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摘要：2008年5月12号的汶川大地震破坏了大量的学校建筑物，造成了很多学生的伤亡。为了充分保障学生的人生安全，对校舍進行抗震加固是非常必要的。本文结合北京某中学钢筋混凝土框架结构音乐楼的施工案例，简要概述了粘贴碳纤维法、增大截面面积法的加固措施；结合该校混砖结构养性楼的抗震加固工程案例，简要介绍了修补墙体裂缝法、钢筋混凝土板墙加固法的，以期为同类工程的施工提供借鉴和指导。
关键词：教学楼；抗震加固；设计方案
地震的灾害让我们深刻认识到了对学校校舍进行抗震加固的必要性和重要性。目前，仍有很多学校没有对教学楼进行抗震加固，或者采取了抗震加固措施，但是技术比较落后，导致其没有达到国家规定的要求。因此，对教学楼抗震加固的方式方法进行总结研究是十分必要的。
1工程概况
工程概况：以北京某中学的教学楼为例。其中钢筋混凝土框架结构的音乐楼，其主体结构是地面以上的4层，占地1000平方米；砖混结构的养性楼，其主体是地面以上的3层，其平面形状呈现矩形。该地的抗震防烈度为0.15g；
2框架结构教学楼的抗震加固方法的研究
2.1抗震加固方法的分類
目前，对框架结构采取的抗震加固的方法主要包含以下5大类：（1）加大柱子的截面面积。该方法是将柱子的外部固定上箍筋以及受力作用的钢筋，之后再喷射混凝土、设立模板，其原理是柱子受力面积的增大，分散了要承受的压力，其承载能力提升。（2）粘钢固定法。该方法的优点是操作简单，工作时间短，对施工结构的自重和截面影响较小；其缺点较多，首先固定结构的胶体具有污染性，极易老化，需要花费大量资金对其进行维护，且该胶体还要前期的防腐、防火处理。此外，粘钢的延展性和耗能能力较好，明显比增大截面法所用的加固试件性能好，虽然粘钢的刚度没有优势，但是可以在框架节点的加固中使用。（3）外包钢套法。该法不仅能够明显增加节点的延性和刚度，还能大大增强柱子自身的抗压力，所用的加固材料能与柱子进行良好的整合；这种方法施工起来较为简单，不会占用很大的空间，成本比较低，施工后柱子的外观更加美化。其缺点是所用的固定胶体很容易老化，需要很大的费用进行维护，还要对其防火、防腐蚀的深加工，很容易污染环境。（4）梁上粘贴碳纤维的加固方法。这种方法能够用于砌体、混凝土结构建筑物的抗震加固，对施工对象的自身重量以及截面的影响较小，并且工艺简单，所用时间少。其劣势与钢套加固法的相似，用于粘贴的树脂同样存在老化的问题，也要实施防火措施，维护费用高，增加了成本；此外，该树脂胶体也会污染环境。（5）产生体外预应力的加固方法。这种方法的原理是通过张拉承载主体结构外部的钢束，从而产生预应力的主动加固措施。这种技术对大型大跨类型的结构较为适用，被认为是对钢筋混凝土结构梁进行加固最好的措施之一。其缺点是施工时间长，技术比较落后，对于某些混凝土结构的建筑物不适用，比如高温、收缩徐变大的结构[1]。
2.2框架结构教学楼加固措施的案例分析
（1）对梁进行粘贴碳纤维的方式进行加固。在本次工程中，其基本的操作步骤为：第一，在梁的底部粘上1层碳纤维布，设计的布宽=梁宽-5cm；第二，在间隔20cm（需要加密的地方为10cm）处粘上10cm宽的U形布箍；第三，在梁的顶端部位压铺10cm宽的布条。
在施工过程中应当注意的事项：尽量避免布条受拉区的搭接，若不能避免，其长度应≧10cm；加固施工时，若需要多层粘贴纤维布条，那么相邻两层应遵循外长内短的原则，且外部的截断点不能与内层的重合，相差必须在超过20cm，还要用U型不箍进行加固。
