建筑抗震加固技術范文

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建筑抗震加固技術

篇1

關鍵詞:消能減震,抗震加固,消能器

中圖分類號:C35文獻標識碼: A

前言

近年來,世界各地大地震頻發(fā),造成了大量的人員傷亡和巨大經(jīng)濟損失。震后大量建筑物在評估后需要按照新的設防標準進行加固。傳統(tǒng)的加固措施工期長,施工面大,同時會對原結(jié)構(gòu)造成一定損傷,已不適用。而國內(nèi)外專家對消能減震技術研究的不斷進步,使得這一技術在建筑結(jié)構(gòu)設計和建筑抗震加固方面的應用得到了推廣。我國也于2013年6月了《建筑消能減震技術規(guī)程》,為這一技術在建筑工程領域的應用提供了依據(jù)。

一、消能減震技術的概念

消能減震技術是指在結(jié)構(gòu)中某些部位設置耗能原件,耗能原件在結(jié)構(gòu)震動變形時發(fā)生滯形耗散能量,從而減小結(jié)構(gòu)構(gòu)件耗散的能量,減小結(jié)構(gòu)的震動變形,保證結(jié)構(gòu)在風荷載作用下的舒適度并降低地震作用對結(jié)構(gòu)的破壞。

二、消能器的分類

消能減震結(jié)構(gòu)中附加的耗能原件或裝置一般統(tǒng)稱為效能器。根據(jù)附加效能器耗能機理的不同,可分為速度相關型和位移相關型消能器兩大類:

1、速度相關型消能器通常分為粘滯消能器和粘彈性消能器,在地震往復作用下利用其粘滯和粘彈材料的特性來耗散地震能量,消能器耗散的地震能量與消能器變形的速度相關;這類消能器的優(yōu)點是:消能器從小振幅到大振幅都可以產(chǎn)生阻尼耗能作用,但其阻尼力的大小往往與溫度相關。此外,這種消能器的制作要求精密加工,使用過程中需要必要的維護,且一般價格較高。

2、位移相關型消能器通常用塑性變形性能好的材料制成,在地震往復作用下通過其良好的塑性滯回耗能能力來耗散地震能量,消能器耗散的地震能量與消能器變形相關。常用的位移相關型消能器有軟鋼剪切消能器、金屬彎曲消能器、屈曲約束支撐、鉛消能器和摩擦型消能器。

三、消能減震技術的應用

消能減震技術具有廣闊的應用范圍,既適用于新建工程,又適用于已有建筑物的抗震加固、改良;既適用于普通的建筑結(jié)構(gòu),如住宅、辦公樓等,又適用于抗震生命線工程。消能減震技術被提出以來,在北美以及日本地區(qū)發(fā)展較為迅速,已經(jīng)有很多實際工程應用。

墨西哥城的Izazaga38號大樓在墨西哥城大地震中受到破壞,采用傳統(tǒng)的方法加固以后,在1986年的地震中再次遭到破壞,最后設計人員采用金屬屈服阻尼器進行加固。加固后的結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度增加,在地震作用下層間位移減小40%。同時由于在地震作用下金屬阻尼器屈服耗能,結(jié)構(gòu)的基底剪力基本保持不變。

紐約世貿(mào)中心采用了粘彈性消能器,消能器被安裝在樓板支撐桁架下弦桿與外墻柱之間。整個大樓安裝了10000個消能器,為大樓提供了約3%的附加阻尼比,使得結(jié)構(gòu)在颶風作用下保持了較好的舒適度,同時增強了結(jié)構(gòu)的抗震能力。

日本一座54層鋼結(jié)構(gòu)建筑,結(jié)構(gòu)總高為216米。在經(jīng)歷了2004日本新縣中越地震后,采用有阻尼器進行了加固,使其阻尼比從原來的1.3%提高到2.7%。在超高層鋼結(jié)構(gòu)中,這是一個較高的結(jié)構(gòu)阻尼比。設置阻尼器后結(jié)構(gòu)最大頂層位移將顯著下降,計算分析表明,無阻尼器的結(jié)構(gòu)最大頂層位移為698mm,而安裝阻尼器后結(jié)構(gòu)最大頂層位移為545mm,減小了22.2%加固后的結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了2011年東日本9.0級大地震,在地震中該結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出良好的性能。

近年來,國內(nèi)也有一系列建筑采用了消能減震技術。

北京通用時代廣場工程是國內(nèi)第一個應用自主研發(fā)的屈曲約束支撐結(jié)構(gòu)。該屈曲約束支撐由剛內(nèi)核芯材與鋼筋混凝土約束外殼組成,于2005年完工,一共安裝了350個屈曲約束支撐。

潮汕星河大廈,地下一層,地上主樓原設計22層,裙樓四層。主體結(jié)構(gòu)采用框架核心筒結(jié)構(gòu),外框架為鋼管混凝土柱,核心筒為鋼筋混凝土剪力墻,建筑占地面積1495.24m2,總建筑面積超過20000m2.在施工過程中,業(yè)主要求增加三層,為了是加層后的結(jié)構(gòu)滿足抗震設計要求安裝了28組鉛粘彈性消能器。安裝消能器之后,在地震作用下,結(jié)構(gòu)的頂點位移和層間位移角均滿足規(guī)范要求。

都江堰市北街小學外國語學院藝術中心大樓汶川地震后的加固工程,若采用傳統(tǒng)的增大截面法加固,其第一層柱及二到四層的部分柱均需增大截面,導致第一層梁及二三層部分梁需增大截面,四層梁需增大配筋,工程量較大。而實際采用的整體上加消能減震,局部加固受損的構(gòu)件和節(jié)點的加固策略,減少了對原結(jié)構(gòu)的破壞,降低了施工難度。

四川省都江堰中學消能減震加固工程,設防烈度由7度0.10g升至8度0.20g,建筑面積:60000m2;該??蚣芙Y(jié)構(gòu)的建筑均全面采用消能減震方式加固,其“工期短、造價低、建筑空間影響小”等優(yōu)勢得到充分體現(xiàn)。2010年6月至8月約六萬平方米的校舍在80多天工期內(nèi)順利竣工,近5000名師生在2010年9月1日按時開學。該項目為目前全球最大規(guī)模集中采用消能減震加固的單項工程。

結(jié)束語

綜上所述,消能減震技術與傳統(tǒng)的抗震加固方法相比有一系列優(yōu)越性:(1)消能構(gòu)件具有極大的消能能力,在強地震中能率先消耗結(jié)構(gòu)的地震能量,迅速衰減結(jié)構(gòu)的地震反應,并保護主體結(jié)構(gòu)和構(gòu)件免遭損壞,確保結(jié)構(gòu)和建筑內(nèi)的重要設備、儀器的安全。

(2)消能減震結(jié)構(gòu)通過“柔性消能”的途徑以減少結(jié)構(gòu)地震反應,在減少剪力墻的設置、構(gòu)造斷面、配筋的同時,還能大大提高抗震安全度,并且其造價比傳統(tǒng)的抗震加固方法節(jié)省10%~60%

(3)震后易于修復或更換,使建筑結(jié)構(gòu)物迅速恢復使用

基于以上的優(yōu)越性,采用消能減震技術是目前最好的選擇,它可以在提高結(jié)構(gòu)抗震安全性的前提下大大減少加固的工作量,從而得到較好的經(jīng)濟效益和很好的社會效益。

參考文獻

[1] GB 50011-2010.建筑抗震設計規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010.

[2]JGJ 297-2013.建筑消能減震技術規(guī)程[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2013

篇2

關鍵詞:建筑;砌體結(jié)構(gòu);抗震;加固;技術

Abstract: China is earthquake-prone countries, since the earthquake caused serious harm to the human environment, so the seismic earthquake engineering structure is the primary field of earthquake disaster prevention. In China, civil construction, accounting for the main building structure for the masonry structure, it is still in a longer period of time is widely used in civil buildings, therefore in the field of building seismic strengthening, there are a lot of disaster prevention technology and method of seismic, seismic method of masonry structure building I have summed up a few points, in addition a special method, application of reinforcing method of masonry and seismic isolation technology.

Key words: construction; masonry structure; seismic; reinforcement; Technology

中圖分類號:TU352.1+1文獻標識碼:A文章編號:

前言

近年來,砌體結(jié)構(gòu)由于選材方便、施工簡單、工期短、造價低等特點,一直是我國多層住宅和多層小型公建使用最廣泛的一種建筑形式,在整個建筑工程中占80%以上。我國在地理位置上處于世界兩大地震帶之間,是世界大陸內(nèi)的一個最寬廣的淺源強震活動地區(qū),是多地震國,因此,做好建筑工程的抗震施工質(zhì)量控制,意義重大。

1、砌體抗震的幾個要點

汶川5.12大地震造成房屋大面積嚴重倒塌,但也有少數(shù)砌體結(jié)構(gòu)的房屋卻經(jīng)歷了高震級的考驗,這一方面說明現(xiàn)存砌體結(jié)構(gòu)房屋在設計和施工方面存在巨大缺陷,另一方面也說明砌體結(jié)構(gòu)經(jīng)過合理的設計和精心施工,也能夠抵抗較大震級的地震破壞能力。因而,此方法得到廣泛的應用,具體如下:

1)混合結(jié)構(gòu)內(nèi)外墻在每個樓層1400mm砌筑高度以上部位應同時咬槎砌筑,不得留直槎。上部不能同時砌筑而必須留置的臨時間斷處應砌成斜槎,斜槎長度必須不小于高度的2/3。

2)與構(gòu)造柱相鄰的磚墻應砌成馬牙槎,每一馬牙槎沿高度方向的尺寸不宜超過300mm。在墻體施工時,應根據(jù)馬牙槎的尺寸要求,從每層柱腳開始,先退后進,以保證柱腳為大截面。相鄰磚墻馬牙槎的最小間距必須滿足構(gòu)造的設計截面尺寸。

3)墻與構(gòu)造柱應沿墻高每500mm設置兩根Φ6水平拉接鋼筋聯(lián)結(jié),每邊伸入墻內(nèi)不應少于1000mm。后砌的非承重墻與承重墻交接處,除應在承重墻留陽槎外,還應沿墻高每500mm配置2根Φ6鋼筋互相拉結(jié),鋼筋伸入每邊墻內(nèi)的長度不應小于500mm。

4)構(gòu)造柱的縱向鋼筋搭接位置應從每層圈梁頂面開始。當混凝土等級為C20,鋼筋采用I級鋼筋時,搭接長度為35倍鋼筋直徑,采用I級鋼筋的末端應加彎鉤??v向鋼筋的混凝土保護層厚度為20mm。

