摘要:随着城市化进程的加快,我国的建筑事业蓬勃发展,城市建筑的结构形式也随之发生改变,逐渐由过去的砖混结构演变成当今的混凝土、钢筋混凝土等多样化的混合结构。由于现代建筑结构的多样性和复杂性,给建筑结构的抗震性带来了诸多问题,本文将针对建筑结构的抗震加固方法作出讨论。
关键词:建筑结构;抗震加固;方法
一般来说,结构抗震加固指的是针对正在使用的既有建筑物或构筑物进行检测、评价、维修、加固改造的总称。由于中国的建筑结构的设计技术起步较晚,我国建筑抗震加固的研究与应用经历了一个曲折的过程。在中华人民共和国成立以后,由于当时科学技术水平落后、经济水平有限以及人们对地震灾害严重性、建筑物抗震重要性认识的不足,建筑物的抗震设计一直没有得到很好的贯彻实施。吸取过去的惨痛教训,我国着手对已有建筑抗震加固技术和方法进行研究,并取得了良好的社会和经济效益。
1.抗震加固的必要性
根据过去的经验总结,在地震发生之前对现有的结构物进行抗震加固可以提高现有结构的使用寿命和抗震能力,有利于保障人民生命安全和国家财产安全,最大限度地减少地震造成的损失。经历汶川地震后,广大工程技术人员提出“对已建重要建筑物实施可行的加固是抵御地震灾害、延长建筑物使用寿命的有效措施,最大限度的减少强烈地震造成人员伤亡及财产损失”的呼吁,这充分表明了我国建筑结构抗震加固的严重性和迫切性。
2.建筑物的结构抗震设计需要注意的问题
高层建筑通过对其建筑基础掩埋是,稳定了地基,降低建筑的整体倾斜,阻止其滑移或倾覆,具有良好的抗震作用。钢筋混凝土的高层地下室的结构设计要求中规定,采用桩基时埋深不得小于1/15H,采用天然地基时埋深不得小于1/12H(房屋高度H是指室外檐口到地面的高度,其中不包括突出的电梯间、水箱等部位的高度)。
如果设计不合理会影响整体的抗震性能,通常建筑物的埋深高度要大于外地面以上的高度,总高度从室外的地面开始算起,对于地下的墙柱结构设计要同上部的结构协调一致,对于地下顶板的板面的内外标高发生的变化超过梁高就会造成错层的形成,要采取相应的措施加以处理,不然不能作为上部结构相应的嵌固部位。当地下的顶板当做上部结构相应的嵌固部位时,其地下一层以下的抗震等级要根据实际情况使用三级或者四级,地下一层结构的抗震等级要和上部结构所采用的等级一致。
3.建筑结构的抗震加固技术方法
由于建筑结构的不同,建筑结构抗震加固的方法也需要多样化,针对不同的构件,不同的要求,不同的结构形式有着不同的加固方法和措施。一般来说,改变原有房屋抗震级别不满足现行抗震规范的现象。常用的抗震加固方法有如下几种:
3.1增设构件加固法
增设构件加固法可以有效地提高结构的抗震能力、变形能力和整体性能,是目前对结构进行抗震加固最基本、最有效的方法之一。该法其具体的方法包括增设抗震墙(剪力墙和翼墙)加固法、增设支撑加固法、增设刚架加固法等。当原有结构的抗震墙体的间距不满足现有规范的规定值或者原有墙体的抗震承载力严重不足时,宜采用增设抗震墙加固法。此法利用新增的抗震墙来承担主要的地震作用,以减小结构的变形。采用抗震墙加固时,需处理好新增墙体与原有构件的连接,既要保证连接的可靠性,又要避免对原结构构件造成过多的损伤。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外,在布置新设抗震墙体时应注意,由于抗震墙的刚度较大,要充分考虑加固后的结构刚度的均匀性,以便增设抗震墙后使整体结构刚度均匀,避免造成薄弱层的转移。另外,此法优点是应力传递简单、刚度强度高、可靠性能好、造价低。但是任何事物都不可能十全十美,增设构件加固法也要它的缺点,这主要表现在:墙体重量大,基础结构必须有富足的承载力。此外,施工过程中噪音、振动都很大,工期也很长。