（2）增大结构截面面积的加固方法。在对该音乐教学楼的框架梁、框架柱的加固工程中采取的是扩大截面的措施。对框架梁的加固过程：对原来梁的顶部进行凿毛，柱子截面的上下部分分别增加6cm、8cm，均增设4根钢筋，不同的是上部钢筋d=2.8cm，下部的受拉钢筋d=2cm；在梁的宽度左右部分均增加5cm，同时固定2排构造钢筋（d=1.2cm）和间隔15cm的穿板钢筋（d=1cm）；用于加固的全部钢筋均采用植入的方式，混凝土的类型为C30自密实性的；硅框架柱的加固过程：把原先柱子结构截面的高、宽伸长20cm，并在四周都固定12根受力型的钢筋。
这种方法的施工过程中应注意的事项：加固前应对原来结构进行清理、修补损坏的部位；造成的沟槽深最好大于6mm，而间隔最好小于20cm；利用界面剂（如水泥浆等）清理原来的混凝土表面[2]。
3砌体结构的抗震加固研究
3.1砌体结构抗震加固措施的分类
目前，已有的砌体结构抗震加固方法主要有3种：（1）砂浆墙加固方法。该方法是指将在墙体表面固定上网状的钢筋，并用砂浆这种聚合物对其实施喷灰或者抹灰；其优点是对原有结构的自重和截面影响较小，加固材料无污染，耐高温，操作简单；（2）打造钢筋混凝土墙的方法。这种方法与第一种相似的地方是也在砖墙的表面固定住网状结构的钢筋，不同的是之后通过浇灌混凝土进行固定，再将其抹平的固定方法；（3）在墙体表面粘贴碳纤维布的方式。这种方法操作简单，只需在墙体表面粘贴合适尺寸和厚度的碳纤维布即可，但是它的一大缺点是成本比较高[3]。
3.2砌体结构教学楼加固措施的实例分析
（1）混凝土板墙的加固措施。这种方法的操作主要分为以下几步：第一，清除墙体表面原有的抹灰层，再用水以及钢丝刷对其进行深度的清理；第二，对墙体的损坏处实施修补工作；第三，根据设计方案的上钢筋网格的大小，开始测定弹线，并具体描绘出钢筋横向和纵向的位置。在本次作业中，利用L形的锚筋（d=8mm）与原墙体进行整合，规定锚筋的孔径为2cm。值得注意的是，在用机械设备钻出孔洞后，应利用压力水对孔内的残留物进行清除。锚筋嵌入墙体的深度规定为15cm，而嵌入新增混凝土内的锚筋长度规定为25cm，并将剩余节段弯折并与网状钢筋结构固定在一起。再将锚筋伸进孔洞后要将空隙用水泥基浆料填满，此为锚定；在确定锚筋锚固合格后，再对钢筋网进行捆扎固定（如图3）。
（2）对墙体的裂缝进行修补。根据裂缝宽度的情况，实施相应的修补措施。当裂缝的宽度>0.5mm时，采用的是密闭填充的方式，即沿着裂缝凿出深、宽分别不少于2cm、1.5cm的沟槽，并使其呈现U形，向沟槽中补充树脂材料后，粘贴上复合型纤维材料完成修补；当裂缝的宽度<0.2mm时，裂缝对粘度较低、渗透性较好的胶液具有毛细吸附作用，胶液被吸进裂缝后封闭了裂缝，该法可称之为表面封闭法；当裂缝的宽度介于0.2至0.5mm之间时，通过注射式的手段，将高强度、低粘度的修补胶体打入空隙，达到修补的目的。此外，其它类型的裂缝应与碳纤维相互结合进行修补。
4结语
在上述案例中，通过粘贴碳纤维和增加截面面积的方法对音乐楼的框架梁进行了抗震加固；同时，利用修补墙体裂缝和混凝土板墙的方法对养性楼实施了抗震加固工程。经检测，施工后教学楼的抗震、承载、变形等性能均显著升高，已经达到了乙类抗震设防标准。每个方法都有自己的优缺点，施工中应结合具体的情况选取合适的方法，为学生的人身安全提供有力的保障。
参考文献
[1]董光，彭亚萍.混凝土框架结构的复合材料抗震加固方法研究[J].高科技纤维与应用，2011，01：49-55.