5)構(gòu)造柱必須與圈梁聯(lián)結(jié),在柱與圈梁相交的節(jié)點處應適當加密柱的箍筋,加密范圍在圈梁上、下均不應小于I/6層高或500mm。箍筋間距不宜大于100mm。構(gòu)造柱的箍筋直徑均采用Φ6,箍筋端部應做135°彎鉤,彎鉤的平直長度不應小于60mm。

6)構(gòu)造柱和圈梁的混凝土強度等級宜為C20,其骨料的最大粒徑不大于20mm,混凝土的坍落度一般以50mm~70mm為宜。新老混凝土結(jié)合處須先用水沖洗潤濕,再輔以20mm~30mm厚的水泥砂漿,然后澆灌新的混凝土。

7)鋼筋混凝土圈梁的縱向鋼筋搭接長度和錨固長度均為35倍鋼筋直徑(C20混凝土,I級鋼筋)。采用I級鋼筋的末端應加彎鉤,混凝土保護層厚度為25mm。L形或T形圈梁在轉(zhuǎn)角處要按設計要求增設附加筋。

8)在澆灌構(gòu)造柱混凝士前,必須將磚砌體和模板澆水潤濕,并將模板內(nèi)的落灰、磚渣和其它雜物清除干凈。在砌墻時,應在各層柱底部(圈梁面上)以及該層二次澆灌段的下端位置留出兩皮磚的洞眼,以便清除模板內(nèi)雜物。清除完畢應立即封閉洞眼。

9)構(gòu)造柱的混凝土可分段澆灌,每段高度不宜大于2000mm或每層分兩次澆灌。在施工條件較好并能確保澆灌質(zhì)量時,亦可每層一次澆灌。澆灌構(gòu)造柱混凝土時宜用插入式振搗棒分層搗實。振搗棒應隨振隨拔,每次振搗層的厚度不得超過振搗棒有效長度的1.25倍。振搗時,切忌振搗棒直接觸碰墻身。

10)構(gòu)造柱從基礎到頂必須垂直,對準軸線,其層間錯位和垂直度必須小于規(guī)范要求的允許偏差。在逐層安裝模板之前,必須根據(jù)柱軸線隨時校正豎筋的位置和垂直度。

2、隔震技術的應用

通過把隔震消耗裝置(如橡膠隔震墊)安放在結(jié)構(gòu)底部和基礎或底部柱頂之間,把上部結(jié)構(gòu)和基礎隔開,如此就改變了結(jié)構(gòu)的動力特性和動力作用,明顯地減輕結(jié)構(gòu)的地震作用,達到“以柔克剛”的效果,這種抗震技術我們稱之隔震技術,它是國際上熱門的工程抗震新技術。隔震體系是有很大的垂直承載力(50T~2000T)及很大的垂直壓縮剛度,而其水平變形剛度較小(0.25kN/mm~1.8kN/mm),水平變位值限較大(10~50cm),因此具有足夠大的初始剛度,以抵抗風荷載和輕微地震,當強地震發(fā)生時,又能自由地柔性滑動,而變形過大時,剛度就回升,具有保護和限制作用。 下面分析隔震層的設計及相關要求:

2.1選取隔震裝置(隔震層橡膠隔震支座的布置和選?。r要考慮:①隔震裝置具有足夠的豎向承載力和水平變形能力,在發(fā)生大震時,可安全穩(wěn)定地支撐建筑物,不會出現(xiàn)失穩(wěn)破壞,能發(fā)揮隔震功能。橡膠隔震支座平均壓應力限值和拉應力的規(guī)定是隔震層設計的關鍵之一,隔震支座在永久荷載和可變荷載作用下組合的豎向平均壓應力設計值不應超過甲類建筑10MPa、乙類建筑12MPa、丙類建筑15MPa的限值。同時,隔震層中支座出現(xiàn)拉應力,意味著上部結(jié)構(gòu)存在傾覆危險,這對高層建筑結(jié)構(gòu)隔震尤為重要。②隔震層具有適當?shù)乃絼偠?,在強風作用下,隔震層具有足夠的初始剛度,在較大地震作用時,隔震層產(chǎn)生柔性變形,能大大減小水平地震作用。③隔震層的水平剛度中心宜與上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)心基本一致。④隔震裝置具有良好的自動復位功能。⑤隔震裝置具有足夠的豎向剛度。設計豎向荷載作用下,豎向位移被控制在允許值以下。⑥隔震裝置的剛度和阻尼具有較好的穩(wěn)定性,在可能出現(xiàn)的荷載和溫度變化以內(nèi),其變化較小。具有良好的耐久性、抗老化、抗疲勞、抗徐變等性能,在建筑物使用期內(nèi)能有效發(fā)揮隔震作用。⑦隔震結(jié)構(gòu)設計時,隔震層及隔震墊的受力和變形控制指標應滿足指定要求。

2.2隔震層位置宜設置在第一層以下部位,即在基礎的頂面、地下室頂板或二層樓面梁底位置。隔震層的平面布置應力求具有良好的對稱性,應設置在受力較大的位置,間距不宜過大。

2.3水平地震作用下隔震層的驗算應根據(jù)隔震層力學參數(shù),隔震層在小震時的等效剛度等效阻尼比,大震時的等效剛度、等效阻尼比,采用動力時程分析法,選用適合的計算模型和符合場地頻譜特征的實際地震波及符合抗震規(guī)范反應譜要求的人工模擬地震波,分別對隔震和不隔震結(jié)構(gòu)在多遇地震下和罕遇地震下的地震反應進行對比分析。

3、砌體結(jié)構(gòu)加固方法的應用

1)鋼筋混凝土外加層加固法,它特點是施藝是比較簡單的,同時其適應能力也是比較強的,而進行建筑砌體的抗震加固工作之后,它的承受能力也會有很大的提升,它是比較適合用在柱,又或者帶壁墻的加固工作中,但是它的現(xiàn)場工作的作業(yè)的時間比較長,這樣的話就會對居住者的生產(chǎn)及其生活產(chǎn)生了一定的影響作用,同時在這種情況下,進行加固工作之后的建筑物的凈空會下降。

2)鋼筋水泥砂槳外加層加固法,采用鋼筋水泥砂漿外加層加固的方法實際上就是指將建筑中需要進行加固工作的磚墻表面上的粉刷層除去之后,再在磚墻的兩個面設置小4到小8的一個鋼筋網(wǎng)片,其后再用水泥沙漿面層進行加固的一個方法。這個方法也是復合截面的一種加固的方法。它的特點與鋼筋混凝土外加層的加固方法是比較相似的,可是它的提高承受能力比不上鋼筋混凝土外加層的加固方法,它比較適合運用在對建筑砌體墻的進行的加固工作,而有的時候也會在鋼筋混凝土外加層加固帶壁柱墻的時候兩邊的穿墻箍筋的封鎖被采用。

3)預應力撐桿的加固方法。這個方法可以比較好地提升建筑砌體柱的承受能力,同時它的加固結(jié)果也是比較可靠的,而這個方法是比較適合運用在需要進行加固處理高應變、高應力狀態(tài)的建筑砌體的結(jié)構(gòu),它有一個不好的地方就是不可以應用在高溫的環(huán)境中。

沒有粘結(jié)外包型鋼的加固方法。在受荷磚柱的周邊,把水泥砂漿用在角鋼粘貼的工作中,同時用卡具進行卡緊,之后就應該采用角鋼及綴板連接成為一個整體,再把卡具去掉,用粉刷水泥漿的方法來維護角鋼。這樣的方法是個傳統(tǒng)的加固的方法,它的特點是在進行施工的時候會比較簡便,而現(xiàn)場的工作量也是比較少的,同時濕作業(yè)也是比較少,其承受能力也是比較可靠,這種方法是比較合適地運用在不可以對原來的構(gòu)件的截面尺寸增大,可是需要比較大的幅度對截面的承載力提高的砌體柱的加固工作,而它的不好的方面就是其加固的所需要的價格是比較昂貴的,同時也是需要運用相似鋼結(jié)構(gòu)的保護方法。

篇3

關鍵字:民用建筑;抗震;探討

一、目前建筑抗震的基本情況

《中華人民共和國防震減災法》中,明確的提出規(guī)定,要求建筑施工單位必須嚴格按照抗震設防的要求和建筑的防震設計上規(guī)范化的進行設計。既然國家如此重視建筑物的抗震,為什么卻總是在每一次的地震中,建筑設計師和建筑施工單位才開始強調(diào)抗震,才開始提出如何抗震。1976年唐山大地震,1996年云南麗江地震,1999年臺灣地震,每一次的強震的出現(xiàn),才會在建筑抗震史上成為一次抗震的里程碑。

我國早在唐山大地震時就提出地震區(qū)劃,但是由于經(jīng)濟方面的種種原因,造成目前我國的地震設防水平偏低。建筑的抗震效果在地震時人員的傷亡有直接關系,例如汶川地震,汶川地區(qū)的房屋設防烈度為7度,而此次地震烈度為11度,建筑的設防烈度比實際地震烈度低了4度,同時也可以看出,我國的建筑的地震烈度設防偏低。

二、民用建筑震中倒塌的原因

建筑物的倒塌無外乎幾種因素:

首當其沖的就是抗震構(gòu)造的措施不合理,如某些建筑在設計梁柱時,梁柱的節(jié)點分配不足;承重墻的高寬比過大;底層建筑呈柔性;不規(guī)則的在建筑中開洞或者是預制樓板的混凝土結(jié)構(gòu)等。在地震中,震害往往集中在這些薄弱的部位。

其次便是建筑施工時的施工質(zhì)量出現(xiàn)問題。建筑在地震中倒塌或者遭受破壞,便會暴露出建筑在施工時的許多質(zhì)量問題,比如不按設計要求進行施工或是實際施工與設計不相符合,在材料上偷工減料,忽視抗震設計也是建筑抗震差的重要因素。因施工質(zhì)量而出現(xiàn)的問題,在我國各地廣泛存在,主要原因是施工企業(yè)只為獲取高額利潤而忽略人身安全所導致。

三、民用建筑抗震加固的方法

民用建筑的抗震加固應根據(jù)《中華人民共和國防震減災法》和《建筑抗震加固技術規(guī)程》來進行。

首先,在進行抗震加固時,應進行抗震加固的驗算,可使用樓層綜合抗震能力進行驗算,也可按照《建筑抗震加固技術規(guī)程》的方法進行驗算。并針對不同的建筑結(jié)構(gòu)類型、目前其抗震承載的能力和加固提出的方案的實施條件,來采取不同的加固方法。

