工程結構抗震加固和修復修復措施

修復包括修補和加固。修補是針對已有震害盡可能恢復原有功能;加固則要滿足當?shù)氐目拐鹪O防要求。在設計時，修補和加固應結合考慮。

朱伯龍

加固措施分為兩種:體系加固和局部構件(墻、梁、柱等)加固。體系加固是增加新的抗震構件，如抗震墻(砌體或鋼筋混凝土)，鋼支撐(用于框架結構等)以改變結構的振動基本周期，調整剛度沿高度和平面的分布;局部構件加固是加強現(xiàn)有構件本身。

工程結構的抗震加固和修復必須有正確的設計，否則有可能達不到目的甚至引起相反的后果。

工程結構抗震加固設計在滿足現(xiàn)行抗震規(guī)范要求的前提下，還要注意以下五點:①根據(jù)場地土的條件以及當?shù)卦O防要求，通過加固盡可能改變結構的振動基本周期以避開場地土的振動卓越周期(見地震作用)，使加固后的地震反應減小。②在可能條件下，通過加固盡可能使結構的剛度沿高度均勻分布，并使剛度中心和質量中心盡可能地接近，以減少結構的扭轉效應。③對難以實現(xiàn)上述兩點的結構，應通過加固提高其變形能力和耗能能力，并適當提高其總體強度。④對局部構件進行必要的加固。但應注意一部分結構的加固由于其局部剛度的變化也可能引起另一部分結構的地震反應變大。⑤加固應盡可能注意建筑物的美觀。

工程結構震后修復設計也要注意上述幾點，并且在計算結構的振動基本周期時考慮修復構件的實際剛度。

對于需要進行震后修復的結構，一方面要對結構震前狀況進行鑒定，另一方面還要鑒定其震害程度。通過鑒定，可以針對不同情況采取相應的修補和加固措施。

中國的《工業(yè)與民用建筑抗震鑒定標準》中對要加強的各類房屋、煙囪及水塔規(guī)定了鑒定方法。其他工程結構，如橋梁等則應按有關抗震規(guī)范進行復核并確定其抗震能力。至于特別重要或較為復雜的結構，還應對其動力特性及現(xiàn)有抗震能力進行專門的鑒定。此外，在加固鑒定中還要注意結構構件之間(如墻與墻、墻與板等)，應具有良好的連接，以防止墻體外閃或樓板墜落;梁式橋不僅支座的錨栓、銷釘、防震板應具有足夠的抗震強度，還要有防止落梁的措施，如梁端連接、在墩臺臺帽上設置擋塊等。

gongcheng jiegou kangzhen jiagu he xiufu

工程結構抗震加固和修復

strengthening and repairing of engineering structure in seismic region

在地震區(qū)往往有大量房屋、橋梁、煙囪、水塔等工程結構，由于達不到當?shù)乜拐鹪O防的要求而需要進行震前加固;此外，在地震后的城市和鄉(xiāng)村，許多結構雖遭到損壞但仍保留下來的，又需要進行震后修復。加固和修復都是為了使結構能夠達到當?shù)乜拐鹪O防標準。以保護人民生命和國家財產的安全。震前加固或震后修復都需要先對結構的抗震能力作出鑒定，才能進行設計。

人類在初期營造活動中，利用土、石、草、竹、木等天然材料的特點，逐步摸索出圓拱、支架等原始的結構形式和扎結、夯筑等原始的構筑方式;通過不斷實踐，逐步形成了開山辟路、越水架橋、攔河筑壩、引水灌田等各種工程結構的營造技巧。隨著人類歷史的發(fā)展和社會制度的變遷，先后出現(xiàn)了以不同的材料來滿足當時人們所需要的古代土、木、石、磚各種結構的營造方式，并配合當時的建筑藝術，筑成了雄偉壯麗、精巧美觀、風格各異且符合力學原理的工程結構，如埃及的金字 塔，巴比倫的星象臺，希臘的神廟，羅馬的競技場，中國的長城、大運河、宮殿、佛塔、竹索橋，及各國人民的民居、橋梁、堤壩、宮殿、陵墓、廟宇、教堂、紀念塔，分別顯示了各國古代能工巧匠的智慧和才華。中國春秋時期的木結構大師公輸般(魯班)憑他的技巧和經(jīng)驗,發(fā)展了木工技術并制定了整套的法規(guī);戰(zhàn)國時期李冰父子設計和監(jiān)造了四川都江堰水利工程;隋朝李春修建了世界聞名的趙州橋;宋朝李誡纂寫了《營造法式》等,為中國古代工程結構作出了巨大貢獻。(見彩圖)

