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程紹革 史鐵花 中國建筑科學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（Ms）強烈地震，造成巨大的人員傷亡和經(jīng)濟損失。在這次地震中，房屋建筑遭受了不同程度的破壞甚至倒塌。對地震災區(qū)房屋建筑的安全性進行評估，包括震后現(xiàn)場應急評估與恢復重建的全面鑒定，根據(jù)鑒定結(jié)果給出相應的震后應急修復處理與恢復重建階段的加固，是抗震救災臨時安置災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階段的現(xiàn)場應急評估方法、震后恢復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)場應急評估與處理
對震損建筑進行現(xiàn)場應急評估，可在地震發(fā)生后為臨時安置災民入住、減少室外露宿，及時排除險情、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，應急評估要求在現(xiàn)場用肉眼、至多借助于簡單的剔鑿工具進行觀察，對震后的房屋建筑安全性能進行快速評定，并給出處理意見。根據(jù)《建筑地震破壞等級劃分標準》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、嚴重破壞和倒塌五個等級。對于基本完好的建筑，一般不需要修理即可入住；對于輕微損壞的建筑，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，需進行臨時應急性的處理后作臨時使用，經(jīng)加固后可長期使用；嚴重破壞的建筑，需及時排險，不得作臨時安置房使用，經(jīng)大修后方可繼續(xù)使用。標準中對10類房屋建筑給出了破壞等級的評定標準，表1列出了量大面廣的四類建筑的評定標準。震后現(xiàn)場應急評估的工作量是很大的，屆時災區(qū)會有相當數(shù)量的工程技術(shù)人員進行這項工作，技術(shù)力量參差不齊，造成在震后現(xiàn)場應急評估時，對同一棟房屋，不同的人給出的結(jié)論可能會不同。因此，在正式進行現(xiàn)場應急評估，需要有經(jīng)驗的專家進行簡單的培訓。地震災區(qū)震損建筑的應急搶修主要是對評定為輕微或中等損壞的房屋進行維修，防止房屋建筑在余震發(fā)生時的二次傷人，或為了及時安排災民入住。因此采取的措施應具有安全有效、易于取材、方法簡便、施工快捷，同時還要快速達到加固效果。應急搶修工作包括：
（1）對受損非結(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，主要有對構(gòu)件裂縫的修補，對受損構(gòu)件的加固補強。對于細微裂縫，且當?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度不高時，可采用壓力灌漿或化學灌漿方法修補裂縫，以恢復受損構(gòu)件的抗震能力。當裂縫較寬，或當?shù)卦O(shè)防烈度較高時，應在裂縫修補后對構(gòu)件進行加固。
砌體結(jié)構(gòu)墻體可采用增設(shè)扒釘或扁鋼條對裂縫兩側(cè)的墻體進行拉結(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，并有滑移錯位或已酥碎，喪失承載力時，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 恢復重建階段的建筑抗震鑒定與加固
震后恢復重建階段房屋建筑的抗震鑒定與加固應根據(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)別對待，一些建筑需進行詳細地檢測鑒定，一些建筑則無需鑒定直接進行加固修復，一些建筑僅需進行簡單修復，一些建筑則需進行加固。確定加固方案時應綜合考慮安全與經(jīng)濟的因素，對那些加固修復費用過高且無保留價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依據(jù)震后經(jīng)調(diào)整的設(shè)防烈度及設(shè)防分類標準進行，鑒定與加固方法依據(jù)現(xiàn)行的《建筑抗震鑒定標準》、《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》進行。在震后應急評估中評定為“中等破壞”、“嚴重破壞”的建筑可不進行鑒定，直接進入加固設(shè)計。對于在應急評估中評定為“基本完好”或“輕微損壞”的建筑，⑴當其遭遇烈度高于重建設(shè)防烈度時，可不進行鑒定，并以修復為主；⑵當其遭遇烈度相當于設(shè)防烈度時，可直接進入加固設(shè)計，以修復為主，適當進行加固；⑶當遭遇烈度低于設(shè)防烈度時，應按現(xiàn)行標準規(guī)范進行鑒定與加固，結(jié)合加固對震損部分進行修復。

3.2 房屋抗震鑒定方法
震損房屋的抗震鑒定依據(jù)《建筑抗震鑒定標準》按震前狀態(tài)進行鑒定，分兩級逐級鑒定。第一級鑒定是以宏觀控制與構(gòu)造鑒定為主，符合第一級鑒定要求的結(jié)構(gòu)，不再進行第二級鑒定；當結(jié)構(gòu)的整體性不符合要求，或多項構(gòu)造不符合要求，不再進行第二級鑒定，直接進行加固設(shè)計；其它情況下，通過第一級鑒定得到構(gòu)造影響系數(shù)、局部影響系數(shù)，進入第二級鑒定。第二級鑒定以抗震承載力復核為主，結(jié)合第一級鑒定中得到的構(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)。抗震承載力復核可按鑒定標準中給出的簡化方法計算，如磚混結(jié)構(gòu)按面積率計算，鋼筋混凝土框架按層間屈服強度計算。鑒定標準中還規(guī)定可按現(xiàn)行國家標準《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》進行計算，在結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震驗算時取抗震鑒定的承載力調(diào)整系數(shù)。通過對房屋的抗震鑒定，應給出結(jié)構(gòu)抗震安全性能的評價。通常還需結(jié)合建筑安全性鑒定，提出安全、經(jīng)濟、合理的加固方案，并進行加固費用的估算，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》進行，進行加固前需對震損構(gòu)件進行修補。抗震加固時的抗震驗算，可采用樓層綜合抗震能力指數(shù)進行驗算，也可按現(xiàn)行國家標準《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的方法進行驗算，在結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震驗算時取抗震加固的承載力調(diào)整系數(shù)。針對不同的結(jié)構(gòu)類型、抗震承載能力現(xiàn)狀、加固方案實施的條件，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大量的磚混結(jié)構(gòu)進行了加固，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)方法因為會改變原有建筑風貌、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，采用該方法的優(yōu)點是無需做基礎(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，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，對于總高度或?qū)訑?shù)超過鑒定標準要求的磚混結(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對于具有保留價值、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
地震災區(qū)震損建筑的鑒定與加固是搶險救災、恢復重建的重要工作，汶川地震災區(qū)大量地開展了此項工作。本文總結(jié)了災區(qū)應急評估與加固工作的一些經(jīng)驗，探討了震損建筑的鑒定原則，供今后相關(guān)技術(shù)標準的制訂借鑒。