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程紹革 史鐵花 中國建筑科學(xué)研究院工程抗震研究所
司玉海 住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部
戴國瑩 中國建筑科學(xué)研究院工程抗震研究所
1 前言
2008年5月12日我國四川汶川地區(qū)發(fā)生了8.0級(jí)（Ms）強(qiáng)烈地震，造成巨大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。在這次地震中，房屋建筑遭受了不同程度的破壞甚至倒塌。對(duì)地震災(zāi)區(qū)房屋建筑的安全性進(jìn)行評(píng)估，包括震后現(xiàn)場應(yīng)急評(píng)估與恢復(fù)重建的全面鑒定，根據(jù)鑒定結(jié)果給出相應(yīng)的震后應(yīng)急修復(fù)處理與恢復(fù)重建階段的加固，是抗震救災(zāi)臨時(shí)安置災(zāi)民與重建家園的重要措施。本文簡要介紹了房屋建筑的震后搶險(xiǎn)階段的現(xiàn)場應(yīng)急評(píng)估方法、震后恢復(fù)重建階段建筑物抗震鑒定方法與加固技術(shù)。
2 房屋建筑的震后現(xiàn)場應(yīng)急評(píng)估與處理
對(duì)震損建筑進(jìn)行現(xiàn)場應(yīng)急評(píng)估，可在地震發(fā)生后為臨時(shí)安置災(zāi)民入住、減少室外露宿，及時(shí)排除險(xiǎn)情、減少人員傷亡提供技術(shù)依據(jù)。與常規(guī)的房屋安全性鑒定不同，應(yīng)急評(píng)估要求在現(xiàn)場用肉眼、至多借助于簡單的剔鑿工具進(jìn)行觀察，對(duì)震后的房屋建筑安全性能進(jìn)行快速評(píng)定，并給出處理意見。根據(jù)《建筑地震破壞等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，建筑的地震破壞可劃分為基本完好（含完好）、輕微損壞、中等破壞、嚴(yán)重破壞和倒塌五個(gè)等級(jí)。對(duì)于基本完好的建筑，一般不需要修理即可入住；對(duì)于輕微損壞的建筑，不需修理或稍加修理（拆除受損的附屬構(gòu)件）仍可繼續(xù)使用；中等破壞的建筑，需進(jìn)行臨時(shí)應(yīng)急性的處理后作臨時(shí)使用，經(jīng)加固后可長期使用；嚴(yán)重破壞的建筑，需及時(shí)排險(xiǎn)，不得作臨時(shí)安置房使用，經(jīng)大修后方可繼續(xù)使用。標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)10類房屋建筑給出了破壞等級(jí)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，表1列出了量大面廣的四類建筑的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。震后現(xiàn)場應(yīng)急評(píng)估的工作量是很大的，屆時(shí)災(zāi)區(qū)會(huì)有相當(dāng)數(shù)量的工程技術(shù)人員進(jìn)行這項(xiàng)工作，技術(shù)力量參差不齊，造成在震后現(xiàn)場應(yīng)急評(píng)估時(shí)，對(duì)同一棟房屋，不同的人給出的結(jié)論可能會(huì)不同。因此，在正式進(jìn)行現(xiàn)場應(yīng)急評(píng)估，需要有經(jīng)驗(yàn)的專家進(jìn)行簡單的培訓(xùn)。地震災(zāi)區(qū)震損建筑的應(yīng)急搶修主要是對(duì)評(píng)定為輕微或中等損壞的房屋進(jìn)行維修，防止房屋建筑在余震發(fā)生時(shí)的二次傷人，或?yàn)榱思皶r(shí)安排災(zāi)民入住。因此采取的措施應(yīng)具有安全有效、易于取材、方法簡便、施工快捷，同時(shí)還要快速達(dá)到加固效果。應(yīng)急搶修工作包括：
（1）對(duì)受損非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的拆除。如局部突出屋面的受損構(gòu)件、建筑外掛飾件、框架結(jié)構(gòu)的填充墻體，防止這些構(gòu)件在余震中掉落傷人，同時(shí)也要注意拆除過程中的安全。
