既有建筑结构加固改造与性能提升现状与发展

肖从真; 李建辉; 马天怡; 魏越; 巫振弘; 乔保娟

doi:10.3724/j.gyjzG23120812

既有建筑结构加固改造与性能提升现状与发展

doi: 10.3724/j.gyjzG23120812

中国建筑科学研究院有限公司, 北京 100013

基金项目:

北京市自然科学基金项目(8212019)。

详细信息

作者简介:
肖从真,男,1967年出生,博士,研究员,主要从事高层建筑结构的研究。

通讯作者:
李建辉,主要从事高层建筑结构的研究,lijh@cabr-design.com。

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出版历程
- 收稿日期: 2023-12-08
- 网络出版日期: 2024-02-27

Current Situation and Development of Retrofitting and Performance Improvement for Existing Building Structures

China Academy of Building Research, Beijing 100013, China

摘要

摘要: 我国城市发展已经从增量规划转向存量规划,以高质量发展为目标的既有建筑结构加固改造与性能提升将成为当前甚至相当长时期内建筑领域的主要工作。文章介绍了既有建筑结构从加固改造到性能提升的发展历程,从安全性和抗震性能鉴定、加固改造与性能提升技术、韧性评价三个方面系统阐述了国内外关于既有建筑结构改造的最新研究成果,并指出了既有建筑结构安全性和抗震性能鉴定中存在的技术问题。最后,对未来既有建筑结构加固改造与性能提升未来发展方向做出了展望。
- 既有建筑 /
- 加固改造 /
- 性能提升 /
- 鉴定 /
- 韧性评价 /
- 技术问题 /
- 展望
Abstract: China′s urban development has shifted from incremental planning to inventory planning. With the goal of high quality development, retrofitting and performance improvement for existing building structures have become the main task of building sector at present or even for a quite long time. The paper introduced the developmet process from retrofitting to performance improvement of existing building structures, systematically expounded the latest research results of existing building structure reconstruction at home and abroad from three aspects: safety and seismic performance appraisal, retrofitting and performance improvement technology, and resilience evaluation. Moreover, the technical problems existing in the safety and seismic performance evaluation of existing building structures were pointed out. Finally, the future development of retrofitting and performance improvement for existing building structures was prospected.
- existing building /
- retrofitting /
- performance improvement /
- appraisal /
- resilience evaluation /
- technical problem /
- prospect

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参考文献(119)