其次,在民用建筑的抗震加固方法中,可采用以下幾種方法:

1.采用多層砌體結(jié)構(gòu)式的加固

傳統(tǒng)的抗震加固方法只是增設鋼材料的拉桿,圈梁,夾板墻等,而夾板墻在唐山大地震之后,又出現(xiàn)對大量的磚混合結(jié)構(gòu)進行的加固。然而隨著建筑抗震加固技術的的改變,加上人們對建筑物美觀的要求,傳統(tǒng)建筑也會逐步被淘汰。使用多層砌體結(jié)構(gòu)的抗震加固的方法大致分為四種:第一種,鋼筋網(wǎng)水泥砂漿抹面的加固,其方法可采用雙面加固即夾板墻的加固,此類方法作用于抗震的能力相差不大時使用,其有點在于無需做基礎,建筑層面也無需上下連續(xù)。第二種是鋼筋混凝土制墻體的加固,可以使用單面或者雙面的加固,此類方法適用于抗震能力相差較大時使用,但是鋼筋混凝土墻面一般都是自下而上連續(xù)設置的,所以使用此方法需要做基礎。此類方法還適用于高度或者層數(shù)超過鑒定標準的要求的磚混結(jié)構(gòu),原磚墻僅承受豎向的負荷,水平地震由新增進的混凝土墻面承受。第三種,采用增設抗震墻的加固,鋼筋混凝土制圍套的加固等。第四種,對于某些具有保留價值的建筑物,可采用聚合物砂漿的方法進行加固。

2.以鋼筋混凝土框架為結(jié)構(gòu)的抗震加固

框架結(jié)構(gòu)的建筑抗震加固方法可以采用體系加固方法或者構(gòu)件加固方法,并且在兩種方法中,優(yōu)先選用體系加固的方法。對于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的建筑,常用的加固方法大致分為三種方法:第一,在建筑中增設鋼筋混凝土制抗震墻,可以將原有的框架的結(jié)構(gòu)進行改變,比如抗震墻結(jié)構(gòu)和壁式框架結(jié)構(gòu),從而達到減少框架構(gòu)件的受力,降低軸壓比的目的,還可以減少建筑加固的工作量,一舉三得。新增的抗震墻會承受較大的豎向壓力的負荷和水平地震作用,若要減少基礎尺寸或者為方便施工,可采用短樁配合承臺托換技術;第二,可通過增設鋼支撐和耗能支撐的加固方法達到防震效果,在框架的柱之間設置鋼支撐,以達到增加結(jié)構(gòu)抗震剛度和減少在地震作用下發(fā)生的結(jié)構(gòu)變形的目的。若在建筑結(jié)構(gòu)中放置耗能支撐,便可在地震時通過耗能原件的吸收地震能量而起到保護結(jié)構(gòu)盡量不受影響的效果;第三,可在框架結(jié)構(gòu)中采用鋼構(gòu)套或者加大承載面和使用碳纖維的方法進行加固。

篇4

關鍵詞:工民建筑 抗震 探討

中圖分類號:TU973+.31 文獻標識碼:A 文章編號:

前言

地震是危及人民生命財產(chǎn)的突發(fā)性災害,它具有多年不遇、無法預報、破壞嚴重的特點。我國是一個多地震的國家,抗震設防區(qū)的面積約占全國總面積的60%.2008年5月12日,突如其來的汶川地震,使大面積房屋頃刻倒塌,造成人員的慘重傷亡.這次強震再次表明抗震設防的重要性。在我國,工業(yè)與民用建筑是應用最廣泛、涉及面最寬的建筑形式之一.在工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)設計中,搞好抗震設計,提高其抗震能力,是預防和減輕地震災害的有效途徑.

一、對當前建筑抗震加固的建議

目前,抗震加固建筑多未經(jīng)過全面鑒定,有的甚至沒有詳盡的加固圖紙就進行施工,直接影響到加固的質(zhì)量和效果。加固設計沒有建立嚴格的審計制度,可以自行設計,自行施工,加固標準掌握不一致。施工缺乏嚴格的檢查制度.加固質(zhì)量沒有統(tǒng)一的驗收標準;致使有的工程旋工質(zhì)量較差,有的加固措施漏作或不作,達不到設計要求的加固效果,直接影響加固工程的抗震能力。抗震加固方法和措施當前還缺乏足夠的理論根據(jù)和準確的數(shù)據(jù),在定性和定量方面試驗研究不夠,而且加固方法和措施也有待迸一步研究和發(fā)展。當前,為提高抗震加固設計與施工質(zhì)量,抗震加固工程一定要堅持事先按抗震鑒定標準進行全面鑒定.并繪制詳細麗完備的加固圖紙,經(jīng)審批后,再進行施工。在施工過程中.應嚴格執(zhí)行各項施工操作規(guī)程,建立嚴格的質(zhì)量檢查和驗收制度;對從事抗震加固的施工人員,進行必要的抗震加固技術教育,使加固工程能真正提高其抗震能力。科學研究方面,應進一步探索和研究抗震加固的理論及加固措施和方法,為進一步提高抗震加固效果進行新的探索。

二、民用建筑抗震加固的方法

民用建筑的抗震加固應根據(jù)《中華人民共和國防震減災法》和《建筑抗震加固技術規(guī)程》來進行。首先,在進行抗震加固時,應進行抗震加固的驗算,可使用樓層綜合抗震能力進行驗算,也可按照《建筑抗震加固技術規(guī)程》的方法進行驗算。并針對不同的建筑結(jié)構(gòu)類型、目前其抗震承載的能力和加固提出的方案的實施條件,來采取不同的加固方法。其次,在民用建筑的抗震加固方法中,可采用以下幾種方法:

1 采用多層砌體結(jié)構(gòu)式的加固

傳統(tǒng)的抗震加固方法只是增設鋼材料的拉桿,圈梁,夾板墻等,而夾板墻在唐山大地震之后,又出現(xiàn)對大量的磚混合結(jié)構(gòu)進行的加固。然而隨著建筑抗震加固技術的的改變,加上人們對建筑物美觀的要求,傳統(tǒng)建筑也會逐步被淘汰。使用多層砌體結(jié)構(gòu)的抗震加固的方法大致分為四種:第一種,鋼筋網(wǎng)水泥砂漿抹面的加固,其方法可采用雙面加固即夾板墻的加固,此類方法作用于抗震的能力相差不大時使用,其有點在于無需做基礎,建筑層面也無需上下連續(xù)。第二種是鋼筋混凝土制墻體的加固,可以使用單面或者雙面的加固,此類方法適用于抗震能力相差較大時使用,但是鋼筋混凝土墻面一般都是自下而上連續(xù)設置的,所以使用此方法需要做基礎。此類方法還適用于高度或者層數(shù)超過鑒定標準的要求的磚混結(jié)構(gòu),原磚墻僅承受豎向的負荷,水平地震由新增進的混凝土墻面承受。第三種,采用增設抗震墻的加固,鋼筋混凝土制圍套的加固等。第四種,對于某些具有保留價值的建筑物,可采用聚合物砂漿的方法進行加固。

2 以鋼筋混凝土框架為結(jié)構(gòu)的抗震加固

框架結(jié)構(gòu)的建筑抗震加固方法可以采用體系加固方法或者構(gòu)件加固方法,并且在兩種方法中,優(yōu)先選用體系加固的方法。對于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的建筑,常用的加固方法大致分為三種方法:第一,在建筑中增設鋼筋混凝土制抗震墻,可以將原有的框架的結(jié)構(gòu)進行改變,比如抗震墻結(jié)構(gòu)和壁式框架結(jié)構(gòu),從而達到減少框架構(gòu)件的受力,降低軸壓比的目的,還可以減少建筑加固的工作量,一舉三得。新增的抗震墻會承受較大的豎向壓力的負荷和水平地震作用,若要減少基礎尺寸或者為方便施工,可采用短樁配合承臺托換技術;第二,可通過增設鋼支撐和耗能支撐的加固方法達到防震效果,在框架的柱之間設置鋼支撐,以達到增加結(jié)構(gòu)抗震剛度和減少在地震作用下發(fā)生的結(jié)構(gòu)變形的目的。若在建筑結(jié)構(gòu)中放置耗能支撐,便可在地震時通過耗能原件的吸收地震能量而起到保護結(jié)構(gòu)盡量不受影響的效果;第三,可在框架結(jié)構(gòu)中采用鋼構(gòu)套或者加大承載面和使用碳纖維的方法進行加固。

三、工業(yè)建筑抗震加固的方法

震后的加固修復處理可以采用目前比較成熟的結(jié)構(gòu)加固技術, 如: 如化學裂縫壓力灌漿、聚合物砂漿或環(huán)氧砂漿修補、粘貼碳纖維、鋼板加固、鋼絲繩網(wǎng)片加固等技術, 現(xiàn)簡述其針對的震害處理情況。

1 化學裂縫壓力灌漿

針對混凝土結(jié)構(gòu)地震中出現(xiàn)的裂縫進行壓力灌漿修補, 用灌縫材料對寬度大于11 mm的梁、板、柱的裂縫進行壓力灌漿, 將灌縫材料注入結(jié)構(gòu)物內(nèi)部裂縫中去, 以達到封閉裂縫, 恢復并提高混凝土結(jié)構(gòu)強度、耐久性和恢復整體性。

2 聚合物砂漿或環(huán)氧砂漿修補

針對混凝土結(jié)構(gòu)地震中出現(xiàn)混凝土保護層脫落, 鋼筋外露的修補, 采用逐層用聚合物砂漿或環(huán)氧砂漿修補至原結(jié)構(gòu)截面尺寸。在新老結(jié)構(gòu)的接合面處涂刷界面劑, 以增強新老混凝土的結(jié)合能力。

3 粘貼碳纖維加固

對混凝土結(jié)構(gòu)梁、板、柱的承載能力不足, 可以采用粘貼碳纖維布的方法加固, 特別是橫向包裹柱時, 對提高混凝土柱的抗震性能和延性尤其好, 具有快速、高效、便于施工的特點。

