建筑物抗震加固技術淺述

時間：2024-07-27 19:04:19 職稱論文我要投稿

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建筑物抗震加固技術淺述

　　導讀：震前進行了抗震加固的工程經受了考驗,震后完好,而附近未加固的建筑則遭到嚴重破壞。通過在原有結構構件以外增設構件能夠有效提高結構抗震承載力、變形性能和整體性,對某些承載力、變形不足的構件進行補償。大量試驗和工程經驗表明：隔震一般可使結構的水平地震加速度反應降低60%左右，從而消除或有效地減輕結構和非結構的地震損壞。目前,作為一種較為成熟有效的減震技術,隔震技術已經列入了規范,在新建工程中推廣使用。

　　關鍵詞：抗震加固，增設構件，外包加固，隔震，減震

　　建筑物的抗震是實現安全目標的重要措施和手段,但總一些建筑因種種原因在進行設計、施工時未進行抗震處理,或雖進行抗震處理但達不到現行規范的要求，這就需要對這些建筑物進行抗震鑒定,并采取加固措施。許多工程實例表明;震前進行了抗震加固的工程經受了考驗,震后完好,而附近未加固的建筑則遭到嚴重破壞。這說明證明了抗震加固是改善、提高既有建筑抗震能力的有效措施。

　　1.哪些建筑物需要進行抗震加固呢?

　　1.1建筑物使用功能改變

　　這類建筑均是按照當時的抗震規范設計和建造，有些已經不能滿足目前的規范要求，即使可以滿足現行規范要求，但是因為使用功能的改變，抗震能力達不到新的使用功能，不得不進行加固。

　　1.2建筑物設計方案本身就不合理

　　建筑物的破壞隨建筑平立面布置、結構形式的不同和抗震措施的多少而有差別。房屋平面形狀復雜、立面設計不規則、質量剛度分布不均勻,則地震時較容易引起扭轉或變形,從而加重房屋的震害。同時房屋的高度及高寬比超過規范要求時,也易產生平面彎曲破壞。

　　1.3建筑物在施工過程中質量不符合要求

　　在砌體結構中，磚砌體質量低劣是導致砌體結構破壞的主要原因。有些在施工中為了方便,往往將縱橫墻分開砌筑,且構造柱與砌體之間沒有很好的連接,使縱橫墻不能有效地連成整體。在框架結構中，填充墻沒有在框架柱中預埋的拉結鋼筋;框架梁柱節點受力狀態十分復雜,同時由于梁柱交叉,在梁高核心區鋼筋縱橫交錯,使箍筋綁扎十分困難,混凝土澆筑質量也難以得到保證。這些施工隱患，對房屋的抗震非常的不利。

　　1.4地基失效

　　當建筑物地基內含飽和砂層、粉土層時,在強烈地面運動影響下,土中孔隙水壓力急劇升高,致使地基土發生液化,地基承載力下降,甚至完全喪失,從而導致上部結構的破壞。

　　2.目前工程中主要采用抗震加固方法有以下幾種

　　2.1 增設構件加固法

　　通過在原有結構構件以外增設構件能夠有效提高結構抗震承載力、變形性能和整體性,對某些承載力、變形不足的構件進行補償。在采用增設構件進行抗震加固設計時,必須要考慮增設構件對結構整體計算和抗震性能的影響。

　　2.1.1增設墻體加固法。磚混結構中,當抗震橫墻間距超過規定值或墻體抗震承載力嚴重不足時,可采用增設磚抗震墻或鋼筋混凝土抗震墻的方法,來彌補原有結構抗震能力的不足;在抗震變形較大的框架結構中,增設鋼筋混凝土抗震墻,使框架結構變成具有多道抗震防線、側向變形較小的框剪結構,框架承受的地震力大大減小,從而達到不加固或少加固框架而大幅度提高結構抗震性能的目的,這種方法已經成為框架結構加固的最主要方法之一。但這種方法必須進行加固后結構的整體抗震計算,而且在新加抗震墻下要增設基礎,施工周期較長,對被加固房屋的使用有較大影響。

　　2.1.2 增設構造柱、圈梁加固法。外加鋼筋混凝土構造柱,是指在已建成的磚混結構房屋墻體的某些部位的外側或內側設置鋼筋混凝土柱,與墻體組合起來,共同承擔地震力。國內外宏觀震害經驗和試驗研究表明,采用外加鋼筋混凝土構造柱可以提高結構的抗變形能力和抗剪強度,大大減輕結構震害。如果圈梁設置不足,也可采用鋼筋混凝土外加圈梁或板底鋼筋混凝土夾內墻圈梁進行加固。論文發表。

　　2.1.3 增設拉桿加固法。鋼拉桿可以代替內墻上的圈梁與外墻圈梁配合使用,也可以單獨使用,作為縱橫墻的拉結措施防止縱墻外閃倒塌,還可以保證外加鋼筋混凝土柱與磚墻共同工作,約束墻體,提高墻體的整體性。

　　2.1.4增設柱子加固法。在梁的跨中增設支柱等構件,可以較大幅度的提高被加固構件的承載力,減小了構件變形,從而也增大了既有構件的抗震能力。

　　2.2 外包加固法

　　指在結構構件外面增設加強層,以提高結構構件的抗震能力、變形性能和整體性。這種加固方法是一種常用的抗震加固方法,某些方法能大幅度提高結構的抗震能力,一般做法有:

