谈震后受损建筑加固中遇到的设计与施工问题

佟建国

加固设计、施工与新建设计、施工最大的差异就是前者更需要重视设计和施工的过程,比如需要加固和局部拆除的建筑，是先拆除还是先加固,是否需要卸载,如何卸载，加固所用的受特征是否能有效的传递到基础，是否会产生新的刚度突变而无法满足抗震要求,加固的步骤是否能达到体系的受力要求,从而有效的传递到基础等等。

补强加固特别是受损建筑的加固是恢复和提高结构抗震能力和强度的过程,是对系统结构或构件的承载力、刚度适性、抗裂性、整体性、稳定性予以恢复或提高的过程,这是一项多技术手段的综合施工。

问题一 :在对灾后受损建筑进行补强加固过程中，对每一种材料或技术手段是否达到要求都要进行可靠的检测,如新旧材料的结合强度或两种不同材料之间的结合强度等,不过整体完工后是否达到共同工作或载荷要求,到目前为止还没有一种可靠简便的测试方法。为了保证质量,施工中-些材料规定或选取的设计值与标准值相差甚远,造成节点过大以及材料的浪费。

问题二: 灾后工程中的隐患,特别是梁、柱、板新增结构出现的裂缝应该弓起高度重视,针对这些裂缝必须重新进行补强。补强结构属于二次受力破坏，与- -般未经过补强的普通结构有很大的差异。在补强前即使去掉全疗荷载,其原结构已受力且原结构构混凝土收缩变形已完成,补强后随着荷载的增加,原结构的应力变值都比较高,但新增材料或构件并不会立即承担荷载，而是在荷载超出原结构的累积应力、应变极限值的前提下才可能出现。

问题三:灾区的受损建筑。特别是多层混凝土结构的“上强下弱”现象同时结合以上原则推理,必须进行卸载而后加固,这样新增的补强材料或构件才能有效的分担受力从而共同工作。卸载支撑力应在荷载的60%以-上才能使新增加固结构比较有效的接应,从灾区加固的实际情况来看,多层建筑的卸载由于场地及地面支撑基础的限制而无法实现。

问题四：立柱受损在灾区建筑中是非常严重的，有的完全酥溃甚至贯通，其未垮塌是因为系统立柱支撑还的完全酥溃甚至贯通，这时如果采用无御载加固,二次受力加固构件和材料只能是原一次受力的受损处完全失去支撑才能实现，一次受力受损处失去支撑力也许是余震或者是荷载增加。因此，在加固设计方案时必须考虑新增构件或材料抗剪、抗拉、抗压强度大于原立柱截面的强度，一旦一次受力丧失支撑力,新增构件或者材料能及时有效的接应。这是受损建筑特别是受损严重的立柱在设计和施I中最基本的机理和概念。反之将会造成更大的隐患和破坏。

问题五:从灾区现有加固工程来看,情况不容乐观。一些受损非常严重的立柱采用纤维材料围裹(图1 )或者角钢围裹(图2) , 有的甚至用混凝土、砂浆抹平了事(图3)。这种加固方法没有能力承担原受损处失去支撑的载荷，一旦余震或者荷载超出了受损处的支撑力或一次受力失去平衡而施加在加固材料或构件上,必将造成更大的破坏,这点应该引|起高度重视。

对于受损较轻的立柱节点,可以采用钢围套的方法进行加固,但钢围套的起点和终点必须通过节点,以保证足够的锚固长度，绝对不能只在梁面(图4)和梁下(图5)断开,这种加固无任何作用，其破坏仍然在钢围套两边及刚度突变处。

应该提到的是,受损严重的立柱在加固时其抗剪、抗压、抗拉强度大于原受损截面所具有的强度。但除满足承载力要求外,必须符合其抗震能力,不应存在局部加强而造成刚度更的突变以致形成新的薄弱点。例如(图6)，将两栋角柱包在一起加固，不同的振动频率必然造成较大的破坏。这种现象在灾区现有的加固工程中也是普遍存在的。