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建筑结构抗震加固方法探讨

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【摘要】地震具有破坏性强的特点,给人民带来了极大的灾难,造成了巨大的人员伤亡和财产损失。目前,我国的建筑结构领域也意识到了加强建筑物抗震能力的重要性。同时结合建筑物抗震加固原理和原则,提出了相应的建筑结构抗震加固的具体方法,具有一定的理论参考价值。

【关键词】建筑结构;抗震;加固方法

中图分类号:TU198文献标识码: A

前言

随着我国建筑行业的快速发展,建筑结构由过去的砖混结构向着混凝土、钢筋混凝土的结构转变。高层建筑不断增多,如何做好建筑的抗震加固是现阶段重点关注的课题,这就要求建筑行业的工程技术人员针对不同的情况采用不同的方法,进一步增强建筑结构的抗震性。

二、抗震加固的必要性 根据国际上和国内的成功经验, 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, 保障人民生命安全和国家财产免受损失,从而最大限度的减少地震造成的损失。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, 充分表明了我国建筑结构抗震加固的严重性和迫切性。 国外对既有建筑的抗震加固十分重视,已建立了较为完善的标准法规。在我国,既有建筑的抗震加固任务变得日益迫切。

三、主要抗震加固改造原理 1.以减少地震作用的角度进行改造 地震的破坏性和毁灭性不可避免,在人类现有预测条件下对地震强度的预测缺乏准确性,那只能最大化降低这种破坏。结构反应是随着地震作用减少而减少,安全性会在此时提高。依靠这种思路,可以从建筑的结构周期、结构阻尼入手。结构周期的增大会伴随结构刚度减小从而降低破坏力,结构阻尼加大起到消能减震作用,尤其在地震时结构变化大的区域效果明显。 2.以增大结构抗震能力角度加固 与减少地震作用的改造方法相反,从增大结构抗震能力出发也是一种可行的思路。利用结构特性,整合加固,切不可片面进行加固。从改变抗震墙墙体用料和钢架结构,从而提高延性与刚度等。这种通过加强建筑物构件的抗震能力的角度很普及也有效,但必须把握整体性原则,以防薄弱部位转移。 四、房屋抗震加固的原则 抗震加固的原理是:通过对结构的构件、结构受力的途径的改善,提高结构的抗震能 力,实现结构的地震破坏有所减小。钢筋混凝土结构的抗震加固原则主要表现在以下几个方面: 1、在结构的抗震鉴定结果的基础上,才可进行结构的抗震加固。在具体的加固实施过程中可以采用整体加固、区段加固以及加固。2、在对加固方案进行确定时,应该深入的调查原有结构的现状,对结构是否存在局部损伤应特别查明,如果发现有损伤,并且损伤的程度影响原结构的正常使用,应对这些损伤进行专门的研究和处理。 3、在对抗震加固方案进行确定时,要对结构总体抗震能力和变形能力的综合协调进行重点考虑,以避免单纯的构件加固。 4、根据结构的实际情况,抗震加固应采用主要提高框架抗震承载能力、主要增强框架变形能力或改变结构体系而不加固框架的方案。 5、避免加固后的框架形成短柱、短梁或强梁弱柱。 6、在选择加固方案时,应避免原结构的薄弱层发生转移,但是,如果转移发生,则处理新的薄弱层。 7、在增设墙体、支撑等构件时,对于结构体系的变化应该予以注意,除此之外,还应对结构内力的重分布以及可能出现的局部应力集中都应该加以注意。 8、安全性是抗震加固的重点,但是对于结构适用和美观也应加以考虑。科学而合理的加固方案是安全和美观的有机统一。 9、在选择加固方法时,也应该考虑经济性、对生产和生活的影响等问题,优先选用经济合理、便于施工的方法,且对生产和生活的影响也应最低。