[1]	宋春华. 关注新趋势开创城市更新新局面[J]. 工程建设标准化, 2022(12): 15-23.
[2]	中国日报网. 全国住房和城乡建设工作会议在京召开[EB/ OL]. [2023-01-17] https://cn.chinadaily.com.cn/a/202301/17/WS63c66049a3102ada8b22bb8d.html.
[3]	程绍革. 中国建筑抗震鉴定加固五十年[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2018.
[4]	中华人民共和国住房和城乡建设部. 建筑抗震鉴定标准: GB 50023—2009[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2009.
[5]	中华人民共和国住房和城乡建设部. 建筑抗震加固技术规程: JGJ 116—2009[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2009.
[6]	中华人民共和国住房和城乡建设部. 既有建筑鉴定与加固通用规范: GB 55021—2021[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2021.
[7]	中华人民共和国住房和城乡建设部. 既有建筑维护与改造通用规范: GB 55022—2021[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2021.
[8]	许溶烈, 陈明中, 黄坤耀. 既有建筑综合改造的社会需求与发展前景[J]. 建筑结构, 2008(5): 120-125.
[9]	王俊, 李晓萍, 李洪凤. 既有公共建筑综合改造的政策机制、标准规范、典型案例和发展趋势[J]. 建设科技, 2017(11): 12-15.
[10]	王俊. 我国既有公共建筑综合性能提升与改造的思考[J]. 建筑, 2020(17): 12-15.
[11]	城乡建设环境保护部. 房屋完损等级评价标准[S]. 北京: 1985.
[12]	王金鹏. 既有房屋安全鉴定方法研究[D]. 北京: 中国地质大学(北京), 2019.
[13]	岳清瑞, 幸坤涛, 惠云玲. GB 50144《工业建筑可靠性鉴定标准》(报批稿)的修订及主要内容[J]. 工业建筑, 2016, 46(11): 152-156 +167.
[14]	国家质量技术监督局. 民用建筑可靠性鉴定标准: GB 50292—1999[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 1999.
[15]	中华人民共和国住房和城乡建设部. 民用建筑可靠性鉴定标准: GB 50292—2015[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2015.
[16]	罗开海, 黄世敏. 我国抗震防灾技术标准的发展进程与展望[J]. 建筑科学, 2018, 34(9): 18-25.
[17]	中华人民共和国住房和城乡建设部. 建筑结构可靠性设计统一标准: GB 50068—2018[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2018.
[18]	程绍革. 大型公共建筑加固改造若干问题的思考[J]. 建筑结构, 2021, 51(17): 91-97.
[19]	罗张飞. 既有结构安全性评定的通用方法[D]. 西安: 西安建筑科技大学, 2016.
[20]	程绍革. 通用规范实施后既有建筑鉴定的几点思考[J/OL]. 建筑结构, 2023. [2023-12-08]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/11. 2833.tu.20230105.1051.002.html.
[21]	刘立渠, 彭立新, 赵振红, 等. 基于可靠指标对既有建筑结构安全性鉴定中分项系数的调整研究[J/OL]. 建筑结构学报, 2023. [2023-12-08]. https://doi.org/10. 14006/j.jzjgxb.2022.0863.
[22]	周希茂, 苏三庆, 赵明, 等. 增大截面法加固钢筋混凝土框架的设计与展望[J]. 世界地震工程, 2009, 25(1): 153-158.
