关于结构抗震加固技术的应用研究

引言

地震是突发性强、破坏力大的自然灾害，常给人类带来巨大损失。历史地震灾害中，建筑结构倒塌是人员伤亡和财产损失的主因。随着城市化，建筑增多，既有建筑抗震性能问题凸显，结构抗震加固技术愈发重要。

过去几十年，该技术从简单单一发展到复杂多元。早期侧重提高承载能力，如今更注重提升整体抗震性能，如延性和变形能力等。本文基于实践经验，对结构抗震加固技术应用进行系统研究。分析现状找不足，总结原则为方案制定提供依据，介绍常用技术并分析适用场景，还展望未来发展方向，为行业发展贡献力量。

一、结构抗震加固技术的应用现状

（一）既有建筑抗震加固的必要性

在城市建设中，大量既有建筑因建设时技术 范更新及长期使用损伤，抗震性能无法满足当前安全要求。早期建筑抗震设计要求低 等强度地震下更易受损。同时，既有建筑长期使用会出现结构构件老 缝、碳化，钢筋锈蚀，削弱结构承载与抗震性能，不及时加固，地震时可能成危险 。此外，城市功能升级，既有建筑改造扩建会改变结构受力状态，导致抗震性能下降。所 抗震加固，既是保障结构安全的需要，也是适应城市发展的必然要求。

（二）当前技术应用中存在的问题

尽管结构抗震加固技术在不断发展，但在实际应用中仍存在一些问题。部分加固工程中，加固方案的制定缺乏对建筑具体情况的深入分析，存在照搬照抄的现象。不同的建筑结构类型、使用环境、损伤程度等因素，对加固方案的要求各不相同。如果忽视这些差异，采用统一的加固模式，往往难以达到理想的加固效果。

在加固施工环节，质量控制不到位的情况时有发生。施工人员的技术水平参差不齐，部分人员对加固技术的要点掌握不够，操作不规范，这会直接影响加固工程的质量。例如，在粘贴钢板加固时，若胶粘剂的涂抹不均匀、钢板与构件表面的粘结不牢固，就会降低加固效果。同时，施工过程中的监督管理机制不完善，也会导致一些质量问题不能及时被发现和纠正。

对于新型加固技术的研究和推广应用还存在滞后性。随着材料科学和工程技术的发展，一些新型的加固技术和材料不断涌现，如纤维增强复合材料加固技术、高性能混凝土加固技术等。但这些新型技术在实际工程中的应用还不够广泛，主要原因是对其性能的研究还不够深入，缺乏完善的设计和施工规范，同时工程技术人员对新型技术的了解和掌握不足，导致其推广受到限制。

二、结构抗震加固的基本原则

（一）安全性原则

安全性是结构抗震加固工作的核心原则，贯穿于加固设计、施工和验收的全过程。加固后的结构必须能够在预期的地震作用下保持稳定，确保不发生倒塌等严重破坏现象，为人员疏散和救援争取时间。

在进行加固设计时，需要充分考虑地震作用的特点，对结构进行全面的受力分析和抗震验算。根据建筑所在地区的地震烈度、结构的类型和受力状况等因素，确定合理的加固目标和加固措施。设计方案应符合相关的国家标准和规范要求，确保结构在地震作用下的承载能力、变形能力等指标达到规定的标准。

施工过程中，必须严格按照设计方案和施工规范进行操作。加强对施工材料的质量控制，确保所使用的材料符合设计要求，具有合格的性能指标。对于关键的施工工序，应进行严格的质量检验，如粘贴碳纤维布时的粘结强度检验、增大截面加固时的混凝土强度检验等，确保每一道工序都符合质量要求。

（二）经济性原则

在保证结构安全性的前提下，应充分考虑加固工程的经济性。加固方案的制定要进行多方案比较，在满足抗震要求的基础上，选择成本较低、施工简便的方案。避免盲目追求高性能、高成本的加固措施，造成不必要的资金浪费。

合理选择加固材料是实现经济性的重要途径。不同的加固材料价格差异较大，在满足性能要求的前提下，应优先选择性价比高的材料。同时，要考虑材料的采购、运输和储存成本，减少中间环节的费用支出。

此外，加固工程的施工周期也会影响整体成本。在制定施工计划时，应合理安排施工进度，缩短施工周期，减少施工期间的人工、机械等费用。同时，要考虑到加固后的维护成本，选择耐久性好、维护简便的加固方案，降低后期的维护费用。

（三）适用性原则

加固后的建筑应能够满足正常的使用功能要 不影响其原有的使用价值。在加固设计过程中，要充分考虑建筑的使用功能，避免因加固措施的实施而对建筑的使用空间、外观形象等造成不利影响。

例如，在对办公楼进行加固时，应尽量减少对办公室使用空间的占用，避免影响人员的正常工作；在对建筑进行加固时，要注重保护其历史风貌和文化价值，加固措施应与建筑的风格相协调。同时，加固施工过程中要尽量减少对建筑正常使用的干扰。对于正在使用的建筑，应选择合适的施工时间和施工方法，避免因施工造成建筑停水、停电、停运等情况，减少对用户的影响。

