古建筑结构设计精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇古建筑结构设计，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词:仿古建筑；结构设计；研究分析；设计项目

中图分类号： TB482 文献标识码： A

引言

在园林的规划建设以及古城区的建设施工过程之中，仿古建筑有着相当重要的地位。相关项目作为一种较为特殊的设计类型，当前综合了不同的设计手段和施工技术，并且采用了全新的混凝土框架施工结构。故在设计方案的研究与分析制定过程之中，还需从工程建设本身的需求着手，对建筑的结构进行准确估量和计算，结合建筑特点，设计出不同形式的仿古建筑类型，以充分的满足城市建设发展的需求，为城市的进步创建出良好的基础。

1.仿古建筑结构设计特点分析

针对仿古建筑的结构设计特点加以分析，是促进设计工作实现新的转变的关键点，故应当加以重视。我国古代的建筑多半是以木的结构为主要设计原则，其平面的布局讲究的是含蓄，注重多层次的分布和不同布局之间的灵活转变，并且对于均衡性相当重视。所以，在仿古建筑设计之中应当对维护结构以及承重结构进行重点的设计，应当确保其有着明确的分工并且有着不同的体系结构。诸如在我国的古代建筑斗拱设计形式之中，就相当充分且全面的运用了不同的色彩装饰和突出的结构设计要点，使得整个建筑的设计呈现出了一种较为庄重的造型，而在外观方面，则显得相当的华丽。这一点是我国古代建筑的一个核心理念。在当前的仿古建筑设计之中，多半的项目也采用了类似的设计形式，很好的继承并且发扬了我国古代建筑的独特结构样式，在实践的设计工作之中，还可以借鉴当前时代的全新的设计结构形式，使得其可以与传统的设计理念相互融合，将构件以及模数等进行重新的定型，进而实现从整体至局部的不同设计形式，在造型以及细节部位的尺度方面也有着相当详细的规定。

我国古代建筑设计之中常用的穿斗式设计形式、跌梁式的设计形式等，都得到了较好的应用和改良，而其中的不同设计原则，也被广泛的运用在了实践的设计工作之中，进而使得当前的仿古建筑呈现出了全新的色彩，整个设计项目的艺术效果和价值均得到了较大的提升。

2.仿古建筑结构设计要求及原则

在仿古建筑设计之中，明确相关设计原则和基本的设计理念，对于设计项目的稳定开展有着相当重大的价值和意义，故应当引起高度的重视。由于防震以及防腐蚀性等多方面的需求，当前阶段的我国古代建筑设计之中已经普遍的采用混凝土设计结构的形式很好的替代了传统的木结构设计样式。而采用混凝土钢筋的设计，进而仿古建筑的建设，可以使得外观的艺术效果和内部的稳定性均得到较大程度的提升。要想保证外部的油漆效果与木结构的相类似，还应当对仿古建筑设计之中的相关准则和规定进行严格的掌控，兼顾多方面的影响因素和建筑自身抗震的设计需求。

在建筑的设计过程之中，应当严格的按照仿古建筑的基本模数结构和模型体系进行建设和施工，保证整个体系的完善性和科学性，在结构设计过程之中各个受力的构件规格应当进行严格的掌控，充分的满足建筑自身的需求。各个构件的施工应当符合力学体系的传力标准，针对外形和尺度的把控也应当完全的参照古代建筑之中梁柱的设计样式进行执行。此外，在仿古建筑设计之中还应当采用多种不同的结构体系，采用组合的形式以充分的满足仿古建筑的屋面设计需求。由于仿古建筑的屋面设计有着较大的特点，在设计过程之中屋面的变化较为显著，其对造型的要求较高，并且整个设计的难度较高，所以针对体系的设计应当按照举架等设计的理念原则进行处理，这样就可以使得整个屋面的设计呈现出一种缓慢上升的趋势，并且体现出优美的设计曲线，充分的满足当前仿古建筑的设计标准和建设需求。

一般情况之下，仿古建筑结构设计之中相关构件起到装饰的作用，其有着独特的设计艺术效果，同样需要加以重视。其中最具有代表性的是斗拱，其属于我国古代建筑设计之中的一种特殊的设计形式，具有很好的传导屋面荷载并且降低整个屋顶横梁跨度的作用，故对应于整个仿古建筑结构设计有着相当重大的意义。由于我国当前相关设计项目多半采用的混凝土钢筋的结构形式，其建筑的设计一般是由主体框架进行承担，所以斗拱已经逐步的退化成为了装饰性的物品，而不再有相对应的承重效应。所以，在设计过程之中还需要对上述内容加以明确，以更好的实现建筑设计效果和水准的改进。

3.实例分析

针对仿古建筑之中的相关设计实例加以分析，是促进设计效果提升并且完善设计理念的核心环节，应加以重视。在仿古建筑的结构设计过程之中，应当严格的遵循传统布局模式和设计的结构样式，并且很好的与现代的技术进行融合，以开创出仿古建筑的新局面，实现技术的不断改进。在实践的设计过程之中应当取长补短，需要在掌握设计规范的基础上，根据自己的经验积累对计算机结构计算结果进行合理的调整，对传统的设计技术进行细致的改良和创新，采用混凝土的主体结构设计形式，吸纳现代化的结构设计精髓，进而达到仿古建筑设计的施工效果。

位于南宁青秀山风景区的观音禅寺扩建工程在原禅院的旧址上改建，扩建后更名为万寿观音寺，占地面积约15亩，是原有面积的三倍。寺院内有大雄宝殿、药师殿、观音阁、卧佛殿、法物流通处、素菜馆等布置，整体仿唐宋建筑风格。

在大部分主体结构为钢筋混凝土的仿古建筑中，斗拱和雀替是作为纯装饰构件，不考虑其受力，与主体结构分别浇筑成型。屋檐荷载通过斗拱上方的现浇混凝土桃尖梁、斗拱中间的现浇混凝土剪力墙传给剪力墙下方的额枋斗和拱，雀替采用钢筋混凝土预制构件，通过主体结构浇筑时留设的预埋件与额枋和檐柱焊接连接。但是在本方案中，选用了装饰性构件和受力构件结合的设计及施工方式。雀替采用钢筋混凝土预制构件通过预埋件焊接连接。采用斗拱作为受力体系，既实现了对出檐的处理，也减少的撩檐檩的断面高度。在角科斗拱的老角梁处理上，设置了暗梁，与斗拱宽度一致，这样不仅仅实现了长梁的出挑，也控制了受力均衡，加强了结构体系的稳定性。所以，根据上述的分析，在实践的设计项目之中应当对设计的细节部位加以重视，以增强设计的水准，促进效益的提升。

4.结束语

正如上文所分析到的，相关项目作为一种较为特殊的设计类型，当前综合了不同的设计手段和施工技术，并且采用了全新的混凝土框架施工结构。综上所述，根据对当前我国仿古建筑施工项目之中结构设计的基本需求和设计过程当中应当重点予以把控的部位进行深层次的论述，从实际的角度出发研究了仿古建筑的设计原则。同时，通过对实例进行综合性的分析，旨在明确设计的重难点，明确设计工作的核心理念，以更好的完善设计的缺陷部位，实现对现有工作的转变改革，真正意义上增强了仿古建筑的设计水准，以全新的理念促进设计规划工作迈向新的高度。

参考文献

[1] 蔡映红.仿古建筑大漆施工质量问题及防治[J]. 园林. 2003(10)

[2] 张宏新,杨逢春.清雅幽古 浑然天成――2006沈阳世界园艺博览会辽阳“襄园”的建筑特色[J]. 农业科技与信息(现代园林). 2006(05)

[3] 本刊编辑部.一种新的建亭方法――仿真明清古建筑构件预制方法[J]. 中国园林. 2002(06)

[4] 汪小洋.传统气脉 人文胜景――南京师范大学校园景观特色[J]. 园林. 2011(05)

篇2

【关键词】古建筑；设计技术；实例探讨

1.引言

中国古建筑具有其独特的结构方法和布置规模，经过了数千年的演变，已形成了成熟的独特的建筑体系，在世界建筑学科中占有着一席之地，是世界建筑艺术学库中的一个璀璨明珠。我国的古建筑主要是以木结构为主，在材料的选择和平面处理上具有其独到之处，同时在艺术造型也具有不同的特点。随着社会的发展和进步，传统的木结构在防腐和防火方面表现出了一定的不足。但是，随着建筑学的发展，特别是新技术和新材料的应用，使得仿古建筑的设计和建筑成为了可能，我国的古建筑文化在一定的程度上得到了继承与发展。现代的古建筑在吸收了传统古建筑的风格精华的基础上，大量应用钢筋混凝土等新材料，使得现代古建筑在造型和部件等上表现出更多的灵活性，从而得到仿古建筑的效果。

2.中国古代建筑的特点

中国古代建筑的结构形式采用的是木结构体系。木结构体系平面布局内心含蓄，层次丰富，均衡对称，同时在空间上，布局较为灵活，承重结构受力明确；在建筑结构设计和施工上已形成成熟的样式和工艺，可以实现模数制和构件的定型化。中国古代建筑还创造了具有独特风格的斗拱形式，并且通过色彩的装饰，实现建筑整体效果的美化，使得整个建筑结构显得庄重和华丽。中国古代建筑的结构方式有“叠梁式”、“ 穿斗式”、“ 井干式”三种，屋顶形有“硬山顶”、“悬山顶”、“庑殿顶”、“歇山顶”、“攒尖顶”和“复合顶”等。

3.工程实例

3.1工程概况

本建筑为某市一千年古寺的扩建工程。该古寺为一座殿宇宏伟、气势非凡的千年古刹，至今已有一千多年的历史，随着佛教事业的发展，该古寺的建筑规模已无法满足发展的需要，需要对该寺进行修复扩建。其中一个最主要的扩建子项为大悲殿的建造。该大殿的建筑总面积为1200m2，采用的结构形式为南方单层双重檐仿古建筑，总高度为25m，面阔七间，一共为37.8m，进深则为六间，深度一共为30.6m。屋顶的形式采用的是歇山顶，黄色琉璃瓦铺盖，飞檐翘角，气魄雄伟，檐下为七踩斗拱。室内空间高大宽敞。该大殿的建筑形式主要采用钢筋混凝土仿木结构。以下将对该大殿的结构设计进行重点阐述。

3.2结构体系

该大殿的结构体系采用的是现浇钢筋混凝土仿木框架结构。对整体进行计算采用的计算软件为SATWE程序，并采用PKPM程序对框架的主要受力配筋进行复核。该大殿的结构方式采用的是古建筑结构形式中的“叠梁式”，同时对于框架体系的处理，采用的是步架和举架的方式。跟传统的钢筋混凝土建筑相比，这种结构体系的传力途径有明显的不同，其具体的传力途径为屋面荷载通过T形屋面板传递给屋面檩条梁，接着荷载在通过梁架逐层往下传递，最终荷载将全部由最底层的框架柱承担。该大殿修建完成之后需要在大殿中供奉大尊佛像，为了确保佛像的空间，在殿内抽去了两根里金柱，这样就使得相邻柱子的间距增大，分别达到19.8m和18.6m，这种跨度在古建筑结构设计中较为罕见。该大殿的室内采用的是“露明造”的方式，为了确保其完整性，在该大殿15.5m的标高处设置了3根较叉转换梁，梁的断面长度为1200mm，宽度为400mm，这3根梁起到共同支撑其上柱子和屋面框架体系荷载的作用。

3.3屋面板的设计

木结构的屋面木基层主要是有望板和橼组成的，因此仿古建筑在屋面板的截面形式上主要设计为T形，这种形式主要为单向受力，同时板肋之间的间距较小，并且肋高也较小。同时加上该大殿的屋脊处为九五举，屋面较为陡峻，这些都使得屋面板的造型复杂化，因此屋面板进行混凝土的一次性现浇施工难度大，同时模板的支设也较为困难，这使得现浇混凝土的施工质量和外观效果难以得到保证。为了解决这个问题，本工程决定采用将屋面板设计成叠合板的方式。首先预制单块的预应力混凝土T形板，以此作为底模，接着在T形板底模上绑扎钢筋网，然后采用细石混凝土浇筑叠合层，浇筑完成之后即可实现二者的结合，使之成为一个共同的整体，共同承受荷载。在进行设计时，需要分别对叠合前和叠合后的阶段进行计算，需要计算的内容主要为强度计算、抗裂验算以及挠度验算。两个阶段都应满足施工阶段和使用阶段的受力要求。