[2]赵艳敏，某中学教学楼的抗震加固方案浅析[J].四川建筑，2013，06：138-139+143.
[3]王庄，李遇春.即有中小学砌体结构校舍抗震加固研究[J].土木工程学报，2010，S1：436-441.
关键词：教学楼；抗震加固；设计方案
地震的灾害让我们深刻认识到了对学校校舍进行抗震加固的必要性和重要性。目前，仍有很多学校没有对教学楼进行抗震加固，或者采取了抗震加固措施，但是技术比较落后，导致其没有达到国家规定的要求。因此，对教学楼抗震加固的方式方法进行总结研究是十分必要的。
1工程概况
工程概况：以北京某中学的教学楼为例。其中钢筋混凝土框架结构的音乐楼，其主体结构是地面以上的4层，占地1000平方米；砖混结构的养性楼，其主体是地面以上的3层，其平面形状呈现矩形。该地的抗震防烈度为0.15g；
2框架结构教学楼的抗震加固方法的研究
2.1抗震加固方法的分類
目前，对框架结构采取的抗震加固的方法主要包含以下5大类：（1）加大柱子的截面面积。该方法是将柱子的外部固定上箍筋以及受力作用的钢筋，之后再喷射混凝土、设立模板，其原理是柱子受力面积的增大，分散了要承受的压力，其承载能力提升。（2）粘钢固定法。该方法的优点是操作简单，工作时间短，对施工结构的自重和截面影响较小；其缺点较多，首先固定结构的胶体具有污染性，极易老化，需要花费大量资金对其进行维护，且该胶体还要前期的防腐、防火处理。此外，粘钢的延展性和耗能能力较好，明显比增大截面法所用的加固试件性能好，虽然粘钢的刚度没有优势，但是可以在框架节点的加固中使用。（3）外包钢套法。该法不仅能够明显增加节点的延性和刚度，还能大大增强柱子自身的抗压力，所用的加固材料能与柱子进行良好的整合；这种方法施工起来较为简单，不会占用很大的空间，成本比较低，施工后柱子的外观更加美化。其缺点是所用的固定胶体很容易老化，需要很大的费用进行维护，还要对其防火、防腐蚀的深加工，很容易污染环境。（4）梁上粘贴碳纤维的加固方法。这种方法能够用于砌体、混凝土结构建筑物的抗震加固，对施工对象的自身重量以及截面的影响较小，并且工艺简单，所用时间少。其劣势与钢套加固法的相似，用于粘贴的树脂同样存在老化的问题，也要实施防火措施，维护费用高，增加了成本；此外，该树脂胶体也会污染环境。（5）产生体外预应力的加固方法。这种方法的原理是通过张拉承载主体结构外部的钢束，从而产生预应力的主动加固措施。这种技术对大型大跨类型的结构较为适用，被认为是对钢筋混凝土结构梁进行加固最好的措施之一。其缺点是施工时间长，技术比较落后，对于某些混凝土结构的建筑物不适用，比如高温、收缩徐变大的结构[1]。
2.2框架结构教学楼加固措施的案例分析
（1）对梁进行粘贴碳纤维的方式进行加固。在本次工程中，其基本的操作步骤为：第一，在梁的底部粘上1层碳纤维布，设计的布宽=梁宽-5cm；第二，在间隔20cm（需要加密的地方为10cm）处粘上10cm宽的U形布箍；第三，在梁的顶端部位压铺10cm宽的布条。
在施工过程中应当注意的事项：尽量避免布条受拉区的搭接，若不能避免，其长度应≧10cm；加固施工时，若需要多层粘贴纤维布条，那么相邻两层应遵循外长内短的原则，且外部的截断点不能与内层的重合，相差必须在超过20cm，还要用U型不箍进行加固。