[23]	李红, 刘胜春. 增大截面法加固钢筋混凝土构件的正截面承载力研究[J]. 北京交通大学学报, 2015, 39(4): 96-100.
[24]	黄炎生, 宋欢艺, 蔡健. 钢筋混凝土偏心受压构件增大截面加固后可靠度分析[J]. 工程力学, 2010, 27(8): 146-151.
[25]	杨斌, 安关峰, 单成林. 增大截面加固受弯构件的正截面承载力计算方法[J]. 公路交通科技, 2015, 32(6): 81-88.
[26]	杨斌, 陈世宏. 增大截面加固受弯构件的斜截面抗剪承载力计算方法[J]. 公路交通科技, 2016, 33(8): 99-105.
[27]	陆超超, 王铁成, 赵海龙, 等. 增大截面法加固低配箍率钢筋混凝土柱抗震性能试验研究[J]. 工程抗震与加固改造, 2015, 37(6): 23-30.
[28]	杨建江, 张运祥. 增大截面加固后钢筋混凝土轴心受压柱的可靠度研究[J]. 工程抗震与加固改造, 2014, 36(6): 100-107.
[29]	刘利先, 时旭东, 过镇海. 增大截面法加固高温损伤混凝土柱的试验研究[J]. 工程力学, 2003, 20(5): 18-23.
[30]	刘利先, 时旭东, 过镇海. 增大截面法加固高温损伤钢筋混凝土压弯构件承载力和变形的计算[J]. 工业建筑, 2005(增刊1): 881-885.
[31]	黄建锋, 朱春明, 龚治国, 等. 增大截面法加固震损钢筋混凝土框架的抗震性能试验研究[J]. 土木工程学报, 2012, 45(12): 9-17.
[32]	许成祥, 彭威, 许凯龙. 震损混凝土框架结构加固修复研究现状及展望[J]. 长江大学学报(自然版)理工上旬刊, 2014, 11(2): 68-71.
[33]	李金波, 贡金鑫, 王利欢. 增大截面和碳纤维布包裹复合加固锈蚀钢筋混凝土柱的抗震性能研究[J]. 土木工程学报, 2009, 42(4): 17-26.
[34]	褚云朋, 贾彬, 姚勇, 等. 增大截面法加固损伤混凝土板试验研究[J]. 建筑科学, 2015, 31(9): 70-75.
[35]	卢春玲, 欧阳康, 王强. UHPC加固混凝土圆柱轴压性能试验研究[J]. 建筑科学, 2023, 39(3): 108-117.
[36]	潘志宏, 李爱群. 基于纤维模型的外粘型钢加固混凝土柱静力弹塑性分析[J]. 东南大学学报(自然科学版), 2009, 39(3): 552-556.
[37]	卢哲安, 符晶华. 外粘型钢加固钢筋混凝土梁受力机理试验研究[J]. 武汉理工大学学报, 2001(9): 40-43.
[38]	屈大梁, 侯发亮. 粘钢加固技术的研究状况及展望[J]. 武汉水利电力学院学报, 1992(6): 581-585.
[39]	童光兵, 卢亦焱. 钢筋混凝土梁粘钢加固承载力设计分析[J]. 特种结构, 2004(1): 59-61.
[40]	陆洲导, 王李果, 那杰. 型钢-混凝土组合梁在改造加固中的试验研究[J]. 工业建筑, 2000(2): 1-3+7.
[41]	卢亦焱. 外套钢管混凝土加固RC柱技术研究进展[J]. 建筑结构学报, 2021, 42(12): 90-100.
[42]	许成祥, 马作涛, 王辰飞, 等. 外包角钢加固震损型钢混凝土节点试验研究[J]. 广西大学学报(自然科学版), 2018, 43(2): 631-640.
[43]	马乐为, 刘瑛, 周小真, 等. 钢筋混凝土框架中节点粘钢加固抗震性能试验研究[J]. 西安建筑科技大学学报, 1996(04): 62-66.
[44]	彭述权, 樊玲. 粘钢与碳纤维布加固框架中节点对比试验研究[J]. 武汉理工大学学报, 2007, 29(11): 108-111.
[45]	余琼, 陆洲导. 粘钢加固框架节点与碳纤维加固框架节点方法探讨[J]. 工业建筑, 2003, 33(12): 77-80.
[46]	高轩能, 周期源, 陈明华. 粘钢加固RC梁承载性能的理论和试验研究[J]. 土木工程学报, 2006, 39(8): 38-44.
[47]	张敬书, 潘宝玉. 现行抗震加固方法及发展趋势[J]. 工程抗震与加固改造, 2005, 27(1): 56-62.
[48]	曹双寅, 孙永新, 朱海峰, 等. 粘钢加固梁粘结锚固性能的试验研究及建议[J]. 工业建筑, 2000, 30(2): 4-7.
[49]	刘祖华, 朱伯龙. 粘钢加固混凝土梁的解析分析[J]. 同济大学学报(自然科学版), 1994(1): 21-26.