3.4斗拱和雀替的设计

在主体结构采用钢筋混凝土的仿古建筑中，对于斗拱，是作为受力构件还是作为纯装饰构件是设计中需要考虑的问题。同时，还应考虑斗拱是采用钢筋混凝土结构还是采用木结构。根据对其他仿古建筑的观察，在一些建筑中斗拱主要采用的是钢筋混凝土预制构件，各级斗与拱之间根据跨度的不同采用不同的连接方式，分别为当跨度较大时，通过预埋件采用焊接的方式进行连接，当跨度较小时，采用座浆进行连接，在结构中斗拱主要是起到受力构件的作用。这种做法存在一定的缺点，包括做工较为粗糙，美观方面无法满足要求，而且前者构件数量较大，需要投入较多的资金用于防腐和后期维修，而后者受力不太可靠。因此经过考虑，本工程斗拱采用的是木结构，在结构中仅仅是起到装饰的作用，不考虑斗拱的受力性能。在斗拱上方存在的现浇混凝土挑尖梁以及在斗拱的中间存在的现浇混凝土家里墙，是收到屋檐荷载的作用，并起到将荷载传递给剪力墙下放的额枋的作用。在挑尖梁施工之前，应做好斗和拱的安装，并确保就位精确。

在该大殿的结构中，雀替也是作为装饰构件，同样不考虑其受力性能，主要采用的是钢筋混凝土预制构件。在施工现场采用定型模板进行雀替构件的制作。在进行主体结构的施工时，应在雀替构件的安装位置预先设置预埋件。当进行雀替的安装时，雀替与主体结构的额枋和檐柱的连接是通过预埋件焊接在一起的。

在本工程中，斗拱采用木结构，雀替采用钢筋混凝土预制结构，两者均是起到装饰作用，不考虑受力性能，与主体结构之间不是通过现浇的方式进行连接，但是它们与主体结构之间的连接采用如前所示 的方式，在加上采用油漆彩绘的方式对斗拱和雀替进行处理，从而使之与整个主体结构形成一个统一的整体，完全达到了传统木结构的美观效果。

4.结语

在现代古建筑结构设计通常是采用钢筋混凝土作为主体结构，使得不仅吸收了传统古建筑的风格精华，同时新材料应用使得现代古建筑在造型和部件等上表现出更多的灵活性。而合理地布置结构体系以及灵活地进行构造设计是有效地保证古建筑风格的关键。

参考文献

[1]姚松.浅谈园林仿古建筑的结构设计[J].林业建设，2013，（04）：30-31.

篇3

关键词：仿古建筑；木结构；混凝土结构

中图分类号：TU318

文献标识码：B

文章编号：1008-0422(2006)04-0121-02

收稿日期：2006-02-25

作者简介：邓晓春(1973-)，女，1995年毕业于华中理工大学工业与民用建筑专业，湖南省建筑设计院内聘高级工程师，一级注册结构工程师。

1 引言

中国古建筑虽然历经了数千年的演变，但其独特的结构方法和布置规模始终没有改变，并且是世界上独具风格的一门建筑学科，是世界建筑艺术宝库中的一颗璀璨明珠。中式传统古建筑以木结构为主，在材料选用、平面处理和艺术造型等方面都有许多自己的特点，但随着社会的发展与进步，传统木结构在防火与防腐方面的缺陷也日益明显，新技术、新材料的运用使仿古建筑的设计和建造成为可能，这也是对中国古建筑文化的继承与发展。现代仿古建筑以钢筋混凝土为主体结构，改变了传统中国古建筑以木结构组合为主的受力系统，吸收了传统中国古建筑风格的精华，在钢筋混凝土结构的基础上，将传统古建筑的造型、部件等，作为装饰效果，从而达到建筑上的仿古目的。以下本文将就某工程实例对此种建筑的结构设计谈几点体会，能为同行在设计工作中提供一些参考。

2 中国古代建筑的特点

中国古代建筑是以木构架为主的一种结构方式，平面布局内向含蓄，层次丰富，均衡对称，空间布局灵活，承重与围护结构分工明确；在建筑的设计和施工中很早就实行了模数制和构件的定型化，对于建筑整体到局部的形式、尺度和做法都有相当详细的规定。中国古代建筑还独创了斗拱的结构形式，并充分运用色彩的装饰手段，使建筑物显得庄重而华丽。

中国古代建筑的结构方式有“叠梁式”、“穿斗式”、“井干式”三种，屋顶形式有硬山顶、悬山顶、庑殿顶、歇山顶、攒尖顶和复合顶。

3 仿古建筑的结构设计要求

现阶段的仿古建筑多采用钢筋混凝土结构代替木结构，为了达到油漆彩绘之后与木构架相同的外观效果，与传统的钢筋混凝土结构相比，仿古建筑的结构设计具有以下特殊要求：

3．1模数要求和构件定型化

各受力构件的规格需满足古典建筑的模数要求，传力体系的构成极其各构件的尺度和形体完全仿照古代木结构中柱、梁、枋、檩的相应做法。

3．2屋面造型要求

屋面变化显著，造型要求高，构架体系采用了步架和举架的处理方法，使屋面坡度越往上越陡峻，越往下越平缓，形成了曲线优美、出檐深远的特征，体现了我国古代建筑的造型特点。

3．3建筑中有大量的具有独特装饰作用的结构构件，其中最具有代表性的是斗拱和雀替。

斗拱：斗拱中方型的底座叫做斗，上面错落搭建的船形木块叫做拱。斗拱是中国传统古建筑特有的型制，它位于木结构梁和柱子之间，具有传导屋面荷载、加大屋檐挑出长度、缩短梁枋跨度、吸收地震能量等结构作用和装饰作用，是中国古代建筑中最具特色的部分之一。对于仿古建筑而言，因主体结构为钢筋；昆凝土，装饰常常成为斗拱的主要作用。

雀替：用于额枋(檐枋)与檐柱相交处，近似于三角形，表面有雕刻装饰的构件。可以缩短梁枋的净跨距离，具有辅助拉结和装饰双重功能。

4　工程实例

4．1工程概况

开福寺位于长沙城北，它是一座殿字宏伟、气势非凡的千年古寺，具有“三湘名刹”之称。开福寺始建于五代时期，距今已有一千多年的历史，现有的寺院规模已不能满足佛教事业的发展需要，自2004年开始修复扩建，大悲殿的建设就是其扩建工程子项之一。大悲殿为南方单层双重檐仿古建筑，建筑面积1200m2，总高度25m，面阔七间，共37．8m，进深六间，共30．6m。屋顶形式为歇山顶，黄色琉璃瓦铺盖，飞檐翘角，气魄雄伟，檐下为七踩斗拱。室内采用“露明造”，使空间更高大、更宽敞。该建筑采用了钢筋；昆凝土仿木结构。

4．2大悲殿的结构体系

采用现浇钢筋混凝土仿木框架结构，用SATWE程序进行整体计算，主受力框架用PK程序复核计算配筋。结构方式按照古建筑中的“叠梁式”，构架体系采用了步架和举架的处理方法，其传力途径也明显不同于传统钢筋混凝土建筑，屋面荷载通过T形屋面板传给屋面檩条梁，再由梁架逐层往下传递，最终通过最底层的梁传给框架柱。主受力框架立面详见图1。由于大殿建成后需供奉大尊佛像，故殿内抽掉了两根里金柱，使相临柱子间跨度分别达到了19．8m和18．6m。建筑平面图详见图2。这么大的跨度在传统古建筑中是罕见的，而为了保持室内“露明造”的完整性，在15．5m标高处设3根断面为400x1200的交叉转换梁(位于4轴、5轴、C轴上)，共同支撑其上的柱子和屋面梁架体系。

4．3屋面板的设计

木结构的屋面木基层是由望板和椽组成的，这就使得仿古建筑的屋面板截面形式为T形，单向受力，板肋之间的距离很近、肋高较小见图3，加上屋面陡峻图4(大悲殿屋脊处为九五举)、造型复杂，屋面一次性全现浇施工难度很大，支模困难，混凝土浇注质量和外观效果均难保证。故将屋面板设计成叠合板，先预制单块的预应力混凝土T形板(或几块T形板组合)作为底模，再在底模上绑扎钢筋网，用细石混凝土浇注叠合层，完成后二者形成整体共同受力。设计时按叠合前和叠合后分阶段对T形板进行强度计算、抗裂验算、挠度验算。分别满足施工阶段和使用阶段的受力要求。

4．4斗拱和雀替的设计

在主体结构为钢筋混凝土的仿古建筑中，斗拱是作为受力构件还是纯装饰构件?采用木结构还是钢筋；昆凝土结构?这就值得探讨了，笔者在考察其他仿古建筑时了解到其斗拱大多是采用钢筋；昆凝土预制构件，各级斗与拱之间通过预埋件焊接连接(尺度较大时)或座浆连接(尺度较小时)，斗拱在结构中为受力构件。这种做法的主要缺点是做工较粗糙、不美观，而且前者由于构件数量太多防腐和维修费用较高，后者受力不太可靠。故本工程的斗拱采用木结构，且仅作为装饰构件，不考虑其受力。屋檐荷载通过斗拱上方的现浇；昆凝土桃尖梁以及斗拱中间的现浇混凝土剪力墙传给剪力墙下方的额枋，斗和拱在桃尖梁施工前安装就位。

雀替仅作为装饰部分，不考虑其受力，采用钢筋混凝土预制构件，用定型模板在施工现场制作。主体结构施工时在相应位置留设预埋件，预制的雀替通过预埋件与主体结构的额枋(檐枋)和檐柱焊接连接。

木斗拱与混凝土的预制雀替都是作为装饰构件，与主体结构不是一起现浇成型，但采取了上述方式与受力构件连接后，再经过油漆彩绘处理，整个建筑物浑然一体，完全达到了传统木结构的艺术效果。建成后的大悲殿入口屋檐照片图4。

5　结束语

钢筋混凝土结构的仿木仿古建筑，因组合形式变化大，构件形状复杂，其空间梁板的形状定型和模板、钢筋施工是最大的难题，给传统的钢筋混凝土结构设计带来了许多挑战，本文探讨了一些新的思路，力求用现代的构造和装饰处理，还原其传统古代建筑的风格。大悲殿于2004年4月完成设计，同年5月开工，2005年年底建筑竣工图50

参考文献：

[1]马炳坚．中国古建筑木作营造技术．(第二版)．科学出版社，2003．

篇4

1建筑结构抗震鉴定的概述

我国位于板块交界处的地区较多，属于地震多发国家，很多主要城市都位于地震多发区域。在地震发生的过程中，建筑物的倒塌是造成人员伤亡与财产损失最主要的原因，但我国仍然有很多建筑在设计过程中没有考虑到抗震因素，还有一些建筑虽然做了抗震设计，但随着时代的发展，已经无法满足当前需求［1］。1976年，唐山发生7．8级大地震，整个唐山变成了一片废墟，当时唐山地区的主要结构形式以砌体结构为主，而砌体结构中抗震构造措施的不完善，是造成结构瞬间倒塌的直接原因;2008年，汶川发生8．0级特大地震，地震中心烈度达到11度，直接经济损失85亿人民币。而在同样位于四川省的成都五城区，由于其房屋在设计时是按照抗震设防烈度为7度设计的，因此在地震中经受住了考验，这与四川省其他地区的惨烈状况形成了鲜明对比。从震后现场实际勘察结果来看，除了施工质量问题以外，四川其他地区建筑结构本身的抗震能力不足也是造成结构倒塌的主要原因，所以，对这些建筑进行抗震鉴定，并根据鉴定结果进行相应的加固设计，是当前降低地震损失的主要方法。在对现有建筑进行抗震评估的过程中，需要从承载力与构造两个主要方面进行综合判断，一般情况下，需要进行抗震鉴定的建筑主要有以下四种:1)需要提高抗震级别的建筑;2)不符合抗震要求的建筑;3)需要提升设防烈度与类别的建筑;4)建筑结构用途发生改变的建筑。对现有建筑进行鉴定的程序如图1所示。