3.2粘贴钢板加固法
粘贴钢板加固法是用建筑结构胶将钢板粘贴在混凝土构件表面,使两者共同受力以提高结构承载力的加固方法,适用于对钢筋混凝土受弯、大偏心受压和受拉构件的加固。该法相对于传统加固方法,粘贴钢板加固法更为简单、快速,对结构的外形和净空以及生产生活的影响较小。纤维增强复合材料加固法是指采用以纤维或其制品作为增强材料的一种复合材料对构件进行抗震加固的方法。本方法适用于钢筋混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压及受拉构件的加固。外贴纤维复合材加固法是采用FRP片材对混凝土构件进行修复加固的一种新技术。外贴纤维复合材加固法具有很高的抗化学腐蚀能力和对被加固结构的保护能力,提高了结构耐久性;材料强度高,外贴加固用量少(材料厚度小);荷载增加极少,几乎不改变原有结构的外形和尺寸;施工周期短,操作简单;加固施工时噪音小,对结构的使用环境影响较小。
3.3增强连接加固法
一般情况下,当震害发生时,构件的连接往往是薄弱环节,针对各结构构件间的连接采用下列方法进行加固,能够保证各构件间的抗震承载力,提高变形能力,保障结构的整体稳定性。但针对构件间连接较差的情况,具体有:①拉结钢筋加固法,砖墙与钢筋混凝土梁柱之间的连接可增设拉结筋加强,一端弯折后锚入墙体灰缝内,一端用环氧树脂砂浆锚入梁柱的斜孔中或者与锚入梁柱内的膨胀螺栓焊接,新增外加柱与墙体的连接也可以采用此法连接。②压浆锚杆加固法,适用于纵横墙间没有咬茬砌筑连接很差的部位,采用长锚杆,一端嵌入内横墙,另一端嵌固于外纵墙上(外加柱),其做法是先钻孔,贯通内外墙,嵌入锚杆后,用水玻璃砂浆压灌。③钢夹套加固法,适用于隔墙与顶板和梁连接较差时,可采用镶边型钢夹套上与板底连接并夹住砖墙顶跃梁间增设钢夹套,以防止砖墙平面外倒塌。
3.4替换构件加固法
替换构件加固法是指对原有强度低,韧性差的构件进行材料代换,常采用的有:钢筋混凝土替换砖,如钢筋混凝土柱替换砖柱,钢筋混凝土墙替换砖墙等;钢构件替换木构件,但是这种方法要注意做好与原有构件的连接。
随着抗震知识的不断完善和国民经济的不断发展,建筑物的抗震加固渐趋多样化。目前新发展起来的减震控制技术在工程应用上有明显优势,为建筑的抗震设计和抗震加固提供了一条崭新的途径,相信今后一段时间将是减震控制技术走向成熟的时期。
结束语:
简而言之,在中国的巨大的建筑市场里,当前土木工程结构加固任务艰巨。随着建筑业的蓬勃发展,建筑物的加固、维修、改造的应用领域和范围也将越来越广,各种新的加固技术必将不断地涌现,结构的加固技术也必将取得更长足的发展。希望各位建筑结构设计师能能认识到建筑结构抗震加固的重要性,针对现有的建筑结构设计的情况很问题,有针对地对建筑结构提出合适的抗震加固方法,促进我国的建筑事业更好地长久持续发展。
参考文献
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论文作者:宋祥林
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第5期
论文发表时间:2018/7/2
标签:结构论文; 构件论文; 建筑结构论文; 方法论文; 建筑论文; 钢筋混凝土论文; 建筑物论文; 《建筑学研究前沿》2018年第5期论文;