　　2.2.1 鋼筋網水泥砂漿面層加固法。論文發表。對于一些未經抗震設計的多層磚房,僅靠外加圈梁、拉桿及構造柱還不能達到抗震要求。試驗研究表明,鋼筋網砂漿面層可大幅度提高原有墻體的抗側力剛度與受剪承載力。在受力時水泥砂漿面層首先開裂,然后是磚砌體,最后是鋼筋達到屈服,它們之間達到極限承載力的時間間隔與加固的水泥砂漿與鋼筋數量等有關。

　　2.2.2 粘鋼加固法。該法是一種適應面廣、施工方便、在較少增加剛度的條件下能大幅度提高構件抗震性能的一種發展勢頭良好的加固方法。論文發表。這種方法使現有結構系統幾乎沒有改變 ,同時合理的設計 ,規范地實施這一工作將能保證在設計荷載范圍內結構的整體聯合作用 ,粘在混凝土梁受拉表面的鋼板能提高抗彎能力 ,同時也能提高抗彎剛度并相應地減少撓度和開裂。但是該方法可能會因鋼板自重較大 ,或因結構物外形復雜而存在一定的難度;且施工時必須在結構構件上鉆孔 ,埋設一定數量的錨栓 ,增加了構件的損傷;外鋼板還需要定期作防銹蝕處理 ,并且也不適宜用于有腐蝕介質環境。

　　2.2.3 外包鋼加固法。該法是以型鋼(一般為角鋼)外包于構件四角的加固方法 ,適用于使用上不允許過大增加原構件截面尺寸 ,卻又要求大幅度地提高截面承載能力的混凝土結構加固。外包鋼加固分干式和濕式兩種情況。濕式外包鋼加固 ,外包型鋼與構件之間是采用乳膠水泥粘貼或環氧樹脂化學灌漿等方法粘結 ,以期型鋼架與原構件能整體工作共同受力;干式外包鋼加固 ,型鋼與原構件之間無任何粘結 ,不能確保結合面剪應力和彎曲拉應力的有效傳遞 ,外包鋼架與原構件不能保證整體工作 ,與濕式外包鋼相比 ,干式外包鋼施工更為簡便 ,但承載能力提高不如濕式外包鋼有效。抗震加固中一般采用濕法,它適用于加固鋼筋混凝土梁、柱及磚柱等。具有施工方便,能有效提高構件抗震性能的優點,但使用時應注意對鋼構套表面涂刷防銹漆,或采用水泥砂漿面層保護。

　　2.2.4碳纖維加固法。該法是一項新的應用外粘高性能復合材料的加固方法,它采用采用高性能粘結劑將碳纖維布粘貼在建筑結構構件表面,使兩者共同工作,提高結構構件的(抗彎、抗剪) 承載能力,從而達到對建筑物進行加固、補強的目的。由于碳纖維織物具有高強度、高彈性模量、耐腐蝕、耐久性能好、施工簡捷、沒有濕作業、不需大型施工機具、適用面廣 ,可廣泛實用于各種結構類型、各種結構形狀、各種結構部位的加固修補 ,且不改變結構形狀及不影響結構外觀 ,這是目前任何一種結構加固方法所不可比擬的。但該法也存在使用時間不長,使用經驗不多,費用較高的缺點,而且也由于粘結劑的原因,使用環境溫度不能大于60 ℃。

　　2.3 增強自身整體性加固法

　　該法用于加強結構構件本身,恢復或提高構件的承載力和抗震能力,一般不做為單獨的抗震加固方法使用。

　　2.3.1 壓力灌注水泥漿加固法。對已開裂的墻體，可采用壓力灌漿修補，對砌筑砂漿飽滿度差或砌筑砂漿強度等級偏低的墻體，可用滿墻灌漿加固，也可以用來提高砌筑砂漿強度等級≤M1 以下磚墻的抗震承載力。

　　2.3.2壓力灌注環氧樹脂漿加固法。當鋼筋混凝土構件出現裂縫時，可灌注環氧樹脂漿補強。

　　3.減小地震作用的加固方法

　　上邊所說的都是增大結構抗震能力的加固方法，另外，還有減小地震作用的加固方法。這種方法似乎并沒有加固結構,但實際上在任何情況下,減小地震作用就意味著結構抗震安全度的提高,就意味著結構得到了加固。

　　3.1 隔震加固法

　　大量試驗和工程經驗表明：隔震一般可使結構的水平地震加速度反應降低60%左右，從而消除或有效地減輕結構和非結構的地震損壞。在地震作用下,隔震墊在水平向發生較大變形,吸收并消耗較多的地震能量,從而使上部結構周期加長,傳遞給上部結構的地面水平地震加速度大大減小,從而減小了上部結構承受的地震力。目前,作為一種較為成熟有效的減震技術,隔震技術已經列入了規范,在新建工程中推廣使用。

　　3.2 消能減震加固法

　　消能減震是采用設置消能器來控制預期的結構變形,增大結構阻尼,同時減少結構的水平和豎向地震作用,從而使主體結構在罕遇地震下不發生嚴重破壞,該法適用范圍較廣。用該法進行抗震加固,收到了良好效果。

　　建筑物的抗震加固的方法很多，各有利弊，加固方法的選擇應根據抗震鑒定的結果，結合結構特點，綜合考慮加固效果、施工簡便性及經濟性等因素決定。

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