2抗震鉴定的内容与鉴定方法

在进行建筑结构抗震设计时，首先需要确定结构的抗震等级，包括考虑结构形式，建筑物高度以及结构重要性等级等。其次要根据结构的抗震等级进行结构设计，包括截面尺寸，材料强度以及配筋设计，并且需要根据抗震等级采取相应的抗震构造措施。同时，在进行建筑结构抗震设计之初，还需要在结构概念设计中，对整体结构提出一定的设计要求，包括结构设计形式合理，受力分布均匀，传力途径明确，减小附加地震效应，并考虑多道抗震防线等等。基于建筑结构的抗震设计，在进行抗震鉴定时，也同样需要考虑上述多个方面的因素，以下从抗震鉴定的主要内容、要求和方法做简单介绍。

2．1抗震鉴定的主要内容在对建筑物进行抗震鉴定的过程中，主要包括以下几方面内容:1)检查建筑结构的基本情况。主要包括建筑结构的布置以及建筑结构的形式;建筑抗侧力系统的布置情况;结构的支撑与连接构造情况;细部尺寸等相关参数。2)调查建筑结构的使用条件。主要包括建筑结构的作用;建筑物周围的环境;建筑的历史使用情况等。3)检查建筑的地基基础情况。主要包括建筑的场地种类与地基土情况;建筑地基的稳定情况;对地基进行原位测试与力学性质测试;地基的变形情况以及其反映在上部结构中的表现;地基基础与桩的情况等［2］。4)分析检测建筑的材料性能。主要包括结构构件、结构连接以及其他相关材料的性能。5)检查建筑的承重结构情况。主要包括建筑结构构件与连接情况;建筑结构的支撑情况;建筑的裂缝数量与分布情况;建筑结构的整体情况;建筑结构的位移与变形情况;建筑结构的动力特性等［3］。6)检查建筑的维护系统情况。

2．2建筑抗震鉴定的要求对建筑进行抗震鉴定需要满足以下要求:1)收集被鉴定建筑的原始资料，如设计图纸、勘察报告、竣工验收报告等，如果资料不全面，需要进行相应的补充实测。2)对被鉴定建筑的现状进行调查，评估其是否与原始资料中的数据相符，评估建筑的质量与维护情况，明确建筑的非抗震问题。3)以不同建筑的结构为基础，对其特点、布置、构造、承载力等情况进行鉴定，运用相应的方法，分析建筑的综合承载力。4)评价被鉴定建筑整体性的抗震性能，如果建筑不符合抗震要求，则需要提出有针对性的处理对策与意见［4］。

2．3建筑抗震鉴定的方法建筑的抗震鉴定主要可以分为两个级别:1)主要以构造鉴定与宏观控制为主;2)主要以抗震验算为主。其中，对A类建筑进行抗震鉴定的过程中，如果被鉴定建筑满足一级鉴定中的所有要求，建筑便可以被定义为鉴定合格，不需要进行二级鉴定;如果被鉴定建筑不满足一级鉴定的某些要求，就需要进行二级鉴定［5］。图2为A类钢筋混凝土建筑的二级鉴定。对B类建筑进行抗震鉴定的过程中，需要对建筑的抗震措施进行检查，并判断建筑的抗震承载力。如果前者较低而后者较高时，可以运用构造影响系数判定建筑的抗震性能;如果前者较高而后者较低，但不低于95%时，可以不进行加固。

3常见的加固设计思路与措施

对于在抗震鉴定中被判为不合格的建筑结构，就需要采取相应的措施进行加固。在进行工程加固设计中，根据抗震鉴定结果，需要明确加固到何种程度，同时需要考虑新旧结构的协同工作、原有结构在长期荷载作用下所引起的受力形式的改变，以及其使用和美观要求。常见的加固方式有:采用预制桩和灌注桩进行地基加固，通过增加截面面积和外贴钢材以及复合材料进行混凝土结构加固等，而对于砌体结构，往往通过设置壁柱，配置钢筋砂浆以及套箍方式进行加固。针对鉴定不合格的被鉴定建筑，具体可以运用以下几种方式进行加固:1)以抗震鉴定结果为基础，从建筑结构特点出发，需要运用的加固设计方法有:如果建筑结构的不合理程度较大，可以运用增设构件的方法来加固，或者运用可以同时将变形能力与承载能力提升的方法，来满足加固要求。如果建筑需要提升结构刚度，可以运用扩大原截面、增设套箍等方式进行加固。如果建筑需要提升整体连接性能，可以适当的增加建筑结构的变形能力［6］。如果建筑的局部构造存在问题，可以对局部进行处理，也可以通过改变传力途径的方法进行加固。如果建筑的次要非结构构件不合格，可以只加固有可能倒塌的部分。2)对于多层砖混结构的建筑，在鉴定过程中可能会出现一些不太明确的不合格现象，如传力线路模糊、整体性差、横墙间距过大、房屋与窗间宽度不够等。因此，对于多层砖混结构的建筑来说，可以运用减层降高、设置夹板墙、缩小门窗洞口、压力灌浆、圈梁壁柱、使用钢拉杆等方式进行加固。3)虽然有很多加固措施可以运用到鉴定不合格的多层砖混结构中，但在实际操作时还会遇到一些容易被忽视的问题，如果对这些问题没有给予足够的重视，就会在很大程度上降低加固效果。如后加的圈梁需要将伸缩缝切断，且闭合伸缩缝的两侧，只有这样才能更好抗震;后加的壁柱需要设置基础，搭接长度需要严格遵循相关要求;在对建筑进行加固设计时，要尽可能的减少对原有建筑墙体或其他部分的损伤，尤其在打眼时不能破坏建筑结构的原有钢筋。在对新旧墙体接槎部分进行处理时，需要先洗干净，并加强对墙体的养护工作，以确保新旧墙体的统一性。另外，在建筑加固的过程中，砂浆强度是非常关键的，能够在很大程度上控制砌体强度，也关系到加固之后的建筑能否通过抗震鉴定，所以，在加固过程中可以选用比原有建筑强度高一级的砂浆。

4结语

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关键词：增大截面加固法；结构设计规范；加固软件设计；受弯构件；原结构

Abstract : Based on “Design code for Strengthening Concrete Structures”,the basic calculting theory of strengthening RC exural member member with enlarging cross-section is introduced;design process is coded and software development is also realized using Delphi 7.0 software.Stengthening model and calculating method of enlarging cross-section of compression member in YHJZ-2008 is further given;nally an example is used to show this course.

Keywords: structure member strengthenting with R.C; design code for strengthening; design for structure to strengthening software; exural member; existing structure member

增大截面的加固法就是外包砼加固法，工作的原理就是利用原有的砼加大截面尺寸与原来配筋保证两者相结合来共同提高构件的承载能力，保证结构结构稳定性，加固方法直观，且容易理解掌握，运用于梁、板、柱、基础工程、屋架等各种构件、用材与钢筋砼结构工程用料相同，适应性强，是常用的混凝土结构加固的一种方法之一。增大截面法是加固受压构件，分为正截面受压构件和偏心受压构件和偏心受压构件两类，轴心受压构件采用三面围套加固方式，偏心受压构件采用单侧、双侧和围套钢筋砼加固三种方式加以选择。本文以现行的《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006为基础，考虑结构安全性的标准，介绍结构加固设计软件YHJZ-2008扩大截面加固设计模块的基本方法，程序和操作界面，通过工程实例验证模块的科学性，实现结构设计规范和计算程序相结合，人与机直接对话，快速准确解决设计中遇到的问题，供结构设计师参考的。

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关键字：既有建筑 加固设计 技术研究 砖混结构 框架结构

我国是自然灾害高发国家之一，其中，三分之二的大中城市均处于地震高发区域，则加强对既有建筑结构加固处理迫在眉睫。此外，建筑物存在使用年限，即建筑物在正常的使用情况下，若超过了使用年限，其势必会出现老化现象。据相关调查数据显示，我国建筑老化现象相当严重，据不完全统计，我国在上个世纪90年代建成的建筑占据整个建筑总量的40%，这给整个社会及人民的生命安全及财产损失造成极大威胁，所以，加强建筑结构加固处理势在必行。

一、建筑结构加固原则及注意事项

（一）建筑结构加固原则

1.经权威鉴定机构鉴定，若建筑结构有必要加固，其应该及时得到加固。关于加固的范围，其包括建筑物整体、建筑物局部区域或建筑物特定区域。

2.在设计建筑物加固时，应该综合考虑两个方面的内容：施工方法的可操作性、施工的便捷性。若建筑结构为砼结构，应该提高砼强度等级、加强建筑结构连接或构造措施等。

3.若建筑结构损坏因素为振动、冻融、腐蚀或高温等，在加固这一类建筑物时最适宜的加固措施为排除、抵御或降低以上影响因素的措施。

4.在建筑物加固过程中，除了考虑建筑物加固的效果，还应该考虑加固所体现出的经济性，即最大化实现建筑物加固在不停产的情况下进行，或最大化减少构件拆除及不损伤建筑物原构件。

5.建筑物加固施工过程中，安全问题尤为重要，若发现建筑结构出现严重缺陷，应该责令施工人员立刻停止作业，待安全隐患完全排除后方可继续进行施工作业。

（二）选择建筑结构加固方案相关注意事项

1.在确定建筑结构加固方案时，应该尽可能做到施工过程的安全性、施工效果的可靠性、施工方法的简洁性、施工工期的最优性及施工投资的经济性。相关调查结果显示，我国加固工程案例中，过度重视工程加固效果，而忽略施工人员安全、施工经济性及技术合理性等方面的现象占据了相当大的比例。

2.在选取建筑加固方案时，应该在最大化满足建筑加固自身需求的前提下，尽可能对新工艺、新材料及新技术加以应用。相关实践证明，将先进新工艺、新材料及新技术应用于建筑结构加固，其施工效果相当可观。总而言之，一份优秀的建筑结构加固方案应该是性能比及性能比优、工艺技术科学性及先进性。

二.建筑结构加固技术设计

（一）框架结构加固方法

1.加大截面法

何谓加大截面法？它是指将砼喷射与既有建筑钢筋砼外侧受压区域使之形成现浇层，从而提高截面有效高度，增加截面面积，进而提高建筑构件截面刚度、斜截面抗剪能力、正截面抗弯能力。加大截面法具体的施工方法包括双面板加固、单面板加固。具体施工方法的确定应该以建筑板梁鉴定报告及建筑物鉴定报告。作为一种传统建筑结构加固方法，加大截面法对提高建筑结构水平力刚度及承载力效果极佳。加大截面法的优点包括设计成熟、适应性强、施工工艺简单且施工经验丰富，该方法比较适用于加固建筑物墙、柱、板、梁等结构。加大截面法的缺陷在于现场施工湿作业时间长，对正常生活及生产存在较大影响，且建筑结构加固后出现建筑空间减小的现象。

2.增补受拉钢筋法

何谓增补受拉钢筋法？它是指将受拉钢筋增设于建筑物砼梁结构受拉部位，从而提高建筑梁结构承载能力。该方法适用于承载能力增加要求不高且建筑结构截面高度验算结果与达标梁间存在一致性。增补受拉钢筋法具体包括粘结法、全焊接法、半焊接法。在本案，笔者将重点阐释后两种施工方法。

（1）全焊接法

全焊接法涉及到的材料仅有钢筋，即在建筑被加固结构之外增设钢筋，并将其与原梁钢筋焊接，从而实现钢筋抗拉作用力的最大化发挥。因建筑梁原梁结构受力特点的制约而致使其受拉作用未充分发挥，若在原梁钢筋处增焊受拉钢筋，原梁钢筋的抗拉能力会大大增加，且原梁钢筋亦会发挥锚固作用，即增补钢筋与原梁钢筋相互作用，从而提高建筑结构抗拉能力。

