摘要:震前对现有建筑物的抗震加固,是减轻地震灾害行之有效的方法之一,它是提高既有建筑物抗震力最主要的方法,是国家抗震防灾工作的重要组成部分,也是当代土木工程领域发展较快的学科。经验表明:对现有建筑按现行设防烈度进行抗震鉴定,并对不符合鉴定要求的建筑采取对策和抗加固,是减轻地震灾害的有效措施。
关键词:基本要求问题加固方法
地震时建筑物的破坏是造成地震灾害的主要原因。现有建筑物有的是旧时代修建的,或相当一部分在《74抗震设计规范》颁布前设计建成,未考虑抗震设防,有些虽然考虑了抗震,但由于原定的地震基本烈度偏低,与《中国地震烈度区划图(1990)》(国家地震局、建设部于1992年6月颁布实行)相比,并不能满足相应的设防要求。唐山地震以来建筑抗震鉴定加固的实践和震害经验表明,对现有建筑按现行设防烈度进行抗震鉴定,并对不符合鉴定要求的建筑采取对策和抗震加固,是减轻地震灾害的重要途径。
一、抗震鉴定的基本要求
一般说,抗震鉴定是对房屋所存在的缺陷进行“诊断”,包括下列步骤:
(1)原始资料搜集,如勘探报告、施工图、施工记录和竣工图、工程验收资料等,资料不全时,要有针对性地进行必要的补充实测;
(2)建筑现状的调查,了解实际情况与原始资料相符合的程度、施工质量和维护状况;并注意有关的非抗震质量问题;
(3)综合抗震能力分析,既有抗震概念的宏观判断,也有数值的计算;
(4)鉴定结论和治理,主要对不符合鉴定要求的房屋提出相应的维修、加固,改造或更新的抗震减灾对策。
二、震鉴定中应注意的问题
抗震鉴定的目标为:经鉴定符合标准要求的建筑,在遭遇到相当于抗震设防烈度的地震影响时,一般不致倒塌伤人或砸坏重要生产设备,经修理可继续使用。
1、重点检查内容房屋的高度是否超高,层数是否超过,层高是否超过4m;抗震墙的厚度(120mm砖墙稳定性差,一般不作为抗震墙)和间距是否满足要求;墙体的砂浆强度等级(查阅图纸和施工验收记录,必要时应现场检测)和砌筑质量(可结合施工验收记录和现场调查确定);墙体交接处的连接,关键是否咬槎砌筑,有无拉结措施,有无烟囱,通风道等严重削弱交接处截面的情况;女儿墙和出屋面烟囱等易引起倒塌伤人的部位的检查,墙体布置的规则性。
2、外观和内在质量要求墙体不空鼓、无严重酥碱和明显歪斜;支撑大梁、屋架的墙体无竖向裂缝,承重墙、自承重墙及其交接处无明显裂缝;木楼、屋盖构件无明显变形、腐朽、蚁食和严重开裂;混凝土构件仅有少量微小开裂或局部剥落,钢筋无露筋、锈蚀。
三、主要抗震加固方法
现有建筑抗震加固前必须进行抗震鉴定,因为抗震鉴定结果是抗震加固设计的主要依据。建筑抗震鉴定和加固的设防标准比抗震设计规范对新建工程规定的设防标准低。因此不可按抗震设计规范的设防标准对现行建筑进行鉴定;也不能按现有建筑抗震鉴定的设防标准进行新建工程的抗震设计,降低要求。加固方案应根据抗震鉴定结果综合确定,可包括整体房屋加固、区段加固或构件加固。按加固形式,抗震加固方法可按如下分类:
1、增大结构抗震能力的加固方法
(1)增强自身整体性加固法。该法用于加强结构构件本身,恢复或提高构件的承载力和抗震能力,主要用于震前修补结构缺陷或震后对出现裂缝的构件进行修复加固,一般不做为单独的抗震加固方法使用。如:1)压力灌注水泥浆加固法。2)压力灌注环氧树脂浆加固法。3)铁把锯加固法。
(2)外包加固法。指在结构构件外面增设加强层,以提高结构构件的抗震能力、变形性能和整体性。这种加固方法是一种常用的抗震加固方法,某些方法能大幅度提高结构的抗震能力。如:1)外包钢筋混凝土面层加固法。2)钢筋网水泥砂浆面层加固法。3)钢构套加固法。4)粘钢加固法。5)碳纤维加固法
(3)增设构件加固法。通过在原有结构构件以外增设构件能够有效提高结构抗震承载力、变形性能和整体性,对某些承载力、变形不足的构件进行补偿。在采用增设构件进行抗震加固设计时,必须要考虑增设构件对结构整体计算和抗震性能的影响。1)增设墙体加固法。2)增设构造柱、圈梁加固法。3)增设拉杆加固法。4)增设柱子加固法。5)增设支撑加固法。6)增设支托加固法。7)增设门窗框加固法。
(4)增强连接加固法。构件可靠的连接是保证结构抗震性能、防止倒塌的一个非常重要的关键措施,抗震要求结构构件必须可靠连接。如果原有结构构件承载力能够满足,但构件间连接差,则必须采取增强连接的措施。1)拉结钢筋加固法。2)压浆锚杆加固法。3)钢夹套加固法。
(5)替换构件加固法。对原有强度低、韧性差的构件用强度高、韧性好的构件来替换。通常采用的有:1)钢筋混凝土替换砖。2)钢构件替换木构件。
2、减小地震作用加固法
(1)隔震加固法。采用铅芯阻尼橡胶支座,能够延长低层和多层结构的自振周期,通过隔震支座的大变形来减少其上部结构的水平地震作用,从而减少地震破坏。
(2)消能减震加固法。消能减震是采用设置消能器来控制预期的结构变形,增大结构阻尼,同时减少结构的水平和竖向地震作用,从而使主体结构在罕遇地震下不发生严重破坏,该法适用范围较广。
(3)被动控制减震加固法。运用被动控制的基本原理,通过在房屋顶部设置调谐质量,主要降低低阶振型的地震作用。这类加固技术,往往同既有房屋加层技术结合应用,可以在不对下部结构进行加固的情况下,进行房屋加层,新加的房屋质量采用隔震橡胶支座同既有房屋连接,从而减小了原有加固的地震作用,实际上相当于对既有房屋进行了抗震加固。
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