（2）增大结构截面面积的加固方法。在对该音乐教学楼的框架梁、框架柱的加固工程中采取的是扩大截面的措施。对框架梁的加固过程：对原来梁的顶部进行凿毛，柱子截面的上下部分分别增加6cm、8cm，均增设4根钢筋，不同的是上部钢筋d=2.8cm，下部的受拉钢筋d=2cm；在梁的宽度左右部分均增加5cm，同时固定2排构造钢筋（d=1.2cm）和间隔15cm的穿板钢筋（d=1cm）；用于加固的全部钢筋均采用植入的方式，混凝土的类型为C30自密实性的；硅框架柱的加固过程：把原先柱子结构截面的高、宽伸长20cm，并在四周都固定12根受力型的钢筋。
这种方法的施工过程中应注意的事项：加固前应对原来结构进行清理、修补损坏的部位；造成的沟槽深最好大于6mm，而间隔最好小于20cm；利用界面剂（如水泥浆等）清理原来的混凝土表面[2]。
3砌体结构的抗震加固研究
3.1砌体结构抗震加固措施的分类
目前，已有的砌体结构抗震加固方法主要有3种：（1）砂浆墙加固方法。该方法是指将在墙体表面固定上网状的钢筋，并用砂浆这种聚合物对其实施喷灰或者抹灰；其优点是对原有结构的自重和截面影响较小，加固材料无污染，耐高温，操作简单；（2）打造钢筋混凝土墙的方法。这种方法与第一种相似的地方是也在砖墙的表面固定住网状结构的钢筋，不同的是之后通过浇灌混凝土进行固定，再将其抹平的固定方法；（3）在墙体表面粘贴碳纤维布的方式。这种方法操作简单，只需在墙体表面粘贴合适尺寸和厚度的碳纤维布即可，但是它的一大缺点是成本比较高[3]。
3.2砌体结构教学楼加固措施的实例分析
（1）混凝土板墙的加固措施。这种方法的操作主要分为以下几步：第一，清除墙体表面原有的抹灰层，再用水以及钢丝刷对其进行深度的清理；第二，对墙体的损坏处实施修补工作；第三，根据设计方案的上钢筋网格的大小，开始测定弹线，并具体描绘出钢筋横向和纵向的位置。在本次作业中，利用L形的锚筋（d=8mm）与原墙体进行整合，规定锚筋的孔径为2cm。值得注意的是，在用机械设备钻出孔洞后，应利用压力水对孔内的残留物进行清除。锚筋嵌入墙体的深度规定为15cm，而嵌入新增混凝土内的锚筋长度规定为25cm，并将剩余节段弯折并与网状钢筋结构固定在一起。再将锚筋伸进孔洞后要将空隙用水泥基浆料填满，此为锚定；在确定锚筋锚固合格后，再对钢筋网进行捆扎固定（如图3）。
（2）对墙体的裂缝进行修补。根据裂缝宽度的情况，实施相应的修补措施。当裂缝的宽度>0.5mm时，采用的是密闭填充的方式，即沿着裂缝凿出深、宽分别不少于2cm、1.5cm的沟槽，并使其呈现U形，向沟槽中补充树脂材料后，粘贴上复合型纤维材料完成修补；当裂缝的宽度<0.2mm时，裂缝对粘度较低、渗透性较好的胶液具有毛细吸附作用，胶液被吸进裂缝后封闭了裂缝，该法可称之为表面封闭法；当裂缝的宽度介于0.2至0.5mm之间时，通过注射式的手段，将高强度、低粘度的修补胶体打入空隙，达到修补的目的。此外，其它类型的裂缝应与碳纤维相互结合进行修补。
4结语
在上述案例中，通过粘贴碳纤维和增加截面面积的方法对音乐楼的框架梁进行了抗震加固；同时，利用修补墙体裂缝和混凝土板墙的方法对养性楼实施了抗震加固工程。经检测，施工后教学楼的抗震、承载、变形等性能均显著升高，已经达到了乙类抗震设防标准。每个方法都有自己的优缺点，施工中应结合具体的情况选取合适的方法，为学生的人身安全提供有力的保障。
参考文献
[1]董光，彭亚萍.混凝土框架结构的复合材料抗震加固方法研究[J].高科技纤维与应用，2011，01：49-55.
[2]赵艳敏，某中学教学楼的抗震加固方案浅析[J].四川建筑，2013，06：138-139+143.
[3]王庄，李遇春.即有中小学砌体结构校舍抗震加固研究[J].土木工程学报，2010，S1：436-441.