4 粘貼或外包鋼板加固

梁的加固大多采用在梁底粘貼一定厚度鋼板,以提高梁的抗彎承載能力, 在梁側(cè)面粘貼U 型鋼箍, 以提高梁的抗剪承載能力。柱大多采用外包角鋼或鋼板的方法加固。

5 鋼絲繩網(wǎng)片加固

采用在梁底、梁的側(cè)面或柱子橫向鋪設高強不銹鋼鋼絲繩網(wǎng)片, 并用銷釘與混凝土固定后, 再在鋼絲繩網(wǎng)片上噴上或摸上聚合物砂漿, 來加固混凝土構(gòu)件, 提高梁、柱的抗震能力。

6 加大截面加固

采用混凝土加大截面法是傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)加固方法, 也是比較有效的提高結(jié)構(gòu)抗震能力的一種加固方法。

7 噴射混凝土加固

對于磚砌體結(jié)構(gòu), 為大幅度提高整體的抗震能力, 一般采用在砌體的內(nèi)外表面外掛鋼筋網(wǎng), 并噴上混凝土, 形成混凝土夾板墻的方法進行抗震加固。噴射混凝土在壓力的作用下可以很好地同砌體結(jié)合形成整體結(jié)構(gòu), 共同抵抗水平地震荷載和豎向荷載。

8 增設鋼支撐或增設混凝土剪力墻提高水平抗震能力

對于框架結(jié)構(gòu)在水平抗震能力較差的情況下, 可以根據(jù)結(jié)構(gòu)平面布置在不影響建筑功能的前提下, 在適當?shù)奈恢迷鲈O鋼支撐或增設混凝土剪力墻,以大幅度地提高建筑抵御水平地震荷載的能力, 但同剪力墻或鋼支撐連接的框架一般均需要加固。

9 增設阻尼器抗震加固

不是通過傳統(tǒng)的方法來提高建筑整體抗側(cè)剛度, 而是通過在結(jié)構(gòu)平面的適當位置, 增加能夠吸收地震能量的耗能結(jié)構(gòu)( 如阻尼器, 等) , 來減小結(jié)構(gòu)水平地震作用。

10 隔震、減震技術

一般在建筑物或設備的基礎部位, 設置阻尼器或橡膠支座, 來吸收地震能量, 減少地震能量傳遞到上部結(jié)構(gòu), 從而達到隔震和減震的目的, 保護上部結(jié)構(gòu)免受地震的破壞。

結(jié)束語

通過實踐證明:對工程進行抗震設計,采用合理的構(gòu)造措施,進行嚴格施工和管理的房屋工程,可以在不同程度上抵御地震的破壞。因此我們應嚴格執(zhí)行抗震構(gòu)造要求,提高抗震技術水平和質(zhì)量管理能力。在工作中嚴格檢查施工圖紙和工程抗震構(gòu)造,保證工程質(zhì)量.從而有效避免在地震發(fā)生過程中,因房屋抗震構(gòu)造問題所造成的巨大人身傷亡和財產(chǎn)損失。

參考文獻:

[1] 陳躍慶, 呂西林. 幾次大地震中地基基礎震害的啟示[J] . 工程抗震, 2001(2)

篇5

該建筑為二類建筑,設計使用年限為50年,抗震設防烈度為7度,安全等級為二級,地基基礎設計等級為乙級,抗震等級為二級,防火等級為Ⅰ級,防水等級為二級。采用框架結(jié)構(gòu),其中地上八層,地下一層,總建筑面積7424.18m2,首層建筑面積911.82m2,總建筑高度24.458m。該建筑于2012年受到過6.3級地震的影響,為了驗證其抗震性能,對其進行了抗震性能鑒定和相應的加固。

二、抗震性能的鑒定

《建筑抗震鑒定標準》GB50023-2009中對抗震鑒定項目進行了規(guī)定,抗震鑒定時,下列薄弱部位應重點檢查:6~9度時,應檢查局部易掉落傷人的構(gòu)件、部件;7~9度時,除符合上述要求外,尚應檢查梁柱節(jié)點的連接方式及不同結(jié)構(gòu)體系之間的連接構(gòu)造;8、9度時,除符合上述要求外,尚應檢查梁、柱的配筋,材料強度,各構(gòu)件間的連接,結(jié)構(gòu)體型的規(guī)則性,短柱分布,使用荷載的大小和分布等。

且鋼筋混凝土房屋的外觀和內(nèi)在質(zhì)量宜符合下列要求:梁、柱及其節(jié)點的混凝土僅有少量微小開裂或局部剝落,鋼筋無露筋、銹蝕;填充墻無明顯開裂或與框架脫開;主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件無明顯變形、傾斜或歪扭。另外,鋼筋混凝土房屋可按結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的配筋、填充墻等與主體結(jié)構(gòu)的連接及構(gòu)件的抗震承載力,對整幢房屋的綜合抗震能力進行兩級鑒定。符合第一級鑒定的各項規(guī)定時,可評為滿足抗震鑒定要求;不符合第一級鑒定要求和9度時,應由第二級鑒定做出判斷。當砌體結(jié)構(gòu)與框架結(jié)構(gòu)相連或依托于框架結(jié)構(gòu)時,應加大砌體結(jié)構(gòu)所承擔的地震作用,再按本標準第5章進行抗震鑒定;對框架結(jié)構(gòu)的鑒定,應計入兩種不同性質(zhì)的結(jié)構(gòu)相連導致的不利影響。磚女兒墻、門臉等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和突出屋面的小房間。由于該建筑受到過地震的影響,現(xiàn)要對其抗震性能進行科學檢測和鑒定,以明確其使用年限和強度指標。檢測的項目主要有:填充混凝土砌塊墻、砂漿和混凝土強度,檢測結(jié)果見表2。由表2可以看出,填充混凝土砌塊的強度尚未降低,但使用的混合砂漿和混凝土均有較大的強度降低現(xiàn)象,這些降低現(xiàn)象不可避免地會引起建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的降低。

按照《建筑抗震鑒定標準》GB50023-2009對其結(jié)構(gòu)進行了初次鑒定,鑒定結(jié)果如下:一、首層和第二層邊框架柱抗剪強度低;二、電梯井處的構(gòu)造梁強度降低;三:中間走廊上部梁撓度稍大,針對以上情況,需要采取二級鑒定并采取有效的抗震加固措施。隨后,通過二次鑒定,首層結(jié)構(gòu)和第二層結(jié)構(gòu)的綜合抗震能力指數(shù)小于1,不滿足抗震要求。最后進一步通過結(jié)構(gòu)驗算,得出初次鑒定結(jié)果的可靠性和真實性。為了更加直觀的對其結(jié)構(gòu)抗震進行分析,有必要采取室內(nèi)模型振動試驗進行研究。

三、室內(nèi)模型振動試驗

室內(nèi)模型振動試驗主要采用TT振動試驗機進行,結(jié)構(gòu)模型的制作按照相關規(guī)定結(jié)合結(jié)構(gòu)原始尺寸采用小比例縮小。模型尺寸為長88.4cm,寬41.4cm,高49.0cm。通過施加正弦波和三維振動對其抗震性能進行試驗,振動時間設為20s。通過對震后結(jié)構(gòu)的仔細檢查和分析,結(jié)果證明:首層和第二層的邊框架柱存在變形較大;電梯井處構(gòu)造梁有破壞跡象;走廊上部構(gòu)造梁下部裂縫較大,且撓度大。充分證明了抗震鑒定和結(jié)構(gòu)驗算的科學性和可靠性。因此,有必要采取相應的加固措施對其進行穩(wěn)固處理。

四、加固措施

針對以上鑒定和驗算結(jié)果表征的潛在隱患,采取相應的加固穩(wěn)固措施迫在眉睫。在參考《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2001、《建筑工程抗震設防分類標準》GB50223-2008、《建筑抗震加固技術規(guī)程》JGJ116-2009和文獻的基礎上,針對各個薄弱環(huán)節(jié)的位置和特點提出了相應的有效加固措施。邊框架柱的加固措施主要是為了提高其水平抗剪性能,采取墻外扶壁柱加固法,不僅提高了框架柱的尺寸,增強了結(jié)構(gòu)的整體剛度,更增大了其水平剪切面積和美觀性,抗剪性能的提高利于結(jié)構(gòu)的抗震。

電梯井處的構(gòu)造梁采取植筋并適當增大其截面積,或用U型槽鋼板通過對拉螺栓進行加固,施工方便。走廊上部的構(gòu)造梁由于屬于“準暗梁”,即下部超出樓板的尺寸較小,植筋和U型槽鋼板加固均無從下手,主要使用角撐型鋼,其中型鋼一端施加于走廊兩旁的框架柱上的卡口中,另一端通過淺U型鋼支撐于“準暗梁”上,采用分段間斷支撐。通過以上加固措施,按照《建筑抗震鑒定標準》GB50023-2009的要求對其結(jié)構(gòu)進行了再一次的鑒定檢驗,結(jié)果顯示加固措施是有效的,滿足工程抗震要求。

篇6

【關鍵詞】建筑結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)抗震;加固方法

在對結(jié)構(gòu)進行加固時,除了針對構(gòu)件由于強度或延性不足進行諸如包鋼、粘鋼、粘貼纖維材料等一般加固以外,尚需對構(gòu)件進行抗震加固、對結(jié)構(gòu)進行整體性能加固,其不僅僅要考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震力作用下的破壞情況并對其進行抗震加固、提高其抗震承載力,更要考慮整體結(jié)構(gòu)的抗震性能。目前,常用的抗震加固方法主要有增設構(gòu)件加固法、增強構(gòu)件加固法和隔震減震加固法3大類,前兩類屬于傳統(tǒng)抗震加固方法,后一類屬于新發(fā)展的抗震加固方法。

1 增設構(gòu)件加固法

此法是目前對結(jié)構(gòu)進行抗震加固最基本、最有效的方法之一,該法可以有效地提高結(jié)構(gòu)的抗震能力、變形能力和整體性能。其具體的方法包括增設抗震墻加固法、外加圈梁-鋼筋混凝土柱加固、增設支撐加固法、增設剛架加固法等。此法利用新增的抗震墻來承擔主要的地震作用,以減小結(jié)構(gòu)的變形。采用抗震墻加固時,需處理好新增墻體與原有構(gòu)件的連接,既要保證連接的可靠性,又要避免對原結(jié)構(gòu)構(gòu)件造成過多的損傷。

此法優(yōu)點是應力傳遞簡單、剛度強度高、可靠性能好、造價低。其缺點是墻體重量大,基礎結(jié)構(gòu)必須有富足的承載力。此外,施工過程中噪音、振動都很大,工期也很長。

