建筑结构工程中抗震加固技术应用与优化研究

安哲

济宁市建筑设计研究院集团有限公司  山东省济宁市  272000  

摘要：随着城市更新工作持续推进，大量既有建筑面临抗震性能不足问题，抗震加固成为提升建筑安全储备、增强建筑抗震韧性的重要手段。当前建筑抗震加固技术体系包含传统构件加固、改变结构体系、消能减震加固等多种类型，各类技术具备不同适用条件与局限性，在实际工程应用中仍存在方案选型不合理、施工质量管控不到位、材料耐久性不足、多技术协同设计欠缺等现实问题。本文梳理主流抗震加固技术的应用特点，分析工程实践中的现存问题，从方案比选、施工管控、材料优化、减震技术协同、全生命周期管理等方面提出优化路径，为既有建筑抗震加固设计与实施提供参考，提升加固后结构的安全性能与综合效益。

关键词：建筑结构；抗震加固；消能减震；技术优化；抗震韧性

1 引言

地震灾害会对建筑结构造成严重破坏，既有建筑受早期设计标准、材料老化、使用功能改变等因素影响，部分建筑存在抗震承载力不足、延性较差、节点构造薄弱等缺陷，存在地震安全隐患。抗震加固通过对既有结构进行改造，提高构件承载力、改善结构变形能力，降低地震作用下的破坏风险，是防灾减灾领域的重要工作。现阶段抗震加固技术已经形成多元化体系，既有增大截面、粘贴钢板、碳纤维布加固等传统技术，也发展出消能减震、隔震加固等新型技术。但加固工程实践中，部分项目存在重构件加固、轻整体体系优化，重短期强度提升、忽视长期耐久性能的现象，加固方案选型缺少综合比选，施工工艺管控不严，导致加固效果达不到预期。因此，系统研究抗震加固技术的应用要点，探究技术优化策略，对保障既有建筑安全、推进城市更新高质量发展具有现实意义。

2 建筑结构常用抗震加固技术及应用特点

2.1 传统构件加固技术

增大截面加固法通过增设钢筋、浇筑混凝土扩大构件截面，提升梁柱承载力与刚度，耐久性好、造价较低，但湿作业量大，会增大结构自重，占用建筑内部空间，对建筑正常使用干扰较大。粘贴钢板加固依靠结构胶将钢板粘贴于构件表面，提高构件抗剪抗弯能力，施工便捷，对空间占用小，但钢板易锈蚀，需要做好防腐防护，对基面处理与粘结施工质量要求高。粘贴碳纤维布加固自重轻、施工速度快，能够有效约束混凝土，改善构件延性，但刚度提升有限，存在界面剥离风险，防火性能较差，对胶粘剂施工质量十分敏感。外包型钢加固可以显著提升构件延性与承载力，适用于构件破损严重的框架结构，但钢材用量大，造价偏高，后期需要做好防腐维护。

2.2 改变结构体系加固技术

该类技术主要包含增设剪力墙、增设支撑、增设支点等方式，通过调整结构传力路径，改善整体结构抗侧力性能，能够有效降低层间位移，提升整体抗震性能。该方法加固效果显著，但会改变原有建筑布局，增加结构自重，施工拆除改造工作量大，多用于建筑改造条件允许的项目。

2.3 消能减震加固技术

消能减震加固通过增设阻尼器、约束屈曲支撑等耗能构件，消耗地震输入能量，降低结构地震响应，不需要大幅度改动原有主体结构，对建筑使用功能影响较小，是目前既有建筑加固的重要发展方向。黏滞阻尼器、金属屈服阻尼器等装置可以有效减小层间位移角，提升建筑抗震韧性，但对装置布置位置、参数设计要求较高，需要结合结构弹塑性分析开展精细化设计，同时需要做好设备的维护管理。

3 抗震加固技术应用现存主要问题

第一，加固方案选型缺乏综合比选。部分加固设计单纯追求构件承载力提升，忽略结构整体体系协同，只针对局部薄弱构件加固，没有兼顾建筑使用条件、造价、后期维护等因素。不同加固技术适用场景存在差异，盲目选用加固方式，会造成加固效果不足或者造价过高。

