辽宁省建设科学研究院有限责任公司辽宁省110005
摘要：随着我国建筑行业的快速发展，建筑结构、建筑材料和施工技术不断发展，对房屋的需求也不断发生变化，不少房屋建筑原来的空间或者层数无法满足需求，需要对房屋进行扩建。但是房屋扩建之前，必须对房屋结构进行鉴定，其鉴定水平直接影响到建筑扩建的可靠性。因此文章结合工程实例，就混凝土框架结构房屋的抗震性能鉴定及加固策略进行探讨。
关键词：混凝土框架结构；抗震性；鉴定；加固
随着建设行业的持续发展，多层和高层建筑逐渐增多，钢筋混凝土框架结构成为了目前应用最为广泛的结构形式之一，钢筋混凝土结构构件由钢筋和混凝土两种材料共同受力、协同工作，发挥了各自的优点。在普通钢筋混凝土结构中，梁、板和柱作为主要承重构件，而墙体只起到了分割和围护的作用。对于一些既有的混凝土框架结构由于使用功能上的改变，需要重新进行改造。特别是使用荷载明显增加的情况下，原有结构的承载力不能满足改造后的安全使用，需要采用合理的加固方法对结构进行加固。
一、工程概况
某厂房地面建筑7318m2，室内外高差149mm，建筑层数为6层，没有地下室，建筑檐口高度为23.95m，建筑总面积为322580.612m2，建筑工程上部结构为现场浇筑混凝土框架。该建筑兴建于2002年，随着园区的发展，原来的建筑面积已经无法满足企业的发展，现在需要对该建筑进行扩建，在原来的基础上增加一层。工程设计等级为二级，抗震等级为三级，安全等级是二级，后续使用年限40年，抗震设防烈度为7度。现在改变房子的用途，房子内部框架结构以及建筑荷载等发生改变，所以在对房子进行改造之前，需要对房屋的构件性能进行了解，确保房屋改造以后能满足建筑使用安全和使用功能。根据国家相关规定，建筑物改变用途或者使用条件，必须对建筑物进行抗震鉴定。建筑物抗震鉴定严格遵守国家《民用建筑可靠性鉴定标准》《建筑抗震鉴定标准》《建筑结构检测技术标准》等相关规定进行鉴定。
二、抗震鉴定基本内容
（一）第一级抗震鉴定
该工程为混凝土框架结构，建筑抗震设防烈度为7度，建筑高度为23.95m，混凝土框架抗震等级为三级。该建筑结构平面布置规则，楼盖、屋盖的长宽比小于3，符合《民用建筑抗震设计》要求。混凝土强度不低于C13，符合建筑抗震要求。
（二）第二级抗震鉴定
第二级抗震鉴定主要通过验算软件对工程各个构件进行抗震验算，按照该建筑抗震等级为三级，抗震设防烈度为7度，采用平面结构的楼层综合抗震能力指数进行第二级抗震鉴定。
（三）混凝土框架鉴定方法
该工程抗震设防烈度为7度，房屋由过去的仓库改建为办公室，建筑属于丙类标准设防工程，所以按照本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用。由于该工程属于B类建筑工程，后续使用时间为40年，根据现场检测结果以及设计图纸，可以按照《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009进行抗震鉴定。房屋的内框架结构、砌体按照《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009中关于多层砌体房屋和多层钢筋混凝土房屋的规定进行抗震鉴定，承台、基础梁的混凝土强度为C25，梁柱混凝土等级为C30，使用PK-PM软件对该建筑钢筋混凝土结构进行计算。钢筋强度按照国家建筑施工钢筋混凝土设计规范要求取值，保护层厚度梁为300mm，柱为40mm。经过计算得出底层X向最大层间位移为1/350，Y向最大层间位移1/450，无法满足现有建筑的要求。
（四）鉴定结果
经过鉴定，发现该房屋部分框架梁柱配筋无法达到《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009的相关要求。建筑扩建加层以后，房屋的框架和框架梁配筋无法承受建筑荷载，所以房屋应该进行加固处理。
三、加固策略
（一）碳纤维布粘贴加固法