[50]	张继文, 吕志涛, 滕锦光, 等. 外部粘贴碳纤维或钢板加固梁中粘结界面应力分析[J]. 工业建筑, 2001, 31(6): 1-4 , 33.
[51]	曹双寅, 孙永新, 朱海峰, 等. 粘钢加固钢筋混凝土梁斜截面承载能力的试验研究[J]. 建筑结构, 2000, 30(8): 45-48.
[52]	黄勤, 朱茂法, 张建荣, 等. 粘钢加固钢筋混凝土梁的受力机理[J]. 结构工程师, 1996(4): 24-29.
[53]	刘艳军, 肖贵泽. 混凝土框架节点粘钢加固及抗剪承载力计算[J]. 武汉理工大学学报, 2003, 25(3): 36-39.
[54]	高丹盈, 王廷彦, 何亚军. 碳纤维布加固钢筋混凝土短梁受弯试验及承载力计算[J]. 建筑结构学报, 2017, 38(11): 122-131.
[55]	吴刚, 魏洋, 吴智深, 等. 玄武岩纤维与碳纤维加固混凝土矩形柱抗震性能比较研究[J]. 工业建筑, 2007, 37(6): 14-18 , 69.
[56]	刘相. 碳纤维布加固损伤混凝土梁抗弯性能试验研究[J]. 工程抗震与加固改造, 2016, 38(4): 114-120 , 86.
[57]	潘毅, 胡文豪, 郭瑞, 等. 碳纤维增强复合网格-聚合物水泥砂浆加固RC梁的抗弯性能试验研究[J]. 建筑结构学报, 2020, 41(4): 119-128.
[58]	褚少辉, 赵士永, 赵存宝. 碳纤维布加固砌体墙有限元分析[J]. 工程抗震与加固改造, 2017, 39(1): 122-127.
[59]	吴刚, 安琳, 吕志涛. 碳纤维布用于钢筋混凝土梁抗弯加固的试验研究[J]. 建筑结构, 2000, 30(7): 3-6 , 10.
[60]	叶列平, 崔卫, 岳清瑞. 碳纤维布加固混凝土构件正截面受弯承载力分析[J]. 建筑结构, 2001, 31(3): 3-5 , 12.
[61]	代岩, 赵均海, 张常光. CFRP和角钢复合加固钢管混凝土叠合柱轴心受压承载力分析[J]. 建筑结构, 2018, 48(17): 96-103.
[62]	吴刚, 安琳, 吕志涛. 碳纤维布用于钢筋混凝土梁抗剪加固的试验研究[J]. 建筑结构, 2000, 30(7): 16-20 , 51.
[63]	叶列平, 赵树红, 李全旺, 等. 碳纤维布加固混凝土柱的斜截面受剪承载力计算[J]. 建筑结构学报, 2000, 21(2): 59-67.
[64]	杨勇新, 岳清瑞, 胡云昌. 碳纤维布与混凝土粘结性能的试验研究[J]. 建筑结构学报, 2001, 22(3): 36-42.
[65]	王文炜, 赵国藩, 黄承逵, 等. 碳纤维布加固已承受荷载的钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究及抗弯承载力计算[J]. 工程力学, 2004, 21(4): 172-178.
[66]	胡孔国, 陈小兵, 岳清瑞, 等. 考虑二次受力碳纤维布加固混凝土构件正截面承载力计算[J]. 建筑结构, 2001(7): 63-65.
[67]	赵彤, 刘明国, 谢剑. 碳纤维布用于改善斜向受力高强混凝土柱抗震性能的研究[J]. 土木工程学报, 2002, 35(3): 13-19.
[68]	赵海东, 赵鸣, 张誉. 碳纤维布加固钢筋混凝土圆柱的轴心受压试验研究[J]. 建筑结构, 2000, 30(7): 26-30.
[69]	张轲, 岳清瑞, 叶列平, 等. 碳纤维布加固混凝土柱改善延性的试验研究[J]. 工业建筑, 2000, 30(2): 16-19.
[70]	刘航, 兰春光, 华少锋, 等. 多层砖砌体建筑预应力抗震加固新技术研究进展[J]. 建筑结构, 2016, 46(5): 67-74.
[71]	张蔚, 李爱群, 姚秋来, 等. 高强钢绞线网-聚合物砂浆抗震加固既有建筑砖墙体试验研究[J]. 建筑结构学报, 2009, 30(4): 55-60.
[72]	聂建国, 陶巍, 张天申. 预应力高强不锈钢绞线网-高性能砂浆抗弯加固试验研究[J]. 土木工程学报, 2007, 40(8): 1-7.
[73]	郭俊平, 邓宗才, 卢海波, 等. 预应力钢绞线网加固钢筋混凝土柱恢复力模型研究[J]. 工程力学, 2014, 31(5): 109-119.
[74]	林于东, 宗周红, 林秋峰. 高强钢绞线网-聚合物砂浆加固混凝土及预应力混凝土梁的抗弯性能试验研究[J]. 工程力学, 2012, 29(9): 141-149.