（2）半焊接法

半焊接法涉及到的材料包括砼、钢筋，具体的施工流程为：经权威机构鉴定，确定需加固部位准备好配置合理的砼及型号达标的钢筋将建筑梁结构保护层凿除增设受拉钢筋焊接建筑物原受力钢筋与增设受拉钢筋，使之共同发挥作用将砼喷射于建筑物加固部位，注意砼喷射的厚度。

（二）砖混加固法

1.若建筑物为砖混结构墙，其加固材料允许使用砼板墙钢筋网片、钢筋网片及水泥砂浆等，其施工方法应以喷射砼法为主。若被加固建筑物为层数少、抗震验算差值小建筑，适宜的加固方法为水泥砂浆钢筋网片法。若被加固建筑物为高层建筑（超过4层），适宜的加固方法为砼板墙钢筋网片法。

2.在处理建筑物横墙间距过大或空心楼板时，应以楼盖结构及屋盖形式为依据，科学选取建筑加固方案。若建筑物为空心楼板屋盖或楼盖，适宜的加固方法为现浇钢筋网片叠合层，理由是其不仅符合了建筑横墙建筑的需要，且克服了建筑整体性能差及楼层刚度低的缺陷。利用上述办法加固建筑物时，应注意的事项包括：

（1）若装配式屋盖或楼盖加固过程中，严禁将圈梁设置于建筑物时，此时，可行的办法为在屋面板及楼板上直接增浇钢筋砼叠合层，使之取代装配式整体屋盖或楼盖。

（2）钢筋砼叠合层厚度应该保持在40mm；砼强度等级应该定为C20；叠合层钢筋网规格应明确为Φ6@200-Φ6@300。

（3）钢筋网应该进行穿墙配置，从而构成连续板。该步骤可行的施工方法有：在建筑内墙根部锚设5*∠75角钢，并与钢筋网焊接；选取等代Φ12@900粗钢凿洞穿墙，使之与钢筋网相连。

3.在建筑砖混结构内单个构件内，若为独立砖柱，适宜的加固方法包括外包角钢法、外包砼法等；若为独立砼柱，适宜的加固方法为粘钢法、外包砼加大截面法等；若为砼大梁，适宜的加固方法为贴碳纤维布法、粘钢法等；若选取砼加大面积法加固建筑柱，其能很大程度上增加建筑构件水平力刚度及竖向承载力；若选取外包角钢加固建筑柱，其作用仅表现为建筑构件柱子竖向承载力的提高。

4.若建筑存在构造柱、圈梁、抗震构造设置不规范等问题，其具体的加固办法包括：若建筑结构存在抗震构造措施缺陷，适宜的加固办法包括钢拉杆法、内置构造柱法、外包圈梁法、外包构造柱法等。相关实践显示，上述解决建筑抗震构造措施缺陷的方法均存在施工成本高、施工进度慢、施工工期长、建筑内部使用面积减少幅度大、建筑立面受到负面影响大等。针对上述问题的存在，笔者认为比较合理的施工方法为：砼板墙钢筋网片常规加固将砼暗梁增设于砼板墙内楼层标高位置将构造柱增设于建筑纵横交接处，其理由为施工进度满足既定标准，构造柱、圈梁、砖混结构设置均满足相关规范，此外，建筑室内使用面积及里面均不会受到任何负面影响。

参考文献；

[1] 周丽杰.建筑结构预应力加固技术问题的几点研究[J].中国科技财富，2011，（3）：126.

[2] 王长虹，刘文军，王亦澍等.建筑结构拔柱改造与大跨度框架梁加固技术研究[J].施工技术，2012，41（21）：73-77.

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关键词：抗震 ；结构设计；加固

一、建筑结构性能抗震设计

（一）基于性能的抗震设计含义

基于结构性能的抗震设计理论是以结构抗震性能分析为基础,根据设防水准的不同,将结构的抗震性能划分为不同的等级,设计者可根据业主的要求,采用合理的抗震性能目标和合理的结构措施进行抗震设计。除了抗震设计方法,基于性能的抗震设计理论还包括目标性能的确定,它是整个设计的基础和关键,主要包括以下三个方面:

1.地震设防水准

在设计基准期内,定义一组参照的地震风险和相应的设计水平,是基于性能设计理论的一个重要目标。基于性能的设计理论应追求能控制结构可能发生的所有地震波谱的破坏水准,为此,需要根据不同重现期选择所有可能发生的对应于不同等级的地震动参数的波谱,这些具体的地震动参数称为地震设防水准,分为常遇、偶遇、罕遇和稀遇地震,并给出了其重现期和超越概率。

2.结构的性能水平及其量化指标

结构的抗震性能水平表示结构在特定的某一地震水准下一种有限程度的破坏,包括结构和非结构构件破坏以及因它们破坏引起的后果,主要用结构易损性、结构功能性和人员安全性来表达。按照不同的地震动水平,结构的性能水准可分为四级,即功能完好、功能连续、控制破坏与损失、保证安全。其中,简化的三级性能水准,即可继续使用、修复后可再使用、保证安全。

3.抗震设计的目标性能

结构的抗震设计的目标性能是针对某一地震设防水准而期望达到的抗震性能等级,抗震设计目标性能的建立需要综合考虑场地特征、结构功能与重要性、投资与效益、震后损失与恢复重建、潜在的历史或文化价值、社会效益及业主的承受能力等诸多因素。我国抗震规范的目标性能实际是:小震不坏,中震可修,大震不倒。

（二）抗震设计的常见问题

1.建筑体形

由于建筑地形的限制,或为了形成街景,业主常要求设计单位在建筑体形上赋予变化,以求美化。主要表现在:a.建筑平面因地势需要设计转折;b.结构平面凹凸不规则,有的凸出或凹进的尺寸大于相应尺寸的30%;c.上部砌体总层数不一致,有的层面差达到两层甚至以上;d.楼板局部不连续或刚度突变,出现楼板错层,或楼板开洞率太大,有效楼板面积不足结构典型平面的50%;e.为了满足下部大空间的利用,下部框架投影面积大大超过上部砖房面积,质量出现较大偏心,使结构出现较大的不规则扭转;f.楼层之间大刚度和承载力变化明显,变化率超过20%～30%以上。

2.框架结构

框架的设计问题出现的形式多样:a.框架柱网不规则,开间不均匀;b.底部框架梁跨度太大,曾出现9m的跨度,必然导致“强梁弱柱”;c.框架梁柱截面偏小,表现为“剪压比”和“轴压比”超标;d.梁、柱的纵向配筋率和体积配筋率小于抗震要求;e.起转换作用的楼面的次梁设置不合理,有的偏少,有的不便于施工。

3.抗震墙

底框结构没有按要求设置抗震墙，追求经济效益,减少抗震墙数量；强调空间功能分布,抗震墙分布不对称、不均匀；有的工程抗震墙布置过多,使薄弱层上移,由于多层砌体房屋结构变形、耗能能力差,地震时破坏往往更加严重；剪力墙没有注明抗震等级。

二、抗震概念设计的重要性

大量的震害表明,结构抗震性能的决定因素是良好的“概念设计”。概念设计的目的就在于合理地选择结构形式,并通过构造措施来满足“大震不倒”的要求。设计师在提高抗震设计意识和水平的同时,建筑方案的选择不受业主的干扰,避免建筑的形状、尺寸、布局等表现出明显的抗震缺陷;结构方案更不能受业主的经济观念和使用功能的影响,降低下部结构的延性,使抗震墙的数量、形式、布置严重不合理,包括构件的构造措施不力等。

三、我国建筑抗震加固发展的过程

抗震鉴定的结论是抗震加固的目标和依据，抗震加固是抗震鉴定延续。回顾过去.我国建筑结构的抗震鉴定及加固经历了试点起步、蓬勃发展到综合开发的三个阶段。

第一阶段，大致由1966年邢台地震开始到1976年唐山地震，是抗震鉴定及加固的试点起步阶段。这个阶段的主要特点是：探索抗震鉴定及加固的基本技术和管理方法，在实践中证明了抗震鉴定及加固的必要性和有效性。

第二阶段，自1976年唐山大地震后至1989年基于概率可靠度理论的国家标准《建筑抗震设计规范》(GBJ 111.89)正式，是抗震鉴定及加固蓬勃发展阶段。这个阶段的这种主要特点是：建立了抗震鉴定及加同的基本管理体制，制定了主要着眼于安全的《工业与民用建筑抗震鉴定标准》(TJ 23-77)，在国家计划的统一安排下，7度及以上抗震设防地区完成了一批现有建筑的鉴定和加固，使我国城市现有建筑的抗震能力得到了明显提高。在这个阶段.抗震加固提出了提高强度、提高变形能力和加强整体性的三种同标，以外加圈梁、构造柱、夹板墙和钢构套为基本手段，形成了增强自身法、外加构件法和替换法等基本加固力法。

第三阶段，大致由《建筑抗震设计规范》(GBJlI-89)开始执行起，是抗震鉴定及加固综合发展阶段。这个阶段的特点是：抗震鉴定及加固的要求扩大到6度设防区，制定了与GBI11.89设计规范配套的鉴定及加固的技术标准，强调建筑结构抗震能力的综合分析开发，随着经济体制的改革，抗震鉴定、加固与建筑功能改造紧密地结合在一起，抗震加固，不仅要考虑安全，还要考虑扩大使用面积，改善使用功能，并保持建筑造型的美观。此阶段不断有新技术、新材料应用于结构抗震加固中，如碳纤维片加固技术、钢筋化学锚固技术、隔震和消能减震技术等。

四、建筑结构加固改造技术

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[关键词]建筑结构；加固改造；建筑工程；

中图分类号：TU746 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）33-0209-01

引言

中国当前建筑里面，过去结构设计在功能方面无法适应现阶段使用需要，这同样属于促进建筑加固市场不断发展的一个关键所在。改造大中城市过程中，许多旧建筑应当利用加固改造的方式适应新的功能需求。这样，每年需使用许多经费，从而使得该领域存在非常大的市场潜力和前景[1]。

工艺与设备更新速度不断加快，从而在很大程度上将当前房屋功能规定使用的状态改变。再次，随着中国市场经济的日益完善，那些功能相对较少的临街地段房屋已经发展成企业抢夺的重点，该种建筑的加固改造手段和方法属于推动中国服务业和流通行业不断前进的前提条件。最后，近年来随着交通流量的急剧发展与单体运输能力的的不断提升，交通口岸已经很难有效承担这一工作量，迫切需要进行加固改造。此外，许多大规模的建筑物，应当在评估耐久性的前提条件下对其实施加固改造[2]。因此，加固改造技术已发展成为建筑工程的有机内容之一，业界对该领域的趋势非常关注，属于一个热门课题，其市场潜力非常大。

1 加固改造技术及问题研究

1.1 粘钢加固法

即利用混凝土结构外粘贴钢板，利用这种方法增加其抗剪与抗弯承载力。通常情况下，这种方法在那些由于静力而受弯构件的加固之中非常适用。其主要具有以下几方面特征：施工用时相对较短，湿作业相对较少，同时不会对原结构净空与外观等产生很大的不利作用。然而其加固质量主要是由工艺水平与胶粘材料所决定，尤其需要注意的问题是粘钢后如果出现空鼓等现象，则很难对其实施相应的补救措施。

1.2 增大截面加固法

该种技术术语较传统的一个加固技术手段，其在长期的使用过程中形成了完善的施工与设计经验。该种技术所需要的费用偏小，非常经济，其能够在每一个结构构件的加固中进行使用。然而该种技术存在一定的不足之处：施工现场需要使用相对较大的时间进行湿作业，另一方面还能够对建筑物的净空产生一定的影响。

1.3 外包钢加固法

该种技术主要是在不显著增大原构件截面上使用，并且能够使结构承载力增加偏大的环境中使用。该种技术存在的优势为：结构包钢，其受力相对可靠，并且施工任务相对偏小，结构截面提高幅度相对较小。其不足之处为：需要使用相对较多的钢，投入费用有所提高，并且其在节点处理方面相对困难。