2 增強構(gòu)件加固法

當無法采用新增構(gòu)件加固時,可以分別對原結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行加固,以提高原有構(gòu)件的承載力、改善構(gòu)件的延性,從而達到抗震加固的目的。方法主要有:1)外粘型鋼加固法;2)粘貼鋼板加固法;3)粘貼纖維增強復合材料加固法;4)鋼筋混凝土板墻加固法;5)鋼筋網(wǎng)砂漿面層加固;6)體外預應力加固;7)增加鋼梁、鋼柱;8)增大截面法等等。

2.1 外粘型鋼加固法

此方法適用于需要大幅度提高截面承載能力和抗震能力的鋼筋混凝土梁、柱等構(gòu)件的加固。該法用灌漿或焊接等方法將型鋼外包于構(gòu)件四周或兩角,使之與原構(gòu)件共同承擔荷載,通過約束原構(gòu)件從而來提高其承載力和變形能力。該方法適用于大型結(jié)構(gòu)及大跨度結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點是施工簡便,現(xiàn)場工作量較小,構(gòu)件截面尺寸變化不大,結(jié)構(gòu)自重增加較小,而承載能力提高顯著,構(gòu)件截面的剛度和延性也得以改善。

2.2 粘貼鋼板加固法

此方法適用于對鋼筋混凝土受彎、大偏心受壓和受拉構(gòu)件的加固。該法是用建筑結(jié)構(gòu)膠將鋼板粘貼在混凝土構(gòu)件表面,使兩者共同受力以提高結(jié)構(gòu)承載力的加固方法,相對于傳統(tǒng)加固方法,粘貼鋼板加固法更為簡單、快速,對結(jié)構(gòu)的外形和凈空以及生產(chǎn)生活的影響較小,缺點是構(gòu)件加固后提高承載力不能超過原結(jié)構(gòu)的40%,防火性能較差。

2.3 纖維增強復合材料加固法

此方法是指采用以纖維或其制品作為增強材料的一種復合材料對構(gòu)件進行抗震加固的方法。本方法適用于鋼筋混凝土受彎、軸心受壓、大偏心受壓及受拉構(gòu)件的加固。外貼纖維復合材加固法是采用FRP片材對混凝土構(gòu)件進行修復加固的一種新技術,具有很高的抗化學腐蝕能力和對被加固結(jié)構(gòu)的保護能力,提高了結(jié)構(gòu)耐久性;適用不規(guī)則構(gòu)件的加固;材料強度高,外貼加固用量少(材料厚度小);荷載增加極少,幾乎不改變原有結(jié)構(gòu)的外形和尺寸;施工周期短,操作簡單;加固施工時噪音小,對結(jié)構(gòu)的使用環(huán)境影響較小,缺點是抗剪性差,不適宜構(gòu)件的抗剪加固;構(gòu)件加固后提高承載力不能超過原結(jié)構(gòu)的40%。

2.4 鋼筋混凝土板墻加固和鋼筋網(wǎng)砂漿面層加固法

此方法主要針對磚混結(jié)構(gòu)抗震不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求的加固方法。本方法在學??拐鸺庸讨械玫綇V泛應用,有良好的耐久性,對原有結(jié)構(gòu)裂縫有很好的限制,抗腐蝕和耐火性強,不足是加大了原有結(jié)構(gòu)墻體的尺寸,對使用空間影響較大,較難裝修,加固濕作業(yè)多,受天氣影響很大,施工周期長,噪音大。

2.5 體外預應力

體外預應力是后張預應力體系的重要的分支之一,是指將布置于承載結(jié)構(gòu)主體之外的預應力筋施加預應力所形成的預應力結(jié)構(gòu)體系。體外預應力加固技術是一種主動的加固技術,通過預應力材料對橋梁結(jié)構(gòu)受拉區(qū)施加預應力,消除部分荷載產(chǎn)生的不利內(nèi)力,提供結(jié)構(gòu)的承載力。

2.5.1 優(yōu)點:對原結(jié)構(gòu)損傷小,不影響凈空。預應力布置靈活,可以根據(jù)建筑物或構(gòu)筑物病害進行全面加固也可以進行局部加固。與混凝土無粘結(jié),由荷載產(chǎn)生的應力變化分散在預應力筋全長上,應力變化值小,對結(jié)構(gòu)受力有利。索力根據(jù)情況可以進行調(diào)整,預應力索可以更換,便于使用期間進行維護。

2.5.2 缺點:體外索布置在截面外,防腐、保護相對較困難,易受外界影響。錨固及轉(zhuǎn)向區(qū)域容易產(chǎn)生應力集中,局部應力大,錨固施工要求高。體外索張拉力較小,不能充分發(fā)揮體外索強度高的優(yōu)點,對錨具及夾片的要求很高。體外預應力筋的變形和混凝土的變形不一致,容易造成預應力損失。

2.6 增加鋼梁、鋼柱,形成組合結(jié)構(gòu)

該方法適用于大幅度提高承載能力的混凝土結(jié)構(gòu),一般提高十幾倍甚至幾十倍。目前此加固方法廣泛應用于密集柜、檔案柜、電池機房等加固,抗震性能較好。缺點是防火性差,加固后凈空變小,地面抬高,不利于裝修及空間布置。

2.7 增大構(gòu)件截面法

該方法主要是針對梁、板、柱抗彎和抗剪及抗震性不足所采取的加固措施。此方法能大幅度提高原結(jié)構(gòu)承載力,耐腐蝕性和耐火性較好,能加強建筑物的整體性和剛度。不足之處為施工周期長,消耗大量的人力物力,原結(jié)構(gòu)基礎上增加了荷載,植筋及鉆孔對原結(jié)構(gòu)損壞較大,對抗震有不利影響,此方法適合于加固基礎及下部結(jié)構(gòu)。

3 隔震、耗能減震加固法

隔震加固法是將隔震技術應用于抗震加固領域中的一種新方法,通過隔震層的設置將地震變形集中到隔震層上,從而達到減小原有結(jié)構(gòu)地震反應的目的。此法的優(yōu)點是加固效果好、抗震安全度高、無需對非結(jié)構(gòu)構(gòu)件等再進行抗震加固。缺點是設置隔震層后,穿過隔震層的設備配線、配管等需要進行妥善的柔性連接,費時費事。

耗能減震加固方法是通過在結(jié)構(gòu)某些部位增設耗能阻尼減震裝置,以減小地震反應,是抗震加固的一條新途徑,此方法主要依賴增加結(jié)構(gòu)的能量耗散能力。國內(nèi)外耗能減震結(jié)構(gòu)的振動臺試驗研究表明例,耗能減震結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)相比,地震反應減小了40%~60%。而從國外工程資料表明,耗能減震結(jié)構(gòu)體系與傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)體系相比,可以節(jié)約結(jié)構(gòu)造價5%~10%。若用于已有結(jié)構(gòu)的加固改造,可節(jié)省造價會更加可觀,有的加固改造工程節(jié)省造價達60%。

4 結(jié)論

隨著我國城市化進程的加快,地震災害問題越來越受到人們的重視,為了保障我國人民生命財產(chǎn)安全,需做好以下兩個方面的工作:一方面要加強新建建筑物的抗震設計;另一方面則對已有的建筑物進行抗震鑒定、加固改造,嚴格按照新規(guī)范、新標準、新工藝等進行設計、施工,提高建筑抗震的設計及施工質(zhì)量,使之滿足抗震設計的要求。本文針對建筑結(jié)構(gòu)抗震加固方法探討,指導我們在做各種各樣的建筑抗震加固設計及施工時,經(jīng)濟合理地選擇加固方法,使我國的抗震加固技術再上一個新臺階。

參考文獻:

篇7

關鍵字框架結(jié)構(gòu);抗震鑒定; 抗震加固;

中圖分類號:TU398+.2文獻標識碼: A 文章編號:

引言

地震中建筑物的破壞是造成地震災害的主要原因?,F(xiàn)有建筑有些未考慮抗震設防,有些雖然考慮了抗震設防,但與現(xiàn)行的地震動參數(shù)區(qū)劃圖等的規(guī)定相比,并不能滿足相應的設防要求。1977年以來建筑抗震鑒定、加固的實踐和震害經(jīng)驗表明,對現(xiàn)有建筑進行抗震鑒定,并對不滿足鑒定要求的建筑采取適當?shù)募庸谭椒ǎ菧p輕地震災害的重要途徑。[1]

1抗震鑒定與加固應考慮的因素

50年代我國的抗震設防思想是不設防;70年代的設防標準是“裂而不倒”;90年代的設防標準是“小震不壞、中震可修、大震不倒”的三水準抗震設防目標。[2]

在進行建筑抗震設計時,原則上應滿足三水準原則,在具體做法上,我國建筑抗震設計規(guī)范采用了簡化的兩階段設計方法。

1)第一階段截面設計。對構(gòu)件的截面進行承載力驗算,從而滿足第一水準的強度要求;同時通過概念設計和采取相應的抗震構(gòu)造措施,保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性、變形能力和塑性耗能能力,從而滿足第二水準的設防要求。

2)第二階段薄弱部位的彈塑性變形驗算。采用罕遇烈度的地震作用,計算出結(jié)構(gòu)的彈塑性層間位移角,使其小于抗震規(guī)范中規(guī)定的限值,并采取必要的抗震構(gòu)造措施,從而滿足第三水準的防倒塌要求。[1]

2.框架結(jié)構(gòu)抗震鑒定

2.1抗震鑒定特點

鑒于現(xiàn)有建筑需要鑒定和加固的數(shù)量很大,情況又十分復雜,如結(jié)構(gòu)類型不同、建造年代不同、設計時所采用的設計規(guī)范、地震動區(qū)劃圖版本不同、施工質(zhì)量不同、使用者的維護不同,投資方也不同,導致彼此的抗震能力有很大的不同,需要根據(jù)實際情況區(qū)別對待與處理。

2.2框架結(jié)構(gòu)抗震鑒定方法

針對框架結(jié)構(gòu)而言, 目前我國進行抗震鑒定的方法主要采用《建筑抗震鑒定標準》(GB50023—95)規(guī)定的兩級鑒定方法。

第一級鑒定應以宏觀控制和構(gòu)造鑒定為主進行綜合評價,第二級鑒定應以抗震驗算為主綜合構(gòu)造影響進行綜合評價。

A類建筑(后續(xù)使用年限30年的建筑)的抗震鑒定,當符合第一級鑒定的各項要求時,建筑可評為滿足抗震鑒定要求,不再進行第二級抗震鑒定;當不符合第一級鑒定要求時,應由第二級鑒定做出判斷。