[75]	曹忠民, 李爱群, 王亚勇, 等. 高强钢绞线网-聚合物砂浆抗震加固框架梁柱节点的试验研究[J]. 建筑结构学报, 2006, 27(4): 10-15.
[76]	高丹盈, 房栋, 祝玉斌. 体外预应力FRP筋加固混凝土单向板抗裂及刚度计算方法[J]. 土木工程学报, 2015, 48(3): 34- 41.
[77]	王新玲, 赵要康, 王利超, 等. 高强钢绞线网/ECC加固RC柱小偏心受压性能研究[J]. 建筑材料学报, 2023, 26(1): 29-36.
[78]	郭俊平, 邓宗才, 林劲松, 等. 预应力钢绞线网加固混凝土圆柱的轴压性能[J]. 工程力学, 2014, 31(3): 129-137.
[79]	周云, 商城豪, 张超. 消能减震技术研究与应用进展[J]. 建筑结构, 2019, 49(19): 33-48.
[80]	马晨光. 防屈曲单斜支撑加固钢筋混凝土框架抗震性能试验研究[D]. 西安: 西安建筑科技大学, 2016.
[81]	高向宇, 李自强, 李建勤, 等. 用外贴BRB减震框架加固既有混凝土结构的研究[J]. 工程力学, 2014, 31(8): 116-125 , 153.
[82]	谢强, 赵亮. 屈曲约束支撑的研究进展及其在结构抗震加固中的应用[J]. 地震工程与工程振动, 2006, 26(3): 100-103.
[83]	黄海涛, 高向宇, 李自强, 等. 用附加防屈曲支撑钢筋混凝土框架加固既有钢筋混凝土框架抗震性能试验研究[J]. 建筑结构学报, 2013, 34(12): 52-61.
[84]	张超, 黄炜元, 徐昕, 等. 扇形铅黏弹性阻尼器综合设计及加固框架抗震性能分析[J]. 建筑结构学报, 2018, 39(增刊1): 87-92.
[85]	程选生, 贾传胜, 杜修力. 消能减震技术在结构抗震加固改造中的应用[J]. 土木工程学报, 2012, 45(增刊1): 253-257.
[86]	吴波, 李惠, 林立岩, 等. 东北某政府大楼采用摩擦阻尼器进行抗震加固的研究[J]. 建筑结构学报, 1998(5): 28-36.
[87]	王亚勇, 薛彦涛, 欧进萍, 等. 北京饭店等重要建筑的消能减振抗震加固设计方法[J]. 建筑结构学报, 2001(2): 35-39.
[88]	翁大根, 张超, 吕西林, 等. 附加黏滞阻尼器减震结构实用设计方法研究[J]. 振动与冲击, 2012, 31(21): 80-88.
[89]	巫振弘, 薛彦涛, 王翠坤, 等. 多遇地震作用下消能减震结构附加阻尼比计算方法[J]. 建筑结构学报, 2013, 34(12): 19-25.
[90]	薛彦涛, 程小燕. 建筑消能减震加固技术规程介绍[J]. 工程抗震与加固改造, 2020, 42(6): 30-40.
[91]	翁大根, 张瑞甫, 张世明, 等. 基于性能和需求的消能减震设计方法在震后框架结构加固中的应用[J]. 建筑结构学报, 2010, 31(增刊2): 66-75.
[92]	吴应雄, 黄净, 林树枝, 等. 建筑隔震构造设计与应用现状[J]. 土木工程学报, 2018, 51(2): 62-73.
[93]	张亚飞, 刘德稳, 李利平, 等. 云南鲁甸某既有框架结构在长周期地震动作用下隔减震加固研究[J]. 工程抗震与加固改造, 2020, 42(5): 148-154.
[94]	梁佶, 文兴红, 杨铭钊, 等. 昆明某老建筑的隔震加固设计[J]. 工程抗震与加固改造, 2019, 41(1): 132-136 , 131.
[95]	张亚英, 魏平, 王里. 隔震技术在砖砌体结构加固工程中的应用[J]. 工程抗震与加固改造, 2012, 34(5): 102-105.
[96]	张鑫, 刘涛, 董华. 济南历史建筑平移保护与加固改造[J]. 工业建筑, 2010(增刊1): 920-925.
[97]	潘鹏, 曹海韵, 齐玉军, 等. 底部薄弱层结构的柱顶隔震加固改造设计[J]. 工程抗震与加固改造, 2009, 31(6): 69-73.
[98]	董军, 宋玮, 练剑峰, 等. 震损底框房屋层间隔震加固设计及性能分析[J]. 工程抗震与加固改造, 2011, 33(4): 85-93.
[99]	曲哲, 和田章, 叶列平. 摇摆墙在框架结构抗震加固中的应用[J]. 建筑结构学报, 2011, 32(9): 11-19.
[100]	曲哲, 叶列平. 附加子结构抗震加固方法及其在日本的应用[J]. 建筑结构, 2010, 40(5): 55-58.
[101]	邵铁峰, 陈以一. 采用耗能角钢连接的部件可更换梁试验研究[J]. 建筑结构学报, 2016, 37(7): 38-45.