1.4 预应力加固法

该种技术可以减小被加固构件的应力水平，一方面具有非常不错的加固效果，另一方面可以使结构整体承载力显著增加，然而实施加固操作之后能够或多或少影响到旧有结构外观，在加固重型或大跨度结构、处于高应力环境中的混凝土构件等具有较高的适用性。然而对混凝土收缩徐变大的结构却并不适合使用，并且加固操作之后应当考虑预应力钢筋的防腐问题。

1.5 增加支撑加固法

这一种技术主要是利用增加支撑构件的途径实现对其的加固，其操作起来较为轻松，同时能够取得非常可靠的效果。然而其任务非常繁重，并且能够对建筑使用空间与功能产生不利作用，其在加固整个建筑中较为适用。

2 我国建筑结构加固修复技术

2.1 托换技术

该种方法较为综合，为托梁拆、接、换柱等方法的总和。包括结构加固、上部结构顶升与复位、废弃构件拆除等，其存在诸多优点，例如操作较为迅速，不会对正常生产产生很大的作用等。

2.2 后锚固技术

该种技术大体上涉及到植筋技术与螺栓锚固。其中，前者能够对当前结构进行轻松高效的连接和锚固，第一步是在构件上打孔，第二步是将特殊的粘结剂注入，接着将钢筋插入，等粘结剂凝结硬化后，使钢筋和附近混凝土组成一个有机体，最终实现锚固的目的。对于后者，其同样是按照这一个原理。其大体操作流程涉及到钻孔、清孔、注胶、插筋、调整、保护、检测。

2.3 裂缝处理技术

该种技术手段已发展成现阶段在混凝土结构之中应用较为成熟的一个方法。大体上是按照裂缝形成的原因、大小、形状等方面，选择相应的手段加以修补，从而恢复其由于开裂造成的功能减小。同时，就建筑物中的受力裂缝，不仅应当加以修补，而且应当选择合适的策略进行加固。

2.4 表面处理技术

现阶段，该种方法主要有以下几个方面：射水除污法、真空吸尘法、化学清污法等，主要是用来对表面附着物进行清理。

3 抗震加固领域的问题

现阶段我国土木工程加固改造技术有了非常显著的进展，同时存在非常大的潜力，同时这方面的技术工作者同样积累了非常多的技术与经验。然而，设计新工程与当前建筑结构的加固改造技术两者之间存在着非常明显的不同之处，后者受节点设计与结构二次受力过程的影响，对相关工作人员的经验与技术具有更高的要求。所以，从新建设计单位中分离土木工程中对建筑结构加固改造的设计，安排高素质的专业工作者组建相应的事务所，同时认证加固改造工程设计资质就成为一件非常有必要的事情。

4 总结

加固改造技术已发展成为建筑工程的有机内容之一，业界对该领域的趋势非常关注，属于一个热门课题，其市场潜力非常大。其主要的加固方法主要有粘钢加固法、增大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法、增加支撑加固法等；修复技术法主要有托换技术、后锚固技术、裂缝处理技术、表面处理技术等。

参考文献

[1].中华人民共和国行业标准.《既有建筑地基基础加固技术规范》（JGJ123-2000） 北京 中国建筑工业出版社 2000

[2].魏嵬.试析建筑加固业面临的问题及对策.淮北煤师院学报（自然科学版），2002.

[3].李惠强.建筑结构诊断鉴定与加固修复.武汉：华中科技大学出版社，2002.

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关键词：建筑结构；抗震设计；加固

1 建筑结构基于性能的抗震设计概况

（一）基于性能的抗震设计的提出

20世纪90年代初，美国学者首先提出了这项设计理论，以改进基于承载力的传统设计理念，用量化的抗震指标来控制建筑抗震性能，随即被各国所重视。该项设计理论基础是结构性能分析，根据用途和要求确定性能，使建筑物在面对不同的地震等级中达到预期抗震目标。1995年，美国的放眼21世纪委员会提出了基于性能抗震设计的框架，此专项研究得到美国政府大力支持与资助，并进行了有前瞻性的多方面研究。此后，澳大利亚、日本、新西兰、英国、智利等国家也在多方资助下，为推进此专项研究，成立了各类委员会，包括评估、分析、协调、规范等，在对这项理论进行了大量的研究后，均提出和采用了力求达到国际一体化要求的一系列抗震设计理论。

我国在这项理论的研究上起步较晚，为了与国际规范同步，我国在与美国等在这项研究领域取得先进成果的国家进行学术交流、学习中，对这项理论进行专项研究并引入理论，许多中国高校也开展了专项研究，旨在不断发展和完善出符合我国国情的性能抗震设计理论，并取得了一定的研究成果。

（二）性能抗震设计理念的特点

通过对现行抗震设计理论的实践，可以对两者进行对比，以得到性能抗震设计理念的特点。

1．多级设防。相对于现行的三阶段设防目标（小震不坏、中震可修、大震不倒），性能抗震设计注重多级设防，保护非结构件与内部设施，后者的设计理念既保证使用者安全，又减轻业主和社会的经济损失与压力。

2．投资效益准则。性能抗震设计偏重于安全、经济等多方面。在安全与经济之间找到合理、平衡的切入点，确定最佳方案，以优化设计为目的。

3．自由度大。相比较传统抗震设计刻板的被动状态，性能抗震设计可根据业主的要求确定目标，给设计带来新的动力。

（三）性能抗震设计目标

目标为在不同地震等级的作用下，建筑物结构能达到预期所应达到的水平。最大程度的在经济与结构可靠性上找到合理的平衡点。建立设计目标需要考虑场地、结构所需功能、建筑重要性、损失与重建等各方面的因素。

（四）设计设防水准

1．地震设防水准。抗震设计设防对象所选择的地震强度，直接决定建筑物的抗震能力，如何确定设防水准在基于性能抗震设计中有决定性的地位。应取决于优化后的经验基础上来确定并根据地震参数及烈度作设防水准。

2．结构性能水准。地震等级作用下对建筑物预期破坏最大程度。除了对主体结构破坏带的损失有控制力外，还要注重对非主体、内设施的损坏的控制。因此，能兼顾主体、非主体结构破坏程度的结构性能水准才是合理、科学的。

（五）现行抗震设计局限性

1．现行抗震设计很少对建筑结构在地震发生时的性能进行评估，只是按规范标准设计。

2．业主与使用者并不了解所使用的建筑结构的抗震性能。

3．经济评估准则并没有在建筑业中得到广泛应用。

（六）抗震设计的常见问题

1、建筑体形

由于建筑地形的限制，或为了形成街景，业主常要求设计单位在建筑体形上赋予变化，以求美化。主要表现在：建筑平面因地势需要设计转折；结构平面凹凸不规则，有的凸出或凹进的尺寸大于相应尺寸的30％；．上部砌体总层数不一致，有的层面差达到两层甚至以上；楼板局部不连续或刚度突变，出现楼板错层，或楼板开洞率太大，有效楼板面积不足结构典型平面的50％；为了满足下部大空间的利用，下部框架投影面积大大超过上部砖房面积，质量出现较大偏心，使结构出现较大的不规则扭转；楼层之间大刚度和承载力变化明显，变化率超过20％～30％以上。

2、框架结构

框架的设计问题出现的形式多样：框架柱网不规则，开间不均匀；底部框架梁跨度太大，曾出现9m的跨度，必然导致“强梁弱柱”；框架梁柱截面偏小，表现为“剪压比”和“轴压比”超标；梁、柱的纵向配筋率和体积配筋率小于抗震要求；起转换作用的楼面的次梁设置不合理，有的偏少，有的不便于施工。

3、抗震墙

底框结构没有按要求设置抗震墙，追求经济效益，减少抗震墙数量；强调空间功能分布，抗震墙分布不对称、不均匀；有的工程抗震墙布置过多，使薄弱层上移，由于多层砌体房屋结构变形、耗能能力差，地震时破坏往往更加严重；剪力墙没有注明抗震等级。构造措施不力等。

2 抗震概念设计的重要性

大量的震害表明，结构抗震性能的决定因素是良好的“概念设计”。概念设计的目的就在于合理地选择结构形式，并通过构造措施来满足“大震不倒”的要求。设计师在提高抗震设计意识和水平的同时，建筑方案的选择不受业主的干扰，避免建筑的形状、尺寸、布局等表现出明显的抗震缺陷；结构方案更不能受业主的经济观念和使用功能的影响，降低下部结构的延性，使抗震墙的数量、形式、布置严重不合理，包括构件的构造措施不力等。

3 基于性能的抗震设计方法

（一）性能抗震设计阶段

1．概念设计。根据用途和业主的要求，合理确定设防目标，通过场地、建筑平面等进行初步设计。

2．计算设计。根据预定的设防目标，计算出能影响各类因素的抗震参数，参数与预定目标不符要及时修改，直至满足参数需求。以基于位移的抗震性能设计为例，主要包括步骤有确定不同强度地震作用下性能目标；根据初步设计，确定结构内的位移的极限值；通过等效阻尼比等各类等效数值，确定等效刚度；设计采用必需的构造措施；评价结构强度要求和变形能力。以严谨、科学、合理的态度进行评估，如计算阶段有不符合，则需重复计算设计步骤，以不断完善结构设计。

3．性能评估。通过各类的分析法得出设计结果来确定该建筑结构的性能。

（二）性能抗震设计方法

目前大致主要有：位移影响系数、能力谱、直接位移设计等方法。

1．位移影响系数法。基于结构性能设计方法，通过分析得出的最大期望位移值，利用等效方法、模态进行确定。以达到此系数的修正作用。此方法还存在着由于它是整体抗震评估方法，无法具体体现主要结构、楼层的损坏情况与抗震水准等问题。

2．能力谱法。1975年被提出，随后不断改进。能力谱设计是将能力谱曲线与地震反应谱转化而来的需求谱，进行比较来评估其抗震性能。此方法侧重对结构的实际性能进行验算、评估。另外，能力谱设计法比较适用于平面结构可简化且分布较均匀的结构，否将会产生不小的误差。

3．直接位移设计法。侧重于结构性能设计，概念简单，根据地震等级来预期位移计算，使结构达到预定位移。此方法也存在着只能从建筑结构材料的极限变化得到数值，而不能考虑到预期以外的强震效应的不足。

4 结语

建筑结构基于性能的抗震设计是比较宽泛的体系，它是现行抗震设计的延续与发展，以结构性能分析作为基础，建筑物的性能目标以全面、科学的因素来确定，使建筑物在面对不同等级的地震时，能达到预期的抗震目标。与传统抗震设计相比，优点明显：基于性能抗震相较于以往更系统化；性能抗震设计的适应性、连贯性更好，应用意义更大；灵活性的加大，使设计人员能发挥创造性，增加对新技术、新材料的推广应用等。性能抗震设计方法也需要解决一些设防水准数据化的划分，合理的参数取值范围介定等问题，才能更好的服务于社会经济建设，达到符合我国国情的设计规范。

参考文献

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【关键词】建筑结构；加固设计；施工方法

现有建筑物结构进行合理的监测，在安全评估体系的基础上，提出加固建筑结构的改造方案，可以提高现有建筑的耐久性以及安全性，满足正常的使用功能，提对高建筑物的使用功能对节约资源和减少污染有积极作用。既有建筑加固逐渐成为建筑工程的重要内容，待改造和加固的既有建筑结构的改造范围大，具有巨大的工程量，具有现实的社会效益及经济效益，给建筑结构加固带来了前所未有的发展契机。现行加固规范归纳了我国的较成熟的加固技术，主要有增大截面法、预应力加固法、干式外包钢法等。此外国内很多的科研单位对探讨和研究新型加固技术进行了探讨。其中，中国建筑科学研究院设立了低价高效承重膨胀螺栓、混凝土结构锚栽钢筋技术以及提高混凝土强度加固技术等相关课题。相关新方法的研究对我国加固行业的发张将起到巨大的推动作用。

1、结构加固的技术及方法分析

1.1 加固方案具有良好的施工性

加固方案和施工在进行结构施工时显得尤为重要，根据不同建筑物的情况制定不同的施工方案和方法对建筑物进行加固。是否具有施工作业的可行性是加固工程的必要条件，阻碍建筑结构加固的一个重要因素是没有良好的施工性。某些施工方法虽然理论是具有解决问题的能力，但是施工难度较大，造成劳动力使用量大、安全性低以及工期较长，使得加固质量受到了影响。