（2）受損結(jié)構(gòu)構(gòu)件的維修加固，主要有對(duì)構(gòu)件裂縫的修補(bǔ)，對(duì)受損構(gòu)件的加固補(bǔ)強(qiáng)。對(duì)于細(xì)微裂縫，且當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度不高時(shí)，可采用壓力灌漿或化學(xué)灌漿方法修補(bǔ)裂縫，以恢復(fù)受損構(gòu)件的抗震能力。當(dāng)裂縫較寬，或當(dāng)?shù)卦O(shè)防烈度較高時(shí)，應(yīng)在裂縫修補(bǔ)后對(duì)構(gòu)件進(jìn)行加固。
砌體結(jié)構(gòu)墻體可采用增設(shè)扒釘或扁鋼條對(duì)裂縫兩側(cè)的墻體進(jìn)行拉結(jié)（見圖1），外墻轉(zhuǎn)角處裂縫歪閃，可根據(jù)歪閃情況采用拉桿單面拉結(jié)或雙面拉結(jié)（見圖2），墻體裂縫較寬，并有滑移錯(cuò)位或已酥碎，喪失承載力時(shí)，可將其局部拆砌或全部拆砌，鋼筋混凝土構(gòu)件可采用外包角鋼構(gòu)架加固，具體做法可參照有關(guān)圖集。
結(jié)構(gòu)類型多層磚房鋼筋混凝土框架底層框架

3 恢復(fù)重建階段的建筑抗震鑒定與加固
震后恢復(fù)重建階段房屋建筑的抗震鑒定與加固應(yīng)根據(jù)其受損程度、遭遇地震烈度和重建設(shè)防烈度的情況區(qū)別對(duì)待，一些建筑需進(jìn)行詳細(xì)地檢測鑒定，一些建筑則無需鑒定直接進(jìn)行加固修復(fù)，一些建筑僅需進(jìn)行簡單修復(fù)，一些建筑則需進(jìn)行加固。確定加固方案時(shí)應(yīng)綜合考慮安全與經(jīng)濟(jì)的因素，對(duì)那些加固修復(fù)費(fèi)用過高且無保留價(jià)值的建筑則建議拆除。
3.1 房屋抗震鑒定與加固的原則
房屋的抗震鑒定與固應(yīng)依據(jù)震后經(jīng)調(diào)整的設(shè)防烈度及設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，鑒定與加固方法依據(jù)現(xiàn)行的《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行。在震后應(yīng)急評(píng)估中評(píng)定為“中等破壞”、“嚴(yán)重破壞”的建筑可不進(jìn)行鑒定，直接進(jìn)入加固設(shè)計(jì)。對(duì)于在應(yīng)急評(píng)估中評(píng)定為“基本完好”或“輕微損壞”的建筑，⑴當(dāng)其遭遇烈度高于重建設(shè)防烈度時(shí)，可不進(jìn)行鑒定，并以修復(fù)為主；⑵當(dāng)其遭遇烈度相當(dāng)于設(shè)防烈度時(shí)，可直接進(jìn)入加固設(shè)計(jì)，以修復(fù)為主，適當(dāng)進(jìn)行加固；⑶當(dāng)遭遇烈度低于設(shè)防烈度時(shí)，應(yīng)按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行鑒定與加固，結(jié)合加固對(duì)震損部分進(jìn)行修復(fù)。

3.2 房屋抗震鑒定方法
震損房屋的抗震鑒定依據(jù)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》按震前狀態(tài)進(jìn)行鑒定，分兩級(jí)逐級(jí)鑒定。第一級(jí)鑒定是以宏觀控制與構(gòu)造鑒定為主，符合第一級(jí)鑒定要求的結(jié)構(gòu)，不再進(jìn)行第二級(jí)鑒定；當(dāng)結(jié)構(gòu)的整體性不符合要求，或多項(xiàng)構(gòu)造不符合要求，不再進(jìn)行第二級(jí)鑒定，直接進(jìn)行加固設(shè)計(jì)；其它情況下，通過第一級(jí)鑒定得到構(gòu)造影響系數(shù)、局部影響系數(shù)，進(jìn)入第二級(jí)鑒定。第二級(jí)鑒定以抗震承載力復(fù)核為主，結(jié)合第一級(jí)鑒定中得到的構(gòu)造影響系數(shù)、局部影響系數(shù)，求出結(jié)構(gòu)的綜合抗震能力指數(shù)。抗震承載力復(fù)核可按鑒定標(biāo)準(zhǔn)中給出的簡化方法計(jì)算，如磚混結(jié)構(gòu)按面積率計(jì)算，鋼筋混凝土框架按層間屈服強(qiáng)度計(jì)算。鑒定標(biāo)準(zhǔn)中還規(guī)定可按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行計(jì)算，在結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震驗(yàn)算時(shí)取抗震鑒定的承載力調(diào)整系數(shù)。通過對(duì)房屋的抗震鑒定，應(yīng)給出結(jié)構(gòu)抗震安全性能的評(píng)價(jià)。通常還需結(jié)合建筑安全性鑒定，提出安全、經(jīng)濟(jì)、合理的加固方案，并進(jìn)行加固費(fèi)用的估算，為以后的抗震加固提供依據(jù)。