B類建筑(后續(xù)使用年限40年的建筑)的抗震鑒定,應檢查其抗震措施和現(xiàn)有抗震承載力再作出判斷。當抗震措施不滿足鑒定要求而現(xiàn)有抗震承載力較高時,可通過構(gòu)造影響系數(shù)進行綜合抗震能力的評定;當抗震措施鑒定滿足要求時,主要抗側(cè)力構(gòu)件的抗震承載力不低于規(guī)定的95%、次要抗側(cè)力構(gòu)件的抗震承載力不低于規(guī)定的90%,也可不要求進行加固處理。

3.框架結(jié)構(gòu)抗震加固

由于結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的破損程度不同,補強加固的要求和目的也不甚相同,因此應針對不同情況,選用不同的加固方法,采取不同的補強加固措施。每種加固方法各有其特點和適應范圍,應根據(jù)具體條件加以選擇。

3.1加大截面加固法

該加固方法同時增大構(gòu)件的剛度、承載力和耐變形能力,有時也加強連接的可靠性。該方法加固效果好、經(jīng)濟、適用面廣,但施工復雜,濕作業(yè)工作量大,工期長,對房屋的凈空和美觀也會有一定影響。該方法主要適用于梁柱構(gòu)件。

3.2外包加固法

外包加固法即在鋼筋混凝土構(gòu)件的表面用特制的建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板,彌補原有構(gòu)件鋼筋的不足。該方法用鋼板替代鋼筋或箍筋,可提高承載力、耐變形能力而幾乎不增加剛度。該方法主要適用于梁柱構(gòu)件。

3.3 增設構(gòu)件加固法

通過在原有結(jié)構(gòu)構(gòu)件以外增設構(gòu)件能夠有效提高結(jié)構(gòu)抗震承載力、變形性能和整體性,對某些承載力、變形不足的構(gòu)件進行補充。該方法受力明確、簡單可靠、效果好,但使用空間受到一定影響。該方法主要適用于梁板構(gòu)件。

3.4粘鋼加固法

用結(jié)構(gòu)膠把鋼板粘貼在結(jié)構(gòu)外部以提高結(jié)構(gòu)承載力和滿足正常使用的加固方法。施工工藝簡單、速度快,對生產(chǎn)還有生活影響小。要求環(huán)境溫度不超過60℃、相對濕度不超過70%及無化學腐蝕的使用條件,否則應采取有效防護措施,對混凝土強度等級低于C15的構(gòu)件不宜采用。該方法主要適用于梁、板、柱構(gòu)件。

3.5碳纖維加固法

利用樹脂膠結(jié)材料將碳纖維布或碳纖維板粘貼于構(gòu)件表面,從而提高結(jié)構(gòu)承載力的加固方法。材料輕質(zhì)高強、施工方便,適用面廣。要求環(huán)境溫度不超過60℃,否則應采取有效防護措施,對混凝土強度等級低于C15的構(gòu)件不宜采用。該方法主要適用于梁、板、柱構(gòu)件。[3]

4.抗震鑒定與加固一體化

4.1 專家評判鑒定

對鑒定的建筑物應根據(jù)具體特點,通過兩級抗震鑒定,結(jié)合專家的經(jīng)驗、知識進一步分析研究及現(xiàn)場勘測,提出合理化鑒定意見.

4.2 加固策略

加固設計應以提高建筑物的整體抗震強度和變形能力為主,通過改善結(jié)構(gòu)的構(gòu)件、結(jié)構(gòu)受力的途徑,以提高結(jié)構(gòu)的抗震能力,從而減小結(jié)構(gòu)的地震破壞。加固設計及加固施工應與抗震鑒定結(jié)合考慮,加固設計應在遵循抗震設計規(guī)范的基礎上,采用專家會審法、經(jīng)驗借鑒法等方法.[4]

5.結(jié)語

抗震鑒定與加固不僅在地震時能大大減輕房屋的破壞、保障人員的安全,就是沒有發(fā)生地震,也在增加建筑物的安全、延長建筑物的使用年限、抗御其他災害等方面具有明顯的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。

參考文獻

[1]國振喜,建筑抗震鑒定標準與加固技術手冊.

[2]閔書亮,劉 季,孫 峰.工程結(jié)構(gòu)最優(yōu)抗震設防標準的研究[D].哈爾濱建筑工程學院學報,1993,26(4) : 70 -75.

篇8

【關鍵詞】輕鋼加層;抗震加固;反梁

房屋加層是指在原有房屋的頂層再往上增加樓層。加層前必須對原建筑的設計、施工、使用情況及現(xiàn)狀進行充分、全面的調(diào)查分析,并由有關部門出具房屋抗震能力鑒定報告,決定是否加固,是進行抗震加固還是強度加固,或者是同時進行抗震、強度加固,同時考慮地震作用時加層部分的鞭鞘效應。

加層計算應對原有建筑的承載力進行驗算,包括地基承載力驗算;磚混結(jié)構(gòu)的承重墻承載力驗算;原屋面板改為樓面板,其承載力的驗算;原頂層樓梯梁的驗算。

磚混結(jié)構(gòu)的加固方法有多種:擴大砌體截面加固、外加鋼筋混凝土加固、外包鋼加固、鋼筋網(wǎng)水泥砂漿層加固、增加圈梁、拉桿等。

1.墻體的補強與加固

1.1新設抗震墻

當多層磚混房屋抗震橫墻的最大間距不滿足GB 50011-2010《建筑抗震設計規(guī)范》時,應采取的措施:

(1)使用上允許將大開間改為小開間時,在抗震橫墻間距超限值處增設新的抗震橫墻。若建筑平面不允許增設抗震橫墻時,可采取加強樓面及屋面剛度的方法。

(2)原有隔墻為輕質(zhì)隔墻時,可將其拆除后改為抗震橫墻。原有隔墻為半磚墻時,可采取雙面夾板墻加固成抗震墻。

(3)新加或改造的抗震墻,均應自下至上連續(xù)貫通,確保剪力往下傳遞,如上層不需設抗震橫墻可在該層終止。

(4)對于平面形狀復雜、質(zhì)量和剛度分布很不均勻的房屋,應該著重驗算質(zhì)量中心和剛度中心的偏心距。當偏心率2e/L≤0.1, 7度時可不計算扭轉(zhuǎn)的影響;當偏心率2e/L≤0.05, 8、9度時可不計算扭轉(zhuǎn)的影響(L為房屋的長度)。當偏心率超過上述限制時,可結(jié)合加固增加抗震墻或夾板墻,將偏心距減小到許可范圍,減小扭轉(zhuǎn)的影響。如隔墻原來無基礎,則應新增基礎。同時抗震橫墻的頂部應采取措施,使之與樓面板、屋面板有可靠連接??拐饳M墻與原有縱墻或壁柱間,應保證拉結(jié)牢固,新增抗震橫墻與原縱墻交接處應設置拉結(jié)鋼筋。

1.2采用鋼筋網(wǎng)水泥砂漿層雙面或單面加固原有砌體

1.3增加墻砌體、柱砌體的截面面積

根據(jù)原有砌體的結(jié)構(gòu)平面布置可采取不同的加固措施:

(1)在窗間墻或適當部位增設壁柱。

(2)對原帶有壁柱的磚墻或獨立磚柱,可在磚墻或磚柱的一端或兩個端面用磚鑲砌,增加其截面面積。

1.4對剛度較差的房屋,可增設型鋼或鋼筋混凝土的支撐或支架加固。

2.新設鋼筋混凝土構(gòu)造柱及圈梁

2.1多層磚混結(jié)構(gòu)抗震加固采用外加構(gòu)造柱的設計

(1)輕鋼加層后,房屋的總高度超《建筑抗震設計規(guī)范》規(guī)定的3m左右時,應隔開間設置外加柱;超過6m左右時,應每開間設置外加柱加固。

(2)加層后,若墻體抗剪強度不滿足,且差值率在20%左右,可在設有橫墻的縱墻外側(cè)設外加柱加固。

(3)設有外加圈梁加固的房屋,應在墻的盡端及每隔三開間設置外加構(gòu)造柱。

(4)縱墻承重的磚混結(jié)構(gòu),如大開間的教室或會議室,由于加層剛架一般采用剛接方案,剛接柱腳傳遞較大的彎矩和剪力,對原有結(jié)構(gòu)的影響較大,應增設外加柱或組合柱加固。

外加柱的截面類型有:矩形柱、扁柱、L形柱等。外加柱與墻體的連接應采用拉結(jié)鋼筋和銷鍵。

2.2多層磚混結(jié)構(gòu)抗震加固采用外加圈梁的設置原則

(1)原房屋的頂部可設置作為門式剛架加層結(jié)構(gòu)的柱腳基礎的反梁,代替屋面鋼筋混凝土圈梁。

(2)縱墻承重的磚混結(jié)構(gòu)原房屋的宜適當增設外加圈梁。

圈梁應沿外墻及內(nèi)承重墻設置,組成閉合交圈,力求不被洞口截斷。外墻圈梁一般采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁,內(nèi)墻圈梁可采用鋼拉桿(圓桿或型鋼)代替,鋼拉桿應盡可能靠近樓(屋)蓋和橫墻墻面。

3.基礎的加固

多層磚混結(jié)構(gòu)的基礎多為墻下條形基礎,當加層后地基承載力滿足時,基礎不用加固。當?shù)鼗休d力不足時,可加寬原有基礎,加寬部分與原有基礎的連接通過鋼筋錨桿,并將原混凝土基礎的表面鑿毛、清洗。

剛性基礎應滿足剛性角要求,柔性基礎應滿足抗彎要求。鋼筋錨桿應有足夠的錨固長度,有條件時可將加固筋與原基礎的受力鋼筋焊接?;A加寬也可將柔性基礎改為剛性基礎,條型基礎擴大成片筏基礎。

4.磚混結(jié)構(gòu)加層加固的工程實例

工程概況:某公司浴室,建于80年代,建筑面積5435m2。該建筑的中間內(nèi)走廊兩側(cè)為大開間的浴室和更衣室,4層結(jié)構(gòu)頂面標高15.6m。結(jié)構(gòu)形式為磚混結(jié)構(gòu),采用MU7.5磚及M5砂漿,縱墻承重體系,原建筑采用預應空心樓面板及屋面板,基礎形式為鋼筋混凝土條形基礎,場地土為Ⅱ類。由于該浴室準備改造為餐飲會議中心,要求增加1層,加層面積1550m2,加層平面布置與原浴室4層相同。