（四）耐久性原则

结构抗震加固不仅要考虑短期的抗震效果，还要保证加固后的结构具有良好的耐久性，能够在较长的时间内保持稳定的抗震性能。这就要求在加固设计和施工中，充分考虑环境因素对结构的影响，选择具有良好耐久性的材料和构造措施。

加固材料应具有抗腐蚀、抗老化、抗疲劳等性能，能够适应建筑所处的环境条件。例如，在潮湿环境中，应选择具有良好耐水性的胶粘剂和加固材料；在有腐蚀性介质的环境中，应选择耐腐蚀性能强的材料。

同时，加固构造措施应合理，避免在结构构件中形成应力集中或积水等现象，减少结构的损伤。例如，在进行增大截面加固时，应做好新旧混凝土之间的结合处理，保证其共同工作，避免因结合不良而导致的耐久性问题。

三、常用的结构抗震加固技术类型

（一）增大截面加固法

增大截面加固法是传统加固方法，原理是增加结构构件截面尺寸，提高承载能力和刚度，主要适用于混凝土结构的梁、板、柱等构件加固，尤其在构件严重损伤（如钢筋锈蚀、混凝土疏松）时效果显著。

例如某医院设备房结构柱因长期使用和环境影响，主筋、箍筋外露锈蚀，混凝土保护层疏松、脱落，承载和抗震性能削弱。处理时，先彻底处理原结构柱表面，剔除疏松混凝土面层，对锈蚀钢筋除锈；再按计算结果配置新增钢筋并与原结构钢筋可靠连接；最后浇筑高于原强度等级的混凝土形成新增截面，养护后提升了承载和抗震稳定性。

常规施工时，先处理原结构构件表面，清除杂物，必要时凿毛，增强新旧混凝土粘结力；然后配置新增钢筋并与原结构钢筋可靠连接；最后浇筑新混凝土并养护至设计强度。

增大截面加固法优点是施工工艺简单、技术成熟、加固效果可靠，能显著提高承载能力和刚度；但也有不足，会增加结构自重和截面尺寸，影响使用空间，且施工周期长，干扰建筑正常使用。

（二）粘贴钢板加固法

粘贴钢板加固法是用胶粘剂将 淘构性 拉或受压区，使钢板与构件共同工作，提高结构承载能力和刚度，适用于混凝土 营 理构件表面，确保平整、干燥、无油污；接着涂抹胶粘剂，粘贴钢板 合； 待胶粘剂固化后，拆除固定装置并对钢板表面做防腐处理。该方 钢板强度和弹性模量高，能有效提高承载能力。但也受一些因素限制， 比如 度影响大， 高温或潮湿环境需防护；钢板防腐要求高，否则易锈蚀，影响加固效果

（三）碳纤维布加固法

碳纤维布加固法是新型加固技术，利用碳纤维布高强度、高弹性模量和耐腐蚀等特性，通过胶粘剂粘贴在结构构件表面，提高结构承载能力和延性。适用于各种混凝土结构构件加固，尤其适用于对结构自重和外观要求高的场合。

施工步骤包括表面处理、涂刷底胶、粘贴碳纤维布、涂刷面胶。表面处理要求与粘贴钢板加固法类似，需保证构件表面平整清洁。底胶提高构件表面与胶粘剂粘结力，涂刷要均匀。粘贴碳纤维布要注意铺设方向和搭接长度，确保与构件表面紧密结合。面胶保护碳纤维布，防止受外界环境损伤。

该方法具有重量轻、强度高、耐腐蚀、施工方便等优点，不增加结构自重，对建筑使用空间和外观影响小，耐久性好，能在恶劣环境长期使用。但对施工工艺要求高，胶粘剂质量和施工操作规范性直接影响加固效果。

（四）体外预应力加固法

体外预应力加固法是通过在结构体外设置预应力筋，并对其施加预应力，使结构产生反向内力，从而抵消部分外部荷载产生的内力，提高结构的承载能力和刚度。该方法适用于大跨度混凝土结构的加固，如桥梁、 Γ 房等。

施工时，首先需要设置预应力筋的锚固装置和转向装置，然后安装预应力筋，并进行张拉。张拉过程中要严格控制张拉力的大小和施加顺序，确保结构受力均匀。张拉完成后，对预应力筋进行防护处理，防止其受到腐蚀。

体外预应力加固法能够有效提高结构的抗裂性能和刚度，减少结构的变形。同时，该方法可以在不影响结构内部空间的情况下进行加固，对建筑的使用功能影响较小。但其施工技术较为复杂，对施工人员的专业水平要求较高，且预应力筋的锚固和防护是施工的关键环节，需要严格控制质量。