1.2 加固工程和加固方法

间接加固和直接加固是的两种类型，我们实际中根据使用要求以及实际条件，采用合理的技术和方法。我们应该根据实际工程条件，进行方案的比选进行加固方法的选用，同时我们也要考虑技术的可靠性和经济的合理性。对于构件加固和体系加固同时存在的情况，我们首先应该考虑体系，然后考虑构件。针对不同的构件进行加固是，我们首先考虑的是重要的结构和关键的构件。对于单一方法有效性不稳定时，我们采用综合法。

介绍加大截面加固法。受弯构件的受压区增加现浇层，这样可以扩大受压区的截面尺寸，层架截面的高度，从而增大结构斜截面的抗剪能力、正截面的抗弯能力以及整个截面的刚度，对结构起到了补强加固的作用。钢筋强度和面积的加大提高了混凝土构件正截面的承载力，其前提是在适筋的范围内。有效提高正截面的抗弯能力可以增大主筋的面积，条件是原构件截面配筋不高。通过在受拉去的截面增加现浇混凝土围套课增加截面。为了提高构件的承载力以及改善使用性能，我们可以通过原构件和新加部分共同协调工作。次加固法具有成熟的设计和施工经验，同时工具简单、适应性强，可以用于一般构造物包括板、柱、墙的混凝土加固，缺点是具有长时间的湿水作业，对生活和生产有负面影响，并且对建筑物的净空有影响。

置换混凝土和预应力加固。此种方法和加大截面法的优点是一样的，相对优点是对净空的影响较小，缺点是同样存在较长的湿作业时间，在有严重缺陷以及受压区混凝土强度低的梁、柱等的适用。在新增外部荷载以及预应力的共同作用下，预应力水平拉杆内会产生轴的拉力，通过杆端的锚固偏心传递到构件上，此时偏心受压作用在杆件中，缓解并控制了构件裂缝的发展，同时提高了斜截面的抗剪承载力。

运用外粘型钢进行加固。在用外粘型钢进行加固的条件下，在梁截面的四隅贴角钢，在梁的受压区有楼板或是翼板是，用钢板替代梁顶面的两隅。使用粘贴钢板加固方面计算斜截面以及正截面的承载力，在计算时用角钢的截面面积额代替钢板截面的面积。

采用粘贴纤维复合材加固的方法。为达到加强加固改善受力情况，我们利用胶结材料将纤维复合片粘贴于构件的表面，纤维复合物理材料的优点：具有耐久性和耐腐蚀性；强度高，其为钢材的十几倍；化学性质比较稳定，不会与盐碱等化学物质发生化学反应。

2、工程加固设计的必要性

2.1 现实需求

由于现实需要，建筑设计人员在熟练掌握新建筑的结构设计基础上，对房屋的改造好加固设计工作也要掌握。现实生产中很多方面造成加固的必要性，有些建筑为了增加使用面积，在原有的基础上进行加层；被迫与相关规定，楼层的周边凹凸部分进行补平改造；抗震要求进行加固；遭受超载，火灾以及不均匀沉降等相关原因要进行加固等。

2.2 鉴定及检测的必要性

为了保证建筑结构的耐久性、安全性和适用性的要求，鉴定和检测是改造前必须进行的一项工作，同时，对其可靠性做出合理的评价。检测过程中，我们要根据具体的特点和情况对重点内容进行检测，钢筋配筋、混凝土碳化深度混凝土强度等级等是着重检验构件。

2.3 建筑结构的改造、加层加固设计必要性

首先，既有建筑物进行改造加固设计实施后，安全性和耐久性的责任有承担此任务的实际单位承担，未参与改造的原单位不为此负责，所以研究单位和设计单位承担改造加固设计。

其次，要与施工单位进行配合，施工单位的水平以及经验，有助于确定更加有效的实施方案。如果在设计时并不能确定施工的单位，开工之前应该针对设计中结构的是施工要求以及做法与施工单位进行讨论以及交底，同时必要时对施工方案进行修改设计，保证工程最低造价和质量。

3、施工实施中的技术要点及施工方法

首先，对原来的钢结构进行取样、考察、实验的工作一定要认真落实，有专业权威的实验室对原来的钢材就行取样实验，做出具体的报告，从而确定所需要的新钢材的焊条规格型号和材质等。

其次，对现场原来的就钢就行清除表面所存在的氧化层，并对钢结构进行喷砂除锈，完成后确定使用可靠地改造、处理以及加固方案。

最后，对于腐蚀氧化层以及渣物的清理要彻底，使用专业的空压机连接专用的喷砂除锈机进行处理，对于腐蚀严重的部分，可以使用榔头等进行处理。晒干喷砂除锈机中的细黄沙，在施工时要做好施工人员的防护工作，同时搭设环境保护设施。

4、总结

总而言之，建筑结构的加固是建筑工程的一项十分重要的环节，我们应该从源头上抓起，提高工程技术水平，加强工程管理水平，除此之外，我们要掌握加固方法、设计及施工技术等方面的知识。受作者水平所限，针对文章中的不足之处，希望同行之间相互指正，我们会吸收各个方面的批评意见，保持着积极向上的科研态度，为我国建筑结构加固方面做出自己最大的贡献。

参考文献：

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[3]朱纯宜.既有建筑结构加固技术经济性分析[D].华东交通大学，2012.

[4]江学良，杨慧，孟茁超，毛妙.FRP在土木工程结构加固应用中的研究进展[J].科技导报，2010，18：111-117.

[5]段英丽.结构加固改造工程中喷射混凝土的质量控制[J].中外建筑，2004，01： 165-166.

[6]赵雁，罗劲松.重视结构加固施工中的安全问题[J].四川建筑科学研究，2006，05：227 -228+236.

[7]黄春华，胡新丽.结构加固的现状与探讨[J].广东建材，2008，02：13-16.

篇11

［关键词］建筑工程；结构加固；施工质量；安全管理

随着建筑业飞速发展，结构加固技术应用也得到很大发展，目前主要的加固手段分为碳纤维粘贴和型钢外包两种方法，传统的扩大截面法已较少采用，但型钢外包法整合了原来的粘贴钢板，相比碳纤维加固截面有所扩大，加固方案的制定与设计施工图的绘制前提是搞好结构鉴定，根据加固成因分析和既有建筑使用状况组织实施施工，加固过程中的成品保护、新旧做法连接都要在施工组织设计中具体体现，不但要制定严格的质量管控措施，更要确保安全（重点是使用过程中的加固施工安全管理），科学利用结构加固技术既能很好地解决质量缺陷导致的承载力不足问题，又能快速解决燃爆、火灾突发事故导致的结构损坏，尤其是通过对既有老旧建筑加固的实施，解决了原使用功能不足的问题，对于保护老城既有建筑原始风貌方面有重要意义，极大地促进了城市更新建设工作的全面展开，当然结构加固技术涉及鉴定、结构计算、抗震性能、质量安全控制等诸多环节，涉及许多新材料新工艺，需要在工程实践中加以完善。

1建筑结构加固工程实施的重要性和必要性

现阶段，新建建筑局部混凝土强度不足引起的加固越来越多，拆除重建显然不是首选，不仅浪费资源，建设工期也会无限延长，随着各地城市更新工作的逐步展开，保留历史建筑风貌的呼声也越来越高，通过结构加固可以使得老旧建筑提高承载力和抗震性能，扩展使用功能，延长建筑物使用寿命，促进生态文明城市建设。

1.1可提高建筑工程的耐久性和使用年限

由于建筑使用环境差别大，在长期外环境作用下，尤其是沿海碱化侵蚀，甚至建筑长期使用不当且不能够正常维护，其耐久性必然降低，通过有计划地实施结构加固补强就能较好地解决工程耐久性的问题，特别是通过贯彻落实既有建筑结构鉴定加固工作，能够很好地预防结构坍塌失稳，确保使用期内的正常使用。然而加固后使用寿命如何界定的问题尚有待商榷，因为涉及新旧建筑共同存在的问题，有关规范提出过加固后延长30年使用期的规定，中石化设计院在处理东营某小区燃爆事故加固方案中采取了原工程设计使用年限50年减去已使用15年即35年设计使用期的做法，不失为一种折中的办法。

1.2是新建建筑处理质量隐患的需要

在新建工程施工过程中，由于种种原因导致混凝土施工达不到设计要求的现象较多，特别是主体结构施工或验收前实施的回弹检测以及补充抽芯检测判定混凝土标号远低于设计值的情况，处理这类问题主要依靠结构加固，目前加固的方案主要有粘贴碳纤维，除非确有凿除重新浇筑的必要，碳纤维加固的好处是原设计截面积不改变，容易被各方所接受。

1.3是处理燃爆、火灾等突发事故伤害的需要

目前由于燃气爆炸引发的安全事故屡见不鲜，其会导致财产损失大甚至导致重大人员伤亡，社会影响恶劣，相关部门在处置突发应急救援的过程中，首先是安置救助工作，接下来紧急的事情就是鉴定结构安全和财产损失，分析事故原因，结合房屋受损程度尽快实施加固工作（见图1）。

1.4是城市更新工作的需要

在推进城市更新工作中，一些老的建筑受制于原有建筑技术和材料供应的影响，加之常年风吹日晒，外墙开裂脱落，结构构件锈蚀，抗震性能不足，但建筑风格独特，确有保留的意义，通过结构加固和改造，使其重新焕发生机，结构加固还可以通过墙梁置换扩大使用空间，但就抗震能力来说，不同历史时期受到当时技术、经济等各方面制约，建筑抗震设防标准差别很大，原来的一些建筑很难满足现在的抗震设防要求，尤其是汶川地震后，国家对学校、医院等提高了设防标准，目前各地对学校、医院原有建筑都程度不同地采取了局部或整体加固（见图2）。

2建筑结构加固的基本原则

2.1先鉴定后加固的原则

结构是否需要加固及加固深度应通过结构可靠性鉴定确认，通过结构鉴定分析，判定结构承载能力不足引发的原因，是结构老化还是燃爆破坏后再行制定加固方案。

2.2加固方案要经当地施工图审查机构确认

招录队伍开工前要先行施工图审查，确保加固设计满足规范要求，施工单位拿到图纸后要熟悉现场并做好图纸会审和技术交底工作。

2.3加固工程应做到技术可靠、安全适用、经济合理、质量合格和环保节能

加固工程结构本身存在种种缺陷和损伤，其可靠度低，也可能因增加新的荷载而导致承载力不足，因此在选择结构加固方案时，应充分考虑已有结构的实际状况和加固后结构传力体系的改变，确保结构可靠[1]

3建筑结构加固工程设计、施工质量的有效控制对策

3.1深化施工图节点设计并编制专项施工组织设计

既有建筑加固工程与新建建筑具有很大差别，有其自身特点，主要表现在以下几个方面：一是在原有建筑的基础上实施；二是加固方案一定要和原有建筑结构型式吻合，尤其是砌体结构大空间转换；三是必须先行结构鉴定（见图3）。编制专项施工组织设计要有针对性和可操作性，加固方案中要有如何原结构构件的拆除、保护和保留，新旧建筑的连接结合节点处理，例如在某疾控中心办公楼改造加固中，施工人员在实施原有结构混凝土柱型钢包括中盲目切割柱与墙体的钢筋拉结后简单用砂浆封堵，降低了柱间墙体的抗震性能，受到了相应处罚。

3.2构建全过程工程质量管控体系

编制的施工方案要突出质量管控环节，明确报验及验收环节，建立明晰的质量管理体系，严格执行《混凝土结构加固设计规范》GB50367-3013和相关质量验收标准的规定，同时根据实际施工情况科学制定施工质量目标，落实好五方责任主体职责，加固工程分为拆除和补强两个阶段，每个阶段的实施都要有严格的操作规程，不得野蛮操作，拆除需要专用设备器具的不能用简单的破拆替代，拆除原有构件墙体时一定要熟悉原有建筑图纸，如果没有图纸的一定要先探查再行下道程序，无论破拆还是隐蔽都要报监理签验，留好图片影像资料，某加固工程在拆除原有地面时盲目操作导致个别预制楼板损坏[2]。