抗震鑒定結(jié)果表明,承重墻基本完好,基礎現(xiàn)狀較好,沒有出現(xiàn)不均勻沉降,可加建一層門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)。但原結(jié)構(gòu)設計不符合《建筑抗震設計規(guī)范》,故在加層改造中一并解決整體房屋的7度抗震設防問題。

(1)由于加層為大開間會議室,在中部跨間無法設置橫向柱間支撐,只能在加層兩端設置,門式剛架加層結(jié)構(gòu)的剛度較小,故邊柱柱腳采用剛接方案,中柱柱腳采用鉸接方案。在原屋面增設反梁,作為門式剛架的柱腳基礎。反梁在縱橫雙向設置,在柱腳處局部加大反梁尺寸。反梁與外加構(gòu)造柱及原樓板應有可靠連接。橫向反梁用來抵抗剛架柱腳的水平剪力和彎矩。

(2)為保證新舊結(jié)構(gòu)有良好連接,在加層結(jié)構(gòu)設計中,反梁與原屋面連接植筋采用結(jié)構(gòu)膠,并將原建筑女兒墻的構(gòu)造柱鋼筋保留,錨入新增反梁中,保證錨固長度。在樓梯間及外墻四角等處增設構(gòu)造柱,構(gòu)造柱不僅與原有墻體采用銷鍵連接,而且要與反梁可靠連接。

(3)對部分局部溫度裂縫的墻體進行加固,采用鋼筋網(wǎng)水泥砂漿層雙面加固。

(4)將原屋面保溫層及防水層鏟除。由于原空心板承載力不足,對原樓面板采用板縫加鋼筋和空心板圓孔內(nèi)加鋼筋并增加鋼絲網(wǎng)片混凝土面層加固,同時加強結(jié)構(gòu)的整體性。

(5)加層內(nèi)、外隔墻采用輕質(zhì)水泥鋼絲網(wǎng)夾芯板,屋面采用75mm厚巖棉夾芯板,故輕鋼結(jié)構(gòu)加層自重較輕。通過對加層后結(jié)構(gòu)的驗算,基礎能滿足設計要求,不用加固原有基礎。

5.結(jié)語

(1)房屋的加層設計應與房屋的抗震加固、強度加固相結(jié)合,施工時應先加固、后加層。

(2)加層后,原有墻體強度不足時,可采用鋼筋網(wǎng)水泥砂漿層加固及增加墻體截面面積。

(3)增設外加圈梁及構(gòu)造柱應與原有墻體采用銷鍵可靠連接。

(4)在原屋面增設作為鋼結(jié)構(gòu)加層結(jié)構(gòu)的柱腳基礎的反梁,對加層加固起關鍵作用。

【參考文獻】

[1]GB50011-2010,建筑抗震設計規(guī)范[S].

篇9

關鍵詞:增強;結(jié)構(gòu);抗震性能

中圖分類號:TU2文獻標識碼: A

引言

自上個世紀以來,全球發(fā)生了多次對結(jié)構(gòu)抗震產(chǎn)生嚴峻挑戰(zhàn)的破壞性地震。結(jié)構(gòu)的抗震性能在各國規(guī)范中都給予了高度重視,其主要是地震直接影響到建筑物的安全性。近兩年來,我國各地地震頻發(fā),四川汶川、青海玉樹的大地震,給人們的財產(chǎn)及生命造成了巨大的損失,給我們國家的經(jīng)濟發(fā)展帶來了不可估量的破壞。加強房屋建筑的抗震能力,對減輕地震災害造成的人員傷亡而言,即使不是唯一途徑,也應當是主要途徑。房屋有沒有抗震設計,具不具備抗震性能,其結(jié)果是不一樣的。因為只要房屋建筑在地震中能夠不倒塌,所造成的人員傷亡就會很小。我國抗震設計規(guī)范對房屋抗震能力有明確的規(guī)定,即“小震不壞、中震可修、大震不倒”。

隨著生產(chǎn)技術的發(fā)展和生活水平的提高,人們對房屋結(jié)構(gòu)的抗震技術提出了更高的要求。房屋抗震標準已成為購房者置業(yè)參考的一個重要因素?!吨腥A人民共和國防震減災法》規(guī)定:新建、擴建、改建建設工程,應當達到抗震設防要求。應當按照地震烈度區(qū)劃圖或者地震動參數(shù)區(qū)劃圖所確定的抗震設防要求進行抗震設防。對于醫(yī)院、學校等一些人員密集場所的房屋建設工程,應當按照高于當?shù)胤课萁ㄖ目拐鹪O防要求進行設計和施工,同時采取有效措施,增強抗震設防能力。

1我國建筑的結(jié)構(gòu)形式

現(xiàn)今,我國房屋的結(jié)構(gòu)形式主要有:1)以磚石為主要建筑材料

的砌體結(jié)構(gòu);2)以鋼筋混凝土為主要建筑材料的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土框架―剪力墻結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu);3)以鋼材為主要建筑材料的鋼結(jié)構(gòu)框架以及鋼與鋼筋混凝土的組合結(jié)構(gòu)。其中,砌體結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)多見于多層建筑,鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)多用于高層住宅;框架結(jié)構(gòu)或框架―剪力墻結(jié)構(gòu)多用于公共建筑,砌體結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)則多為住宅。

2 提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的措施

對于建筑結(jié)構(gòu)抗震來說,從眾多的實踐結(jié)果表明,對于影響結(jié)構(gòu)抗震性能的因素較多,如建筑選址、結(jié)構(gòu)自身的設計、建筑施工的合理性等等都直接關系到結(jié)構(gòu)抗震性能。通過結(jié)合筆者的實踐經(jīng)驗,筆者提出幾點可有效提高建筑抗震性能的措施供同行所參考。

2.1 建筑場地的選取

建筑地形以及建筑地處的地質(zhì)情況,將直接影響建筑抗震性能。因此抗震規(guī)范明確規(guī)定建筑物應盡可能避開對建筑抗震不利的地段如斷層錯動、河岸滑坡、地層陷落等,任何情況下均不得在抗震危險地段上建造可能引起人員傷亡或較大經(jīng)濟損失的建筑物。因此,在進行建筑選址時,應進行詳細勘察、搞清地形、地質(zhì)情況。

2.2 建筑主體結(jié)構(gòu)設計的合理性

建筑物自身的結(jié)構(gòu)設計是直接影響到建筑物的抗震性能。從工程實踐結(jié)果表明,對于復雜的平面布置,建筑物會出現(xiàn)質(zhì)心與剛心不重合,在地震作用下結(jié)構(gòu)將會產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應,從而加劇地震的破壞作用。對于結(jié)構(gòu)設計人員來說,所設計的結(jié)構(gòu)應當遵循形狀規(guī)則和簡單、結(jié)構(gòu)對稱,而且結(jié)構(gòu)應當滿足豎向均勻性原則,從而可以有利于降低扭轉(zhuǎn)力、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件能保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)、降低材料的耗用。結(jié)構(gòu)抗震設計中,要求結(jié)構(gòu)平面布置盡可能地使結(jié)構(gòu)的剛心和質(zhì)心相一致。在建筑立面上應盡可能的降低結(jié)構(gòu)重心,避免頭重腳輕,出現(xiàn)結(jié)構(gòu)薄弱連接、剛度突變,受鞭梢效應,致使在地震時發(fā)生傾倒。

(1)我國對于建筑物的抗震設計,要求采取抗震設防標準是“三水準設防、兩階段設計” 。在這種建筑物抗震設計思想下,建筑結(jié)構(gòu)設計經(jīng)歷了剛性設計、柔性設計、延性設計和結(jié)構(gòu)控制設計四階段。但是由于地震的隨機性、復雜性、間接性和偶然性,在結(jié)構(gòu)自振周期、材料性能、阻尼變化和基礎差異沉降等因素的影響下,結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出極大的復雜性、計算假定與實際情況的不符的特點,甚至一些在定性分析上反應出來的結(jié)論完全相反,使計算結(jié)果差距很大。因此,要提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能,建筑物設計時首先要考慮到良好的概念設計。

(2)確保建筑結(jié)構(gòu)體系的共同工作。對建筑采取抗震設計時應充分利用建筑結(jié)構(gòu)體系的協(xié)同工作,從而設計建筑物中的各個構(gòu)件都處于相互協(xié)作以及共同工作的狀態(tài)。也就是需要建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件在承載力極限的條件下不僅可以保持共同工作,同時也需要它們具有共同的耐久性。此外建筑結(jié)構(gòu)的上部及其基礎,當受到載荷時應保持著一個統(tǒng)一整體,共同承擔載荷。在砌體結(jié)構(gòu)的建筑中避免建筑結(jié)構(gòu)單純的依靠建筑結(jié)構(gòu)自身剛度來承受載荷。

2.3 建筑施工材料選取

建筑物在地震時所受到的地震作用與結(jié)構(gòu)剛度成正比, 即質(zhì)量越大的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其將受到的地震影響力也就越大。因此在進行建筑物構(gòu)件選材時,在保證建筑安全性的同時,為改善建筑的抗震性能,應盡可能的減少建筑結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。如:在建筑的樓板、墻體、框架、隔斷、圍護墻以及屋面構(gòu)件中,廣泛采用多孔磚、加氣混凝土板、空心塑料板材等輕質(zhì)材料。

2.4 高質(zhì)量的施工

高質(zhì)量的施工才能起到抗御地震的作用,只有把好抗震設計和施工兩道關才能有效地提高建設工程的抗震性能。施工圖審查單位應當將房屋建筑抗震設防作為專項審查內(nèi)容,對施工圖抗震設防質(zhì)量負責。建設單位、施工單位應當選用符合施工圖設計文件和國家有關標準規(guī)定的材料、構(gòu)配件和設備。施工單位應當按照施工圖設計文件和工程建設強制性標準進行施工,并對施工質(zhì)量負責。工程監(jiān)理單位應當按照施工圖設計文件和工程建設強制性標準實施監(jiān)理,并對施工質(zhì)量承擔監(jiān)理責任。

2.5 對房屋進行加固

對房屋建筑進行加固改造,也是增強房屋建筑抗震性能的有效手

段。對于木結(jié)構(gòu)房屋的抗震加固應根據(jù)實際情況,采取減輕屋蓋重力、加強構(gòu)件連接、加固木構(gòu)架、增砌磚抗震墻、增設柱間支撐等措施;對于土石墻房屋的加固,則可根據(jù)實際情況采取加固墻體、加強墻體連接、減輕屋蓋重力等措施;對于多層砌體結(jié)構(gòu)的加固,則可采取拆砌或增設抗震墻、修補和灌漿、外加柱加固、面層或板墻加固、增設支撐或支架加固、柱、墻垛采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土套加固、設置鋼拉桿、長錨桿、增設圈梁、構(gòu)造柱等方法;對于多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固,則可采取單向框架宜加固為雙向框架,或采取加強樓、屋蓋整體性且同時增設抗震墻、抗震支撐等抗側(cè)力構(gòu)件的措施;框架梁柱采用鋼構(gòu)套、現(xiàn)澆鋼筋混凝土套加固,或貼鋼板加固;增設鋼筋混凝土抗震墻或翼墻加固等方法。

3 結(jié)語

結(jié)構(gòu)抗震是一門在不斷發(fā)展的科學,提高結(jié)構(gòu)抗震性能,保障人身和財產(chǎn)安全是建筑行業(yè)永恒的主題。建筑工作者們要不斷奮斗,不斷提高探索,努力提升結(jié)構(gòu)抗震性能。

參考文獻:

[1]付敏娥.試論房屋建筑的抗震設計與發(fā)展方向.黑龍江科技信息.2009 年27期.