（五）增设构造柱加固法

增设构造柱是针对砌体结构抗震性能不足的常用加固手段，尤其适用于缺乏抗震构造措施的老旧建筑。通过在墙体交接处或关键部位增设钢筋混凝土构造柱，可增强结构的整体性和抗侧移能力，有效传递地震荷载。

例如某 3 层砖混建筑建于 70 年代，因当时设计规范对 seismic 要求较低，改造前经检测发现墙体交接处未设置构造柱，结构整体性差， 震构造要 设计规范在纵横墙交接处、楼梯间四角等关键位置增设构造柱 的竖向钢筋并与基础可靠连接；然后将柱的水平钢筋（拉结筋）伸入墙身和圈梁内 靠锚固，确保构造柱与墙体、圈梁形成整体受力体系；最后支模浇筑混凝土， 使新增构 原结构 工作，显著提升了建筑的抗震整体性和抗倒塌能力。

四、结构抗震加固技术的发展趋势

（一）智能化加固技术的应用

随着信息技术的飞速发展，智能化技术在结构抗震加固领域的应用成为必然趋势。智能化加固技术能够实现对结构的实时监测、智能分析和自动响应，提高结构的抗震性能和安全性。

智能传感器的应用是智能化加固技术的重要组成部分。通过在结构构件中植入智能传感器，可以实时监测结构的应变、位移、振动等参数，及时掌握结构的受力状态和损伤情况。将监测数据传输到数据处理中心，利用大数据分析和人工智能技术对数据进行处理和分析，能够预测结构的承载能力和使用寿命，为加固方案的优化和调整提供依据。

智能材料的研发和应用也为智能化加固技术的发展提供了支撑。形状记忆合金、压电材料等智能材料具有独特的物理性能，能够在外界刺激下发生形状或性能的改变。将这些智能材料应用于结构加固中，可以实现结构的自修复、自感知和自适应。例如，利用形状记忆合金的形状记忆效应，在结构发生损伤时，通过加热使其恢复原状，从而修复结构的损伤。

（二）绿色环保加固材料的研发与应用

在可持续发展理念的推动下，绿色环保成为结构抗震加固技术发展的重要方向。绿色环保加固材料应具有环保、节能、可再生等特点，在生产、使用和废弃过程中对环境的影响较小。

新型绿色加固材料的研发是重点。例如，研发以工业废渣、农业废弃物等为原料的加固材料，实现废弃物的资源化利用，减少对天然资源的消耗。同时，开发具有良好节能性能的加固材料，如保温隔热性能好的复合材料，在提高结构抗震性能的同时，降低建筑的能耗。

在加固施工过程中，也应注重绿色环保。采用环保型的胶粘剂和施工工艺，减少施工过程中有害气体、粉尘等污染物的排放。加强对施工废弃物的回收和利用，实现施工过程的节能减排。

（三）新型加固技术的创新与推广

为了满足不同建筑结构的加固需求，新型加固技术的创新与推广至关重要。组合加固技术是将两种或两种以上的加固方法结合起来使用，充分发挥各种方法的优势，提高加固效果。例如，将粘贴钢板加固法与碳纤维布加固法结合使用，可以同时提高结构的承载能力和延性。

适用于复杂结构和特殊环境的加固技术也在不断研发。随着建筑结构形式的日益复杂，如大跨度、高耸、异形结构等，对加固技术提出了更高的要求。针对这些复杂结构，需要研发专门的加固技术和施工工艺，确保加固效果。同时，在一些特殊环境下，如高温、高湿、强腐蚀环境，也需要开发相应的加固技术，以适应环境的要求。

加强新型加固技术的推广应用，需要建立完善的技术标准和规范。通过开展技术培训和交流活动，提高工程技术人员对新型技术的认识和掌握水平，促进新型技术在实际工程中的应用。

五、结语

结构抗震加固技术对保障建筑安全、减轻地震损失至关重要。分析其应用现状，可知既有建筑抗震加固必要且当前技术应用存在问题，这为后续工作指明方向。

结构抗震加固需遵循安全、经济、适用、耐久原则，依建筑情况选合适加固技术与方案。增大截面、粘贴

钢板、碳纤维布、体外预应力等常用加固技术各有特点和适用范围，应用时应合理选择。未来，结构抗震加固技术向智能化、绿色化、创新化发展。智能化技术可实时监测和智能响应，提升结构

安全性；绿色环保材料研发应用符合可持续发展要求；新型加固技术创新推广能为不同建筑提供更有效方案。

身为多年从事结构抗震加固工作的从业者，应不断学习新技术、新方法，提升专业水平，为推动该技术发展贡献力量。相信在行业同仁共同努力下，结构抗震加固技术将不断完善进步，为建筑行业安全发展提供坚实保障。

参考文献：

[1] 胡蓓芳 . 结构加固技术在房屋建筑施工中的应用研究 [A] 人工智能与经济工程发展学术研讨会论文集（一）[C]. 重庆市大数据和人工智能产业协会, 重庆市大数据和人工智能产业协会, 2025: 4.

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