五、建筑结构抗震加固的具体方法 1.不断增加构件的方法 在原先的建筑结构上,通过增加一些构件,从而可以让结构的抗震力以及整体结构的稳定性得到了增强。针对一些承载能力不强的构件,要进行强有力的补偿。在选择建筑构件的时候,要依据实际情况进行分析,从而选择一个合理的建筑构件。在选择不同的建筑构件的时候,要考虑到以下几种情况:增加墙体时候选择的建筑构件;增加支撑来选择的建筑构件;增加选择的建筑构件;增加拉杆选择的建筑构件等。 2.不断加大面积的方法 在进行建筑构件选择的时候,要通过利用原结构同样的材料来不断让构件的截面面积逐渐增大,这样就能使建筑构件的承载力、截面的刚度以及构件的延性得到了增强。在不断加固混凝土结构的构件中,通常要采用加大截面的方法。然而,加固混凝土结构的构件主要包括了墙面、柱子、板面、梁柱的构件。 3.对结构构件进行外包的方法 通过对结构构件的外部进行外包,从而能够使构件的抗震力以及整体性得到了增强。在进行外包的方法来加强构件的抗震力。外包的方法主要有:通过使用混凝土面层的外包法来进行加固、使用钢筋网加砂浆面层的方法进行加固等。在建筑构件中要合理的使用碳纤维粘贴加固,这主要是由于碳纤维粘贴具有较强的弹性、重量比较轻、耐腐蚀性以及长久的性能,从而能让碳纤维粘贴在建筑行业中具有广泛的应用。 4.使用外加预应力的方法 通过利用外加的预应力从而可以对原结构进行加固的方法。使用外加预应力的方法可以使建筑物的使用空间不发生改变,其中改变的只是结构内部的承重分布,从而可以让应力得到了降低,最终使结构的承载力得到了提高。一般情况下,在加固较大体量混凝土的板面、梁柱等构件的时候要使用外加预应力的方法。 六、新型抗震加固方法 近些年来,在结构抗震加固领域中涌现了一些新型抗震加固方法。 1.隔震加固法 该法是隔震技术在抗震加固领域中的应用,通过隔震层的设置将地震变形集中到隔震层上,从而起到减小原结构地震反应的目的。目前较多的做法是基础隔震,即在上部结构和基础之间设置隔震装置,阻隔地震能量向上部结构传递,从而减少上部结构地震反应。如美国对盐湖城大厦、洛杉矶政府大楼等几十栋建筑就是采用此法进行了抗震加固;日本对一些办公楼、机场等大型公共建筑也是采用此方法进行了抗震加固,效果十分明显。 2.消能减震加固法 消能减震加固法的原理是在结构抗侧力构件中设置消能部件或阻尼器,通过其局部变形提供附加阻尼以耗散或吸收由地震输入结构中的能量,减少主体结构地震反应,从而避免结构产生破坏或倒塌。消能减震技术主要用于大型公共建筑的抗震加固,该加固方法的关键是消能减震装置的选择及布置。目前,消能减震装置的种类很多,有:①摩擦性耗能器;②钢弹塑性耗能器;③铅积压阻尼器;④粘弹性阻尼器;⑤粘滞阻尼器等,应用较多的是粘滞阻尼器。 3.增设扶壁柱加固技术 该技术属于加大截面加固法的一种,其优点与钢筋混凝土外加层加固法相近,但承载力提高有限,且较难满足抗震要求,一般在非地震地区应用,它属于砌体结构的间接加固方法。一般有两种做法,第一种为无黏结外包型钢加固法,该法属于传统加固方法,其优点是:施工简便、现场工作量和湿作业少,受力较为可靠,适用于不允许增大原构件截面尺寸,却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固;其缺点为:加固费用较高,并需采用类似钢结构的防护措施;第二种为预应力撑杆加固法,其优点是:能较大幅度地提高砌体柱的承载能力,且加固效果可靠,适用于加固处理高应力、高应变状态的砌体结构的加固;其缺点是不能用于温度在600℃以上的环境中。

七、结束语

综上所述,建筑结构抗震加固需要综合考虑建筑结构各个方面的内容,对现有资源进行整合,系统地进行抗震加固,更好的保障人民的生产和生活环境,保障人民的生命财产安全。

参考文献: [1]洪俊青.隔震技术在建筑抗震加固中的应用研究[J].工程抗震与加固改造,2009(5).

[2]李爱文,黄奕辉,杨勇新.结构抗震加固方法概论[j].福建建筑.2011(7). [3]张爱平.既有建筑抗震加固的方法及其应用[j].科技资讯,2010(23).

[4]范锡盛、曹薇、岳清瑞.建筑物改造和维修加固新技术[M].北京:中国建材工业出版社,2012.