[102]	吕西林, 武大洋, 周颖. 可恢复功能防震结构研究进展[J]. 建筑结构学报, 2019, 40(2): 1-15.
[103]	张浩, 连鸣, 苏明周, 等. 带可更换低屈服点耗能梁段-端板连接的钢框筒结构抗震性能试验研究[J]. 土木工程学报, 2020, 53(7): 28-42.
[104]	刘阳, 郭子雄, 贾磊鹏, 等.震损可更换组合柱抗震性能试验研究[J]. 建筑结构学报, 2020, 41(7): 45-54.
[105]	吕英婷, 郭子雄, 黄婷婷, 等. 装配式震损可更换组合柱抗震性能试验研究[J]. 土木工程学报, 2020, 53(4): 1-10.
[106]	潘钦锋, 张鹏起, 颜桂云, 等. 装配式可更换钢制耗能连接节点抗震性能试验研究[J/OL]. 工业建筑. [2023-12-08]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2068.TU.20230707.1454.002.html.
[107]	颜桂云, 余勇胜, 吴应雄, 等. 可恢复功能预制装配式损伤可控钢质节点抗震性能试验研究[J]. 土木工程学报, 2021, 54(8): 87-100.
[108]	王浩祚, 蒋欢军. 带新型可更换墙脚部件剪力墙的抗震性能分析[J]. 西安建筑科技大学学报(自然科学版), 2023, 55(2): 159-165.
[109]	董晓微, 程小卫, 李易, 等. 带可更换脚部件装配式剪力墙压弯数值研究[J]. 工程力学, 2023, 40(增刊1): 81-91.
[110]	王涛. 建筑抗震韧性评价研究进展[J]. 城市与减灾, 2021, (4): 33-38.
[111]	DEIERLEIN G G, KRAWINKLER H, CORNELL C A. A framework for performance-based earthquake engineering [C]//Proceedings of the 2003 Pacific Conference on Earthquake Engineering. Christchurch. New Zealand: 2003.
[112]	FEMA. Seismic performance assessment of buildings: volume 1: Methodology: FEMA P-58-1[S]. Washington DC: Federal Emergency Management Agency, 2018.
[113]	FEMA. Performance assessment calculation tool[EB/OL]. [2021- 11-08]. http://femap58.atcouncil.org/pact.
[114]	ALMUFTI I, WILLFORD M. REDiTM rating system: resilience- based earthquake design initiative for the next generation of buildings[R]. Arup Co., 2013.
[115]	U.S. Resiliency Council. Rating building performance in natural disasters[EB/OL]. [2021-11-08]. https://www.usrc.org/usrc-rating-system.
[116]	国家市场监督管理总局. 建筑抗震韧性评价标准: GB/T 38591—2020[S]. 北京: 中国标准出版社, 2020.
[117]	潘鹏. 建筑抗震韧性评价系统[EB/OL]. [2021-11-08]. http://kangzhenhulian.com.
[118]	T Y YANG, J MOEHLE, and B STOJADINOVIC, et al.Seismic performance evaluation of facilities: methodology and implementation [J], Journal of Structural Engineering 135, 1011461154(2009).
[119]	乔保娟, 肖从真, 杨志勇. 基于构件损伤状态的复杂建筑抗震韧性评价方法研究[J]. 工程力学, 2023, 40(11): 21-30.