自17世紀工業(yè)革命后，社會生產方式經(jīng)歷了一次重大變革，工程結構也不例外。隨著人類社會實踐的需要，新建筑材料的出現(xiàn)，工程力學學科的興起和營造技術的革新,工程結構也有了新的形式和內容,建筑材料突破了天然材料的局限,先后出現(xiàn)了鐵、鋼、水泥、混凝土、鋼筋混凝土、預應力混凝土等新材料;工程結構理論方面，也相應地從經(jīng)驗法則進入了材料力學、結構力學、靜定結構和超靜定結構力學、材料彈性和彈塑性理論,從而分別奠定了木結構、砌體結構、鋼結構、混凝土結構 (包括素混凝土結構、鋼筋混凝土結構和預應力混凝土結構)等各種工程結構的專業(yè)設計基礎，并制定了相應的設計規(guī)程和規(guī)范;營造技術也由原始的手工方式轉變?yōu)榘霗C械化和機械化、預制裝配和裝配整體及鋼材焊接等新工藝和新施工方法;工程結構從簡單的拱、梁、板、柱元件或桁架、框架等組成的一般結構,變化為適應于大跨度的折板、薄殼、網(wǎng)架懸索、筒體及懸吊等空間結構，在高度上由單層、多層、高層到超高 層，跨度由十幾米到幾百米,長度由幾百米到幾千米;工程結構做到具有抗溫、御寒、抗風、抗海浪、抗冰、抗地震、防微振、抗地下水、抗爆、抗腐蝕和防污染等多種性能。如美國芝加哥110層443米高鋼結構西爾斯大廈，法國巴黎國家工業(yè)技術展覽中心大廳 206米跨鋼筋混凝土多波雙曲薄殼展覽館,美國北亞利桑那大學153米直徑的膠合木穹頂結構體育館，蘇聯(lián)英古里 272米高的混凝土雙曲拱壩和努列克300米高的土石壩,英國的亨伯橋跨度為1410.8米的鋼懸索橋(見彩圖),日本53.85公里的青森-函館越海隧道，及宇航飛機發(fā)射塔架、核電站、多層地下建筑和近 海工程結構等，充分顯示出新時代人們的知識才能，進一步能克服大自然環(huán)境的限制，以現(xiàn)代工程結構的高、大、輕、新、美等特點，滿足人們日益增長的生活、生產、交通、審美等需要。

中國自20世紀以來，在工程結構方面先后引進了西方國家的工程結構形式和設計理論，沖破了中國原有的古典土、石、木、磚結構形式和傳統(tǒng)的營造法規(guī);特別是1949年以后,隨著社會主義建設的需要,在工程 結構的建筑材料、工程設計、科學理論研究和設備四個領域里進行了急劇的變革，使工程結構的面貌一新。在短期內使民用工業(yè)、國防、港口、水利、電力、公路、鐵路等工程進入到現(xiàn)代化的工程結構領域。除面大量廣的居住建筑和工業(yè)廠房外，著名的南京長江橋、湖北葛洲壩水利樞紐工程、天津引灤入津工程、北京人民大會堂、上海體育館、北京八萬人體育場、甘肅劉家峽水電站、杭州懸索體育館、寶成鐵路、北京地下鐵道、川藏公路、衛(wèi)星發(fā)射塔、北京環(huán)境氣象塔、濟南黃河 200米 斜張橋及深圳50層國際貿易中心和北京的高層建筑群等都是時代的物證。