂縫分布較廣，且寬度較大時(shí)，均不宜采用本法；

4.此外，加固規(guī)范要求，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)低于C15時(shí)，不得采用此法。

根據(jù)粘鋼加固的特點(diǎn)揚(yáng)長(zhǎng)避短，充分發(fā)揮其強(qiáng)大的加固性能，對(duì)大梁裂縫加固是一大幸事。但是，在加固的過(guò)程中，鋼板與基材的粘結(jié)問(wèn)題也是亟待解決的一大難題。這里，小悍推薦悍馬結(jié)構(gòu)粘鋼膠應(yīng)用粘鋼加固，試驗(yàn)表明，悍馬結(jié)構(gòu)粘鋼膠不僅在標(biāo)準(zhǔn)條件下的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了30MPa，且通過(guò)了全項(xiàng)共22種檢測(cè)項(xiàng)目，真正實(shí)現(xiàn)了鋼板與基材的有效粘結(jié)。

加固改造工程，這“四步”缺一不可第現(xiàn)有建筑中有相當(dāng)一部分由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)低造成歷史遺留問(wèn)題，一些建筑由于使用功能的改變，難以滿(mǎn)足當(dāng)前規(guī)范使用的需求，亟需進(jìn)行維修、加固。工程結(jié)構(gòu)加固改造這四步工作法缺一不可：一步

原結(jié)構(gòu)可靠性和抗震鑒定

對(duì)建筑性能進(jìn)行嚴(yán)格評(píng)估，并將鑒定結(jié)果總結(jié)成書(shū)面鑒定報(bào)告，從而確定建筑結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀。結(jié)構(gòu)可靠性鑒定,是結(jié)構(gòu)的安全性和房屋的正常使用性。結(jié)構(gòu)抗震鑒定,是房屋的綜合抗震能力及整體性。

第二步

加固改造方案的選擇

目前常用的加固方法有很多，如：加大截面法、外包鋼加固法、粘鋼加固法、碳纖維加固法等，我們從中選擇適宜的加固方式。

第三步

加固改造施工圖設(shè)計(jì)

根據(jù)房屋鑒定報(bào)告及建筑結(jié)構(gòu)加固要求，設(shè)計(jì)加固改造施工方案。

第四步

施工及驗(yàn)收

在施工中嚴(yán)格依照加固方案以及相關(guān)操作規(guī)程進(jìn)行施工；完成結(jié)構(gòu)加固后，需要對(duì)加固工程進(jìn)行驗(yàn)收。

通過(guò)以上四步可以看出，為了保證建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量，提高建筑結(jié)構(gòu)使用安全，必須采取合理、科學(xué)的加固改造技術(shù)，四步缺一不可。