碳纤维布粘贴加固是指将抗拉强度非常高的碳纤维布采用环氧树脂预浸成为复合增强材料;然后用环氧树脂粘结剂沿纤维材料的受拉方向或垂直于裂缝的方向粘贴在要修复或加固的结构构件上，从而增强成了一个新的受力复合体，使纤维材料与原有钢筋混凝土构件共同承受外力作用，从而增大结构的抗裂或抗剪能力，提高结构构件的强度、刚度、抗裂性和延伸性。其施工工艺的主要流程是：施工准备→混凝土表面处理→配制并涂刷底胶→配制并涂刷结构胶粘剂→粘贴碳纤维布→表面养护。加固时要求被加固构件的实测混凝土强度等级应该高于C15，同时要求混凝土表面的正拉粘结强度应该不低于1.5MPa。外贴纤维复合材料加固钢筋混凝土结构构件时，应将纤维增强复合材料的受力方式设计成仅承受水平方向的拉应力作用。粘贴在混凝土构件表面上的纤维复合增强材料在服役过程中不应直接曝露于阳光或有害介质中，同时加固后构件表面应采取有效措施进行防护处理。表面防护材料应对已粘贴好的纤维及胶结剂无侵蚀，且纤维材料胶结剂应有可靠的粘结强度及相互协调变形性能。
（二）粘钢法
粘钢加固又称为粘贴钢板加固，是将钢板采用高性能的环氧类粘贴剂粘贴于混凝土构件表面，使得钢板与混凝土形成统一的整体，发挥钢板良好的抗拉强度的优势使得加固后构件达到增强承载能力及刚度的目的。这种方法在实际工程中一般普遍用于钢筋混凝土结构构件的受弯、大偏心受压和受拉构件加固。这种施工工艺的大体流程是:施工准备→放线→清理、修整原结构、构件→加工钢板、箍板、压条及预钻孔→界面处理→粘贴钢板施工→固定、加压、养护→施工质量验收→防护面层施工。拟采用粘钢法进行加固的混凝土结构构件的实测强度等级不应小于C15，同时应注意混凝土表面的抗拉粘结强度不低于1.5MPa。钢板在粘贴前应进行表面除锈处理。而且要求钢板表面防锈材料对钢板本身无害，且对粘结剂无害。采用粘钢法对混凝土结构构件进行加固时，加固后的构件服役过程中使用环境温度不得高于60℃。当被加固构件有防火要求时，应依据现行国家标准《建筑防火设计规范》(GB50016—2014)规定的耐火等级及耐火极限要求，严格地对胶结剂和粘贴钢板进行表面防护处理。
（三）增大截面法
增大截面法是一种直接加固法，对混凝土结构构件的承载能力和刚度的提升非常有效。其主要施工工艺流程是：施工准备→清理、修整原结构、构件→安装新增钢筋（包含植筋）并与原钢筋、箍筋连接→界面处理→安装模板→浇筑混凝土→养护及拆模→施工质量验收。采用加大截面法进行结构构件加固时，现场检测后的原构件混凝土强度应高于C10，当被加固的混凝土构件界面处理及其粘结质量符合《混凝土结构加固设计规范》(GB50367—2013)时，可按整体截面计算的方法。混凝土结构构件的正截面承载力应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)的基本假定进行计算处理。
（四）板底托梁法
在楼板下方托钢梁，以减小板跨提高楼板的承载力。本方法可较大程度地改变受力体系，减少楼板的负弯矩计算配筋。设计支托钢梁时，宜使支托钢梁与楼板能够共同工作，因而采用H型钢支托混凝土楼板。值得注意的是，型钢翼缘与楼板之间要采用化学锚栓连接，以保证两者共同受力，协同工作。
综上所述，文章通过对混凝土框架结构厂房进行抗震性能鉴定，提出了有针对性的修复与加固方案，有效地解决了结构上的缺陷与不足，并保证加固方法具有可行性和经济性，使其修复和加固后的房屋结构满足后续功能要求，保证房屋在后续使用年限内结构的安全使用。
参考文献
[1]张哲铭.混凝土框架结构施工技术在住宅建筑的抗震分析[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2017(03)
[2]丛术平,董慧玲,方鹏飞.楼梯对框架结构抗震性能影响的研究进展[J].建筑结构,2016,46(S2)
[3]闫长旺,李旭,刘曙光,贾金青,段连均.钢骨超高强混凝土框架结构地震弹塑性分析[J].防灾减灾工程学报,2016,36(02)