3.3做好技术交底和人员培训工作

在一些建筑结构加固工程施工过程中，之所以出现一系列质量问题，往往是因为没有进行很好的技术交底工作，建筑工程加固施工属于专业操作比较强的行业，需要常年熟练操作的技术工人，切不可从劳务市场盲目招揽零工，即使是常年作业的技术工人也要针对具体项目开展人员培训和技术交底工作，因为每个项目的情况不一样，结构型式、改造模式、使用情况等都要通过培训指导让每一位施工人员包括管理人员掌握。例如碳纤维粘贴需要专用设备操作，对材料的性能及使用要求要领会，原有建筑的拆除破损要注意保护既有承载构件等，新区医院加固改造别提出静力切割技术，该规定要求：本图中所涉及的拆除必须采用静力切割拆除，严禁采用振动拆。

3.4作好质量过程控制工作

结构加固工作是全流程控制，既涉及对原有建筑的破拆，也涉及新建部分的施工，一定要强化过程控制，结合设计交底和现场实际，对应每个环节都要做到报验，遇到与实际不符的情况及时报设计会商处理意见，严格执行相关结构验收规范的标准要求。下面列举关于碳纤维施工检查的具体要求：（1）材料要求：承重结构加固用的碳纤维，必须选用聚丙烯腈基（PAN基）12k或12k以下的小丝束纤维，严禁使用大丝束纤维；结构加固用的纤维复合材必须采用满足加固规范要求的连续纤维与改性环氧树脂胶粘剂复合而成。（2）检验要求：使用前必须按加固规范相关规定的性能指标和质量要求进行安全性及适配性检验。检验时，实测的纤维复合材抗拉强度标准值应根据置信水平C＝0.99、保证率为0.95的要求

4建筑结构加固工程施工安全管控对策

4.1加固工程安全管理的意义

根据《中华人民共和国建筑法》等有关规定，国务院和住建部分别出台了《建设工程安全生产管理条例》（国务院令第393号）和《房屋建筑和市政基础设施工程施工安全监督工作规程》（建质〔2014〕154号）等法律法规和标准规范，对于指导行业安全管理提供了法律依据。2020年国家、省、市政府相继出台并了政府工作人员安全事故责任追究办法，落实管行业就要管安全，重点夯实属地管理责任，把安全生产管理职能下移到乡镇街道办一级，住建部还出台了文件，规定了建设单位是安全生产第一责任人。

4.2加固工程安全管理的特点

加固工程施工安全管理除了满足新建工程对安全管理的要求外，更要针对加固工程的特点制定专门的安全对策，首先原有建筑结构型式是什么？哪些部位需要拆除？哪些结构需要重新支撑等等，例如在区疾控中心旧楼加固改造中检查发现悬挑混凝土板下未加支撑就在上面堆放拆除后的废砖料等，再者，要看原有建筑是否在使用，对于正在使用的功能建筑务必要做好施工动态安全隔离，确保使用人员和施工人员双安全。

4.3加固工程安全的措施和方法

安全技术交底要做好，操作人员一定要熟悉加固方案图纸，查看施工现场，做好必要的施工围挡，做到安全文明施工，做好拆除旧料的收集运输，不得胡乱抛掷，每天开工前都要开展安全警示教育，安全技术交底要经过监理人员签字认可。下面是几个加固工程安全生产管理措施的具体案例要求。焊接安全管理要求：（1）焊接操作人员须持证上岗。（2）电焊作业人员必须戴绝缘手套，使用护目镜和面罩，高空作业须系安全带。（3）焊接作业时须配制灭火器材等[3]。施工安全管理纪律：（1）进入施工现场必须戴好安全帽，扣好帽带，并正确使用个人劳动保护用品。（2）2m以上的高空悬空作业，无安全设施的必须戴好安全带，扣好保险钩。（3）高空作业，不准往下或向上乱抛材料和工具等物件。（4）各种电动机械设备，必须有可靠有效的安全措施和防护装置，方能投入使用。（5）不懂电气和机械操作的人员严禁使用和玩弄机电设备。（6）吊装区域非操作人员严禁入内，吊装机械必须完好，把杆垂直下方不准站人。

4.4做好安全动态化检查

施工过程中要开展动态化检查，重点检查临边、临口围挡，检查安全帽佩戴，检查是否正确系安全绳，施工单位要配备专职安全员巡查，监理也同步检查跟进，确保安全隐患早发现早排除。

5结语

综上所述，结构加固是一项十分复杂的工程，其设计和施工更显紧密，施工现场存在边使用边改造的情况，安全管理难度加大，加固后的质量验收评定需要更加明晰的规范文件指导，新技术新工艺亟待突破，结合近几年参与的加固案例，认识得到进一步提高。

参考文献

[1]黄兴棣.建筑物鉴定加固与增层改造[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[2]GB50367-2013，混凝土结构加固设计规范[S].

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关键词：建筑结构；设计；安全

最近几年，我国建筑行业发展迅速，形势喜人，取得了辉煌成绩。但由于我国建筑行业规模越来越大，复杂程度越来越高，不可避免的出现这样那样的问题。即使有的建筑结构设计是好的，但是其安全性往往会存在问题。在建筑工程界，如何提高建筑结构设计的安全度，成了大家广泛关注的问题。而建筑设计又是一项复杂而又责任重大的工作，直接影响到建筑物的安全性。为确保建筑物的安全性，本人分析了建筑结构设计安全性存在的几个问题。

一、建筑结构设计中存在的安全隐患

1. 抗震度不够。前几年的汶川大地震及今年的玉树地震造成的损失足以说明我国一些地方的建筑抗震性很差，未达到我国规定的标准。因此保证建筑物的抗震性能是减少地震发生时人员伤亡及财产损失的重要问题。在建筑结构设计中提高抗震设计水平是提高建筑结构设计水平的一个重要方面。关于建筑物的抗震性能设计，我国颁布了《建筑抗震设计规范》，为我国的建筑抗震设计提供了依据。《规范》中规定：“小震（超越概率63%）不坏、中震（超越概率10%）可修、大震（超越概率2%）不倒”。而一些建筑公司领导对建筑物的抗震性能的重视程度不够，导致了公司员工也不重视抗震性，尤其是建筑结构设计人员。有些建筑结构设计人员对抗震设计的认识不透，设计过程中个别忽略抗震性原则，造成了建筑物施工过程仅仅是一个表面工程，而实质是建筑物并不具有真正的抗震性能。这种现象在我国不少地区屡见不鲜。当然我国地域辽阔，各个地区的情况不同，地震几率与地震级别各有不同。不能恪守规则，不了解实际情况进行设计。建筑结构设计者要根据地区的实际状况，选择不同的抗震规范，以免造成不必要的浪费。

2.结构设计中偷工减料，钢材不足导致功能减弱。一方面在结构设计中，一些建筑公司为节省开支，获取高额利润，过度节约钢材等偷工减料，不重视建筑物的质量及安全性，导致建筑物中钢材等材料的性能减弱，进一步导致建筑物的质量不过关，安全性下降。我国对建筑物钢筋的配筋率有明确的规定，建筑物的不同部位，其配筋率是不同的。建筑设计公司的设计人员要高度重视建筑物的配筋率，对施工过程进行实时监督。另一方面，一些小的建筑公司为节省开支，使用中小城市现在还在发展的冷轧变形钢筋。这种钢筋强度高，脆性大，韧性小，且对建筑抗震不利，就是因为可以节省钢材，进而节约开支，所以，一些小建筑公司为牟取利益不惜不顾人们的生命安全使用不符合规定的钢材。

3.建筑结构设计不合理。由于建筑结构设计者的知识和经验不足，导致其设计的建筑结构不合理，存在安全隐患或其他问题。有些设计者安全意识薄弱，只顾建筑设计的美观而不顾建筑质量，或者明知道公司要求的设计形式行不通，为了保住自己的饭碗而不提出异议，纵使悲剧上演。这种人员虽然只是建筑结构设计行业中的极少数，但他们的存在也非常值得重视。因此设计人员要人人自危，不能只考虑公司利益，也要切身为顾客考虑，学会换位思考。设计人员要全面考虑情况后，再进行设计，并把不合理的设计或只顾美观不顾质量的设计扼杀在襁褓中，不要等到造成恶果时，再想补救措施。

二、提高建筑结构设计中安全性的措施

1.提高建筑结构设计人员对抗震性能的重视意识。结构设计是个系统、全面的工作，需要扎实的理论知识作为基本功，灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。设计人员要精益求精，重视每一个基本构件的设计，并做到知其所以然，并深刻理解规范和章程的含义，密切配合建筑工程，在工作中做到事无巨细，善于反思和总结工作经验和教训，为以后的工作积累经验。结构设计人员要转换自己的陈旧思想，正确对待抗震性能的重要性，为人们的生命财产负责，发挥自己的主导作用，对工作负责，应用自己的个人才智，控制建筑结构设计的安全性能水平，让自己设计出来的作品体现自己的人本意识，积极配合国家以人为本的政策。

2. 严格按照国家规定的建筑规范设计建筑结构。随着建筑业进一步的发展，建筑结构越来越被重视。国家也出台了一些相应的规定。而一个国家的规定不仅仅是技术性的，还具有很强的政策性。而且这些规定是与时俱进的，要不断修改，我们不能仅仅满足于过去的设计标准。为了提高建筑的质量，消除安全隐患，建筑设计人员要谨守本责，对建筑过程中不符合国家相关规定的行为及时提出异议，并提出解决措施，以避免或减少类似情况的发生，使建筑结构设计更多的为人们考虑周全。同时，建筑结构设计人员对存在违规行为且屡教不改的人员要及时举报，以免造成更严重的损失。

3.开展科研，创新设计软件。工欲善其事，必先利其器，道理是显然的，这对于任何行业都适用。随着建筑事业的发展，特别是现今建筑行业的飞速发展，建筑结构设计的内容越来越复杂，难度越来越大。从另一个角度来说，我国建筑结构设计对设计人员知识的深度和广度有了更多的要求。在此种情况下，现有的结构设计程序已不能满足设计人员的需求。例如有些力学模型不能适应比较复杂的结构和构件形式，对某些构件的承载力设计处理不理想或计算不准确，这对建筑物的安全性缺乏保证。同时计算机程序的内容和功能直接影响结构设计水平。有时为了解决生产问题，配合软件的能力，只能把计算过程简化以满足计算程序的能力。所以，提高结构设计中建筑的安全性，首先要开发出一款高精度软件，这就需要设计者和计算机程序专业人员合作去完成软件开发，推新创新，不安于现状，勇于承担起这个任务。

三、结语

通过对以上建筑结构设计中存在问题的剖析，可以加强建筑结构设计人员重新认识自己工作的重要性，明确自己的责任，提高对结构设计质量安全问题的辨别能力，积累结构设计中出现的问题作为经验，使建筑结构设计工作行业逐步步入正轨，做到建筑物的设计更安全、更合理。把不与不法违规公司为伍，并切实把国家对建筑物的相关规定落到实处，不与规范，规定打球作为自己的工作原则，为提高建筑结构设计中建筑的安全性出一份力。

参考文献：

[1]朱镜清.结构抗震分析原理[M].地震出版社，2013.

[2]徐宜.丁勇春.高层建筑结构抗震分析和设计的探讨[J].江苏建筑，20013.