[2]張小云主編.建筑抗震(第二版).高等教育出版社.2009.03.

篇10

關鍵詞:建筑工程;結(jié)構(gòu)加固;箍筋;錨固

Abstract: the buildings with the passage of time and the earthquake or modification cause for building the capacity of the each part does not meet the requirements. Therefore, the building is to continue to use, the need for strengthening treatment, in order to improve the safety coefficient. In this paper, according to the project examples, the reinforcement of the structure design are discussed for reference.

Keywords: building engineering; Structure reinforcement; Stirrup; anchor

中圖分類號:TU761 文獻標識碼:A文章編號:

前言:

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,對建筑功能的多樣化需求越來越高。再加上城市人口的不斷增多、建筑用地日益緊張,建筑發(fā)展加快。隨著工程中的不同加固方法,結(jié)構(gòu)設計人員同時分析了個方法所具有的技術特點與使用的建筑范圍。讓人們對建筑結(jié)構(gòu)加固更加了解。

一、工程概況

某寫字樓項目分為四座,其中只有一座是5層,其它座都是7層,7度抗震設防,Ⅱ類場地,混凝土強度等級皆為C25?,F(xiàn)改造為小開間,并且在西座還要增加2層。

圖1 平面圖

二、工程的加固設計

經(jīng)檢測、鑒定及抗震驗算,工程部分框架柱、框架梁及部分樓板的抗震承載力不滿足要求,其余都符合《建筑抗震鑒定標準》中關于多層鋼筋混凝土房屋鑒定的規(guī)定。在進行加固設計時,遵循對稱加固的原則,使加固后建筑物的質(zhì)量分布、剛度分布比較均勻,結(jié)構(gòu)樓層綜合抗震能力指數(shù)、構(gòu)件的抗震承載力都有所提高,而且滿足《建筑抗震鑒定標準》、《建筑抗震加固技術規(guī)程》的要求。以下主要介紹柱、梁、板不同加固方法的運用。

(1) 混凝土柱的加固

①原混凝土柱的軸壓比不滿足設計要求

此情況下采用加大柱截面法。但一部分鋼筋混凝土柱由于建筑不允許在某一面加大柱截面。因此曾設計用圖2所示的兩種加固方法,最后認為圖(b)的加固方法更為理想。理由如下:1)圖2(b)的方法雖然在建筑限制的方向超出了25mm,但在與建筑專業(yè)協(xié)商后認為經(jīng)過后期抹灰后,基本上不影響外觀,也不會影響建筑的功能使用; 2)采用一個封閉箍筋在整體性能和對施工質(zhì)量的控制上都比采用圖2(a)的兩個U型箍筋要好得多;3)由于原混凝土柱在施工時會由于種種原因使得柱的箍筋位置及間距出現(xiàn)偏差,這就導致在鑿開柱子的混凝土找出原箍筋并與圖2(a)新增U型箍筋焊接的過程中,耗費大量的時間和人工;4)圖2(b)的新加鋼筋混凝土套超出原混凝土柱厚25mm的混凝土層,只是起保護封閉箍筋的作用,可代之以水泥砂漿抹上去,所以不必擔心其因厚度太小而出現(xiàn)的蜂窩麻面而影響施工質(zhì)量。

圖2 加大截面法

②原混凝土柱只有箍筋不滿足設計要求

此情況下采用封閉式粘貼碳纖維布的加固方法。此時,碳纖維布與原混凝土柱共同承擔柱子的剪力。在按《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術規(guī)程》的有關計算規(guī)定把碳纖維換算成柱的體積配箍率時,也必須要滿足《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》對柱端箍筋加密區(qū)的體積配箍率的要求。應該注意:采用碳纖維加固法時,必須保證原混凝土實際強度不能低于C20。

③原混凝土柱軸壓比滿足設計要求,但柱的縱向鋼筋或箍筋不滿足設計要求

這種情況在不能用加大柱截面法加固時,則可采用外加鋼構(gòu)套加固法,如圖3所示。此法不但柱截面與原來差別不大,而且施工的進度較加大截面法快、成本較碳纖維加固法低。

圖3 外包鋼加固法

工程采用的是干式外包鋼加固法。即:鋼構(gòu)套與原混凝土柱之間沒有粘結(jié),或僅為水泥砂漿填實。此方法與濕式外包鋼加固法相比較,具有施工工藝較簡單,進度較快的優(yōu)點。

采用干式外包鋼加固法時,鋼構(gòu)套與原混凝土柱承擔的外力按照剛度比例關系分配。鋼構(gòu)套的設計則是根據(jù)鋼構(gòu)套所分擔的外力,按照《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》的有關綴板的計算。

鋼構(gòu)套必須錨固在柱上下兩端的梁柱節(jié)點內(nèi),錨固的做法有兩種情況:

a.鋼構(gòu)套的豎向角鋼(或豎向扁鋼板)沒有與原混凝土梁相交,而是直接穿過樓板,在領導的混凝土柱周圍繼續(xù)做鋼構(gòu)套,直到滿足錨固長度。

d.鋼構(gòu)套的豎向角鋼(或豎向扁鋼板)與原混凝土梁相交,由于鋼構(gòu)套的豎向角鋼(或豎向扁鋼板)受到原梁內(nèi)的鋼筋阻擋,不能繼續(xù)伸長,鋼構(gòu)套的錨固做法應采用圖4所示的方法。

圖4 鋼構(gòu)套的錨固做法

(2)混凝土梁的加固

工程大多數(shù)需要加固的梁的原配鋼筋與設計要求相差較大,采用碳纖維加固法成本較高,因此根據(jù)不同梁的實際情況,采用不同的加固方法。

①弧形梁的配筋不滿足設計要求

弧形梁加固如圖5所示,在原結(jié)構(gòu)梁的增加一個鋼筋混凝土套。施工時沿梁兩側(cè)鑿開100mm寬的槽,套上箍筋后灌入細石混凝土。此時應注意:因新加的受拉鋼筋不能完全發(fā)揮其抗拉性能,故其強度應予以折減,折減系數(shù)為0.9。因在梁面上新增加梁端負筋比較困難,如果增大梁的截面后出現(xiàn)梁端所配負筋還沒滿足計算要求、但梁跨中所配正筋已滿足設計要求的情況,則應運用梁內(nèi)力塑性重分布的原理,適當加大梁跨中新增的縱筋面積。

圖5 加大截面法加固梁

②懸臂梁配筋不滿足設計要求

根據(jù)懸臂梁所處的實際情況,把粘貼鋼板法與外加鋼構(gòu)套法有機地結(jié)合在一起,如圖6所示。

因懸臂梁的受力鋼筋位于梁面,所以采用建筑用的高強粘結(jié)膠把鋼板粘貼在梁面上,以承擔懸臂梁的梁端負彎矩?!督ㄖ拐鸺庸碳夹g規(guī)程》規(guī)定:粘貼鋼板與原構(gòu)件宜采用脹管螺栓連接。但因脹管螺栓會影響日后樓面的正常使用,故用鋼構(gòu)套代替脹管螺栓把鋼板與原懸臂梁連接在一起,以保證即使鋼板與懸臂梁間高強粘結(jié)膠老化了,鋼板與懸臂梁之間仍能共同協(xié)調(diào)變形。在施工時把鋼板、角鋼和鋼綴板焊在一起,形成一個鋼構(gòu)套,鋼構(gòu)套與懸臂梁之間再施以壓力灌漿,用高強粘結(jié)膠把整個鋼構(gòu)套與懸臂梁粘結(jié)在一起。梁面鋼板在懸臂梁的支座處按圖7所示的方法錨固。鋼板的設計則是把鋼板等效于受拉縱筋,鋼綴板等效于箍筋;按《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》的有關規(guī)定計算。

圖6 粘鋼法加固懸臂梁 圖7 懸臂梁面鋼板在支座處錨固

(3)混凝土板的加固

工程的部分樓板因其上增加了戶間隔墻或功能用途變化很大而導致原配筋不能滿足設計要求,為了能在加固樓板時不增加樓層的自重,對板采用的加固方法是:在板底粘貼碳纖維布。

(4) 其他考慮

在對已有建筑進行加固時,在新增鋼筋植入原結(jié)構(gòu)時,常會遇到舊有鋼筋而植不進去,但此時植入長度又不能滿足規(guī)范要求的情況。如果在舊有鋼筋少的地方還可以用轉(zhuǎn)換植入位置的方法來解決。但在舊有鋼筋密集的地方(如梁柱交匯點)就很難解決滿足鋼筋的植入長度這一問題。所以在加固設計時,應盡量選用小直徑鋼筋,這樣既對混凝土的澆注有利,又能減小鋼筋的實際植入長度。

三、結(jié)束語

在建筑允許的情況下,對柱的加固盡量采用加大截面法,這樣既能體現(xiàn)強柱弱梁的設計原則,又能減小鋼筋植入原構(gòu)件的長度,因為柱新加大的部分也計入鋼筋的植入長度中;而且在用粘鋼法加固梁時,柱梁相交節(jié)點處加大的部分還能對所粘貼的鋼板起錨固作用。