第二，施工质量管控存在短板。传统加固对基面处理、粘结工艺、节点构造要求严格，碳纤维、粘钢加固的粘结质量直接决定加固成效，现场施工工艺不规范，容易出现空鼓、剥离、锚固不到位等质量缺陷。消能减震装置安装精度不足，会直接削弱减震耗能效果。

第三，材料耐久性与防火性能考虑不足。碳纤维、粘贴钢板加固的有机胶粘剂长期受环境影响容易老化；钢材构件防腐防护不到位，会降低加固体系长期服役能力；部分加固材料防火性能不足，存在火灾隐患，全生命周期性能考虑不足。

第四，多技术协同设计水平不足。单一构件加固很难解决整体结构的抗震问题，部分项目将构件加固与消能减震技术简单叠加，缺少协同优化设计，阻尼器布置不合理，无法充分发挥各类技术优势，难以实现抗震性能最优。

第五，加固后运维体系不完善。加固完成后缺少常态化检测评估，对于消能减震装置、外包钢构件，没有建立定期检查维护机制，长期使用后出现性能衰减，影响加固效果。

4 建筑抗震加固技术优化实施路径

4.1 强化前期检测评估，科学开展加固方案比选

加固设计前期应当完成全面结构检测鉴定，明确结构薄弱部位、构件损伤程度，结合建筑使用功能、场地条件、造价预算，开展多方案技术经济对比。优先采用性能化抗震设计思路，兼顾构件承载力、结构延性、整体抗震韧性，不能只满足承载力指标。对于空间受限的建筑优先选用碳纤维、消能减震等对使用干扰小的技术；构件破损严重的建筑可采用增大截面、外包型钢加固；对既有框架结构，可结合构件加固与消能减震技术组合，实现整体性能提升。

4.2 严格施工全过程质量管控

加固施工应当严格遵循现行加固规范要求，重点把控基面处理、粘结施工、节点锚固等关键工序。粘贴钢板、碳纤维加固施工，严格控制基面打磨、胶层涂刷、加压固化流程，做好锚固构造处理，避免发生界面剥离破坏。消能减震装置要严格控制安装位置与安装精度，做好装置与主体结构的连接构造。建立施工全过程质量检查制度，对隐蔽部位做好验收记录，保证加固体系与原有结构协同受力。

4.3 优化加固材料性能，重视耐久与防火设计

针对加固材料短板，优化材料选型，提升耐久性。粘贴钢板做好防腐涂装处理；碳纤维加固做好防火防护构造处理，选用耐老化胶粘剂。在设计阶段充分考虑环境因素，对潮湿、腐蚀环境建筑，针对性提升防护措施，避免加固材料过早老化，保障加固体系长期服役性能。

4.4 推进消能减震技术协同优化设计

消能减震加固需要结合弹塑性时程分析，优化阻尼器、消能支撑的布置位置与参数，避免盲目布置耗能构件，充分发挥耗能装置减震作用。将构件加固与消能减震技术协同使用，既改善构件局部薄弱问题，又降低整体结构地震响应，提升建筑抗震韧性。优化阻尼器参数取值，兼顾小震、中震、罕遇地震下结构响应，实现加固方案综合性能最优。

4.5 完善加固后检测与运维管理

加固工程完工后开展专项验收，对加固体系进行性能复核。建立加固后建筑定期检测评估制度，对消能减震装置、钢构件、粘结加固部位开展定期巡检，及时发现老化、损坏问题。建立运维档案，记录加固改造信息，保障加固体系长期安全稳定运行。

5 结语

建筑抗震加固是提升既有建筑抗震安全的关键工作，各类加固技术均有自身适用范围与局限性。工程实践中不能简单套用单一加固方法，应当以结构检测鉴定为基础，兼顾结构整体性能、使用条件、造价与耐久性，合理比选加固方案。通过严格施工质量管控、优化加固材料、推进构件加固与消能减震技术协同设计、完善后期运维检测，能够有效提升抗震加固工程质量，改善建筑抗震韧性，保障建筑在地震作用下的安全，为城市更新背景下既有建筑安全改造提供技术支撑。

参考文献

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