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【关键词】钢结构建筑；加固方式；设计；优点；结构布置；概况；国民经济

20世纪后几年，我国城镇住宅建设以每年竣工面积4.4亿平方米，总产值 6000亿元（约占GDP9%）的建设迅猛发展，住宅产业成为国民经济中新世纪的新的增长点。实现住宅产业现代化，解决目前住宅建设中存在工业化水平低，部品化率低以及住宅用材档次低，寿命低，实心黏土砖能耗高，不利于环保等问题，已被列入新世纪急待解决的问题。我国建筑行业要求全行业研究钢结构在各类建筑中应用的新体系，扩大其应用范围，发展多层钢结构建筑。

一、钢结构建筑的概况

钢结构建筑一种新型的建筑体系有可通房地产业、建筑业、冶金业之间的行业界线，集合成为一个新的产业体系，这就是业内人士普遍看好的钢结构建筑体系。钢结构建筑相比传统的混凝土建筑而言，用钢板或型钢替代了钢筋混凝土，强度更高，抗震性更好。并且由于构件可以工厂化制作，现场安装。因而大大减少工期，由于钢材的可重复利用，可以大大减少建筑垃圾，更加绿色环保。因而被世界各国广泛采用，应用在工业建筑和民用建筑中。目前钢结构建筑在高层建筑上的运用日益成熟，逐渐成为主流的建筑工艺，是未来建筑的发展方向。其优点主要包括以下几点：

1、大大节约施工时间，施工不受季节影响；

2、增大住宅空间使用面积，减少建筑垃圾和环境污染；

3、建筑材料可重复利用，拉动其他新型建材行业的发展；

4、抗震性能好，使用中易于改造、灵活方便，给人带来舒适感等等；

5、强度高、自重轻，构件安全富裕度稿，降低建筑物造价；

6、符合国家可持续发展战略，低碳、绿色、环保、节能灯是国家重点支持的产业。

7、耐热但不耐火，需要表面涂装防火涂料；

8、表面需涂装防腐涂料，减少或避免腐蚀，提高耐久年限。

二、钢结构选型与结构布置设计

建设部、国家冶金工业局联合组织建筑用钢技术协调组制定《国家建筑钢结构产业"十五"计划和2015年发展规划纲要》。纲要中明确阐述：钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好、施工速度快、地基费用省、占地面积小、工业化程度高、外形美观等一系列优点，此外，钢结构建筑还具有良好的空间感，可设计成大量开放型办公室围绕着空中花园、中央天井加上合理的电梯设计可达到最低的能源消耗。因此钢结构又是环保型和节能型建筑结构。与混凝土结构相比它是环保型和可再次利用的、易于产业化的结构，发达国家在房屋建筑中广泛采用钢结构。在钢结构设计的整个过程中都应该强调的是概念设计，它在结构选型与布置阶段尤其重要，对一些难以作出精确性或规范规定的情况，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系，破坏机理，震害，试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施，运用概念设计可以在早期迅速有效地进行构思，比较与选择，所得结构方案往往都易于计算，概念清晰，定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算，同时，它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。

钢结构通常是框架、平面架、网架、索膜、轻钢、塔桅等结构形式，其理论与技术大都成熟，亦有部分难题没有解决，或没有简单适用的设计方法，结构和选形式，方应考虑它们的特点，基本雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落，而屋面覆盖跨度较大的建筑中，可选择构件受拉力为主的悬索结构体系。

结构的布置要根据体系特征、荷载分布情况及性质等综合考虑。一般说要刚度均匀，力学模型清晰，尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围，使其以最直接的线路传递到基础，柱间抗侧支撑的分布应均匀，其形心要尽量靠近侧向力（风震）的作用线。否则应考虑结构的扭转，结构的抗侧应有多道防线。框架结构的楼层平面次梁的布置，有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁，但是这会使主梁截面加大，减少了楼层净高，顶层边柱也有时会吃不消，此时把次梁支撑在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子。

三、建筑钢结构的加固方式

钢结构加固的主要方法有：减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时，亦可采用其它加固方法。

1、改变结构计算图形

改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法。 （1）改变结构计算图形的一般加固方法为对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固： 如增加支撑形成空间结构并按空间结构验算；加设支撑增加结构刚度，或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性；增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性；在排架结构中重点加强某一列柱的刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其它柱列负荷； 在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。

（2）对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固。如改变荷载的分布，例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载；改变端部支承情况，例如变铰接为刚结；增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构；调整连续结构的支座位置；将结构变为撑杆式结构；施加预应力。

（3）对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固。增设撑杆变桁架为撑杆式结构； 加设预应力拉杆。

2、加大构件截面的加固

采用加大截面加固钢构件时，所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况。

3、连接的加固与加固件的连接

钢结构连接方法，即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择，应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件，并考虑结构原有的连接方法确定。

钢结构加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接，有依据时亦可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。当采用焊缝连接时，应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。

4、裂纹的修复与加固

结构因荷载反复作用及材料选择、构造、制造、施工安装不当等产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤时，应设法修复。在修复前，必须分析产生裂纹的原因及其影响的严重性，有针对性地采取改善结构实际工作或进行加固的措施，对不宜采用修复加固的构件，应予拆除更换。

四、结束语

综上所述，随着经济的发展，钢结构在建筑加固工程中的应用日趋广泛，钢结构是以钢材为材料制成受力构件的结构，钢结构住宅以其能使建筑更富有功能化，预工程化程度高，建设成本降低，自重轻，安装容易，环保节能，抗震性能好等综合优势而受到各方面的重视。

参考文献：

[1] 吴耀华，张煜，肖伟，黎文. 厦门国际会展中心大跨悬臂钢结构设计[J]. 钢结构. 2000（02）

[2] 宿明彬，谭进，邱少雷，孙成疆. 当前钢结构设计软件的情况及自主开发软件的发展趋势[J]. 钢结构. 2001（01） [3] 姜德进. 钢结构设计中若干问题的辨正[J]. 钢结构. 2003（02）

篇14

【关键词】高层建筑 结构设计 地下室嵌固 嵌固层 嵌固水平位移法 弹簧刚度法

中图分类号：TU208文献标识码： A

引言

对高层建筑结构设计来说，地下室的嵌固作用十分重要。上部结构和地下室组成高层建筑的一个完整的承载力体系，它们之间形成共同的位移场，相互协调，相互约束。地下室外的回填土对水平位移有约束，对竖向位移和竖向转动起不到丝毫作用。高层建筑结构设计过程中，首要考虑的是确定嵌固端的位置，因为嵌固端的位置一方面影响着一些构件内力分配的准确性，一方面关系着结构产生位移的真实性，同时决定着结构局部的经济性。在进行高层建筑结构分析时，如果嵌固端计算不准确，会给工程带来浪费和危险；如果嵌固端是室外地坪，再加上地基回填土的约束力不够，那么极易造成实际测试值大于计算值；如果嵌固端为地下室底板，地基回填土的约束不予考虑，数据安全但误差大，这就造成了无谓的浪费。根据以往资料的研究显示，上部结构、基础和地基的协同工作也是地下室高层建筑必须注意的；地震作用下，结构侧移会随着地基回填土和地下室的作用而减小。

1 嵌固层的概述

嵌固层又称固定层，是一个坚硬、稳定的刚体，主要作用是可以牢固握裹住上部结构，以便限制上部结构在水平方向的平动位移和转动位移例如：旗杆下面的台座等，另外它还应该能够将全部或大部的上部结构的剪力传递给下部结构，同时还能满足竖向构件根部出现在上部结构竖向构件的塑性铰处。因此为了确保实嵌固端的形成，作为嵌固端的下部结构的侧向刚度必须具有足够的刚度一边满足要求。当前高层建筑结构设计中，我们最常见到的嵌固端是建筑物的地下室顶板作为上部结构的嵌固端这种形式。在实际的工程案例当中，每个工程的建筑结构都存在差异，项目的性质特点不同，选取地下室的性质各不相同，比如：地下室顶扳与室外地面的高差>1／3、地下室顶板上开设大洞口（工程特殊需要）等，这时如果还是选取地下室顶板作为嵌固端就会出现很多问题，因此需要我们根据实际工程情况需要调整嵌固位置，不能一味的把地下室顶板作为上部结构的嵌固层，如果地下室顶板做嵌固层还需要满足其它的条件和要求，这就是我们下面讲到的高层建筑结构设计中地下室嵌固端的选取原则也可以称作选取要求。

2 高层建筑结构设计中地下室嵌固端的选取原则

地下室嵌固端的选取对于高层建筑结构设计来说意义非凡。建筑结构设计中的嵌固端就是我们常说的固定端，顾名思义就是构件不允许发生任何的移动，但是设有地下室和没设地下室的高层建筑存在很大的差别。嵌固端的选择还会受到很多因素的影响如：地下室的多少、地下室的层高、地下室的大小等，带有地下室的高层建筑一定做好嵌固端的选取。一般设有地下室的高层建筑的嵌固端选择首层地下室顶板，具体地下室顶板能否真正成为结构嵌固端，还需要满足如下条件：（1）地下室顶板标高和室外地坪的高差相近，如果相差较大如半地下室的情况，首层楼面成为结构嵌固端或者固定端可能性几乎为零，但是若高差不是很大（在1-3级台阶高度范围内）可以考虑；（2）成为嵌固端的地下室结构的整体刚度和承载力都必须足够，如果出现地震情况，上部结构和地下柱底或者墙底分别进入弹塑性和塑性铰阶段，但是地下室结构仍然满足弹性的状态；（3）设计时注意不能设置成无梁楼盖，地下室顶板上边必须设梁，同时楼面框架梁要具有足够的抗弯刚度，楼板的厚度也应该达到设计的厚度要求，一般不宜小于180mm；（4）半地下室之所以不能成为嵌固端，是因为它的侧壁的侧限性达不到要求，通俗点讲就是与地球的接壤性不良，因此成为嵌固端的地下室顶板必须与地球具有良好的接壤；（5）混凝土的强度等级必须达到要求，至少是C30的，钢筋采用的是双层双向方式配置，配筋率至少达到0.25%才可以；（6）嵌固端的地下室顶板不允许出现大的洞口；满足这些条件的地下室顶板就可以成为高层建筑要求的嵌固端。

3 地下室对上部结构嵌固作用的主要分析方法

3.1 嵌固水平位移法

这种方法考虑整体（地下室和上部结构作为整体）情况，嵌固端设在基础底板的位置，不考虑回填土对地下室楼层侧向刚度的作用，假定其余部位的水平位移是零，为了确定上部结构地下室嵌固部位需要分别计算出地下和上部结构各楼层侧向刚度比大小。这种方法确定上部结构嵌固端，如何计算楼层侧向刚度比是最关键也是最主要的问题，而计算楼层侧向刚度比的方法常见的一般有三种：剪切刚度、剪弯刚度以及抗震规范中所建议的计算方法。这三种计算方法各有优势，含义也不尽相同，自然计算结果会有较大的差别和不同。通过利用第三种计算方法即抗震规范提出的计算方法再加上剪切刚度比的运用就可以估算地下室侧向刚度比，但是也有建议用第一种计算方法的即剪切刚度的，不同的计算方法结果也会不同。

3.2 弹簧刚度法

这种方法同第一种类似，也是考虑整体情况，利用弹簧刚度进行计算，不同之处它的嵌固端选择的是基础底板处，主要原理是引水平弹簧刚度至每层地下室楼板位置，回填土对地下室的约束作用的高低就是水平弹簧刚度值的大小。在实际的操作过程中，水平弹簧刚度值的确定存在一定困难，也就是这种方法确定高层建筑固定端有一定难度。地下室会受到回填土的约束，而约束作用的影响因素很多，情况复杂，很难确定。因此我们常用的有限元分析软件输入的是回填土对地下室约束作用的弹簧刚度比而非水平弹簧刚度的真实数值，以基础回填土对结构约束作用的刚度与地下室抗侧移刚度的比为基准，如果比值是零，表示基础回填土对结构无约束作用；如果比值是5以上，表示地下室无水平位移；从实际情况出发，比值是介于两者之间的情况较为常见，据详细研究统计，最合理的比值应该是介于2和4 之间。

4 结束语

从以上研究不难看出，高层建筑具有上部负荷大、基础埋设深等特点，因此如何选择合适的嵌固端的意义十分重大，地下室作为嵌固端直接影响建筑的质量和安全问题。因此，按照规定的要求原则选择地下室作为嵌固端至关重要。因为地下室的嵌固端选取还存在许多复杂的内部问题并且亟待解决，值得人们进行深一步的探讨研究和分析。只有更好的依据嵌固端的选取原则，设计准确的把握嵌固结构模型的计算方法并且进行详细的分析，才能更好的采取适当的措施，保证了建筑的质量经济和最终的安全。

【参考文献】

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[3] 柴玉定.关于高层建筑结构设计中地下室嵌固作用的思考[J].城市建设理论研究（电子版）,2013,(25).

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