3.3 房屋抗震加固方法
震損房屋的抗震加固依據(jù)《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行，進(jìn)行加固前需對(duì)震損構(gòu)件進(jìn)行修補(bǔ)。抗震加固時(shí)的抗震驗(yàn)算，可采用樓層綜合抗震能力指數(shù)進(jìn)行驗(yàn)算，也可按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的方法進(jìn)行驗(yàn)算，在結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震驗(yàn)算時(shí)取抗震加固的承載力調(diào)整系數(shù)。針對(duì)不同的結(jié)構(gòu)類型、抗震承載能力現(xiàn)狀、加固方案實(shí)施的條件，采取不同的加固方法（見圖3~圖8）。

3.3.1多層砌體結(jié)構(gòu)的抗震加固
傳統(tǒng)的抗震加固方法是增設(shè)鋼拉桿、圈梁、構(gòu)造柱、夾板墻，唐山地震后用該方法對(duì)大量的磚混結(jié)構(gòu)進(jìn)行了加固，成為抗震加固的四大法寶。隨著加固技術(shù)的方法、人們審美觀念的改變，傳統(tǒng)方法因?yàn)闀?huì)改變?cè)薪ㄖL(fēng)貌、房屋室內(nèi)也不美觀而逐步被淘汰。目前多層砌體結(jié)構(gòu)的抗震加固方法有：
⑴鋼筋網(wǎng)水泥砂漿抹面加固，可采用單面加固或雙面加固（夾板墻），該方法用于抗震能力相差不大時(shí)，采用該方法的優(yōu)點(diǎn)是無需做基礎(chǔ)，面層也無需上下連續(xù)。
⑵鋼筋混凝土板墻加固，可采用單面加固或雙面加固，該方法用于抗震能力相差較大時(shí)，鋼筋混凝土板墻一般自下而上連續(xù)設(shè)置，需做基礎(chǔ)。此外，對(duì)于總高度或?qū)訑?shù)超過鑒定標(biāo)準(zhǔn)要求的磚混結(jié)構(gòu)，宜采用該加固方法，原磚墻承受僅豎向荷載，由新增混凝土板墻承受水平地震作用。
⑶對(duì)于具有保留價(jià)值、不能明顯增加墻厚的如古建等，可以采用鋼鉸線網(wǎng)片-聚合物砂漿方法加固。
⑷此外，還可采用拆砌或增設(shè)抗震墻加固、鋼筋混凝土圍套加固墻垛或磚柱。
3.3.2鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震加固
框架結(jié)構(gòu)的抗震加固或采用體系加固方法與構(gòu)件加固方法，并優(yōu)先選用體系加固方法。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)常用的加固方法有：
⑴增設(shè)鋼筋混凝土抗震墻，將原框架結(jié)構(gòu)改變?yōu)榭蚣埽拐饓Y(jié)構(gòu)、壁式框架結(jié)構(gòu)，從而減少框架構(gòu)件的受力、降低軸壓比要求，減少加固工作量。新增抗震墻承受較大的豎向荷載與水平地震作用，為減少基礎(chǔ)尺寸、方便施工，可采用短樁（樹根樁）+承臺(tái)托換技術(shù)。
⑵增設(shè)鋼支撐（包括消能支撐）加固方法，在框架柱間設(shè)置鋼支撐，以增加結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，減小地震作用下的結(jié)構(gòu)變形。在結(jié)構(gòu)中放置消能支撐，利用地震作用下消能元件的耗能吸收地震能量，從而起到保護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的效果。
⑶框架構(gòu)件可采用鋼構(gòu)套、加大截面、碳纖維、鋼鉸線網(wǎng)片-聚合物砂漿等方法加固。
4 結(jié)語
地震災(zāi)區(qū)震損建筑的鑒定與加固是搶險(xiǎn)救災(zāi)、恢復(fù)重建的重要工作，汶川地震災(zāi)區(qū)大量地開展了此項(xiàng)工作。本文總結(jié)了災(zāi)區(qū)應(yīng)急評(píng)估與加固工作的一些經(jīng)驗(yàn)，探討了震損建筑的鑒定原則，供今后相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制訂借鑒。