探究建筑结构抗震加固设计技巧建筑工程师发表

来源:期刊VIP网所属分类:城市规划发布时间:2014-07-24浏览:

  摘要:抗震加固措施是为使现有建设工程达到规定的抗震设防要求所采取的增强强度、提高延性、加强整体性和改善传力途径等措施。文章发表在《中国水泥》上,是建筑工程师论文发表范文,供同行参考。

  关键词:建筑结构,抗震加固

  中图分类号:TU3 文献标志码:A 文章编号:1000-8772(2013)29-0000-02

  为使现有建设工程达到规定的抗震设防要求所采取的增强强度、提高延性、加强整体性和改善传力途径等措施。我国是一个多地震的国家,地震活跃范围十分广泛,同时带给人们的损害也不容忽视。因此,为了保证人们的生命及财产安全,目前在建筑结构中抗震加固技术的设计已经成为人类关注的焦点。

  一、高层建筑抗震加固设计的内容

  随着建筑抗震加固结构技术的发展,加固技术在结构改造中也得到了快速发展。目前,随着建筑物的增多,人们的要求也越来越高。因此,应用于高层建筑中的抗震加固技术与改造技术有很多。抗震加固与改造技术在建筑结构设计上主要分为两类:一类是增大建筑物结构的抗震加固改造能力,一类是减小地震作用的加固与改造设计。

  1976年唐山地震后,砌体结构抗震加固的问题日益突出,该技术主要是应用于对墙体的加固,增大墙体抗震性能的外包钢筋混凝土面层、钢筋网水泥砂浆面层及增大结构整体性的压力灌浆加固技术、拉结钢筋加固技术等,通过抗震墙加固技术降低抗震能力薄弱的构建所承受的地震作用。

  以上几种技术的应用都是经过长期实践,可靠性都较高的技术,这些技术不仅有充分的理论依据,还具有详细的计算公式。之所以有上述技术的研究成果,主要是由于人们的安全防范意识提高了,实施建筑物抗震加固措施后,这样不仅可以防范灾害、还能延长建筑物的使用寿命。这样一旦发生地震灾害,就可以减少生命和财产安全的损失。充分表明我国建筑结构抗震加固技术应用的迫切性。

  二 、高层建筑机构抗震加固的程序和意义

  随着大多数建筑物时间的推移,大多数建筑物的结构、材料等都会有所损伤,造成塑性下沉。因此,就需要对建筑物加以修理加固改造,以满足使用要求。在加固改造前,必须对建筑物现状进行鉴定,查明实际情况后,制定出一套合理的加固改造方案。鉴定程序包括对建筑的原始设计、施工使用资料以及材料的强度等数据进行结构计算分析,以确定结构的安全性。

  其次是根据加固改造指定的方案进行设计,包括对加固构建承载力及抗震能力的计算。最后在施工过程中,除了保证设计图完全实现,还需要一支专业性强的施工队伍,并且具有丰富经验的人员进行施工,这样才能保证建筑物使用过程中的安全性。

  抗震加固技术在建筑结构设计中除了要保证防御强震下寻求最低造价,还要对施工技术进行研究与探索。相信在不断探索中,抗震加固设计方法会越来越多,建筑结构的设计也能在很大程度上满足人们居住的安全性、耐久性、舒适度要求。

  三、 高层建筑物中抗震加固的方法

  (一)结构加固技术

  生活中常用的结构加固技术有以下几种。

  1.增大截面加固法

  对于钢筋混凝土结构而言,采用同种材料来增加结构的截面面积,从而提高结构的承载力。当建筑的梁柱抵抗力不足时,宜采用增大截面加固法。该种加固技术虽然在施工上方便、质量好、稳定性、可靠性强,但是增加截面时不能只考虑局部,应该从整体结构考虑。增加截面加固法要考虑到因构件质量或刚度的变化引起的局部进入共振区域,造成新形式的破坏。再有就是现场施工时间长、作业湿度大,对生活生产产生一定影响,构件截面增大后对房屋的净空和外观都有一定影响。因此,这种加固法主要用于墙、梁柱结构的加固。

  2.外包钢加固法

  外包钢加固法是一种以角钢外包于结构四角,角钢之间用缀板连接的加固方法。分为干式和湿式两种。外包钢干式比湿式简单,但是承载力不如湿式效果好,干式彼此之间只能单独受力。该种加固法主要适用于混凝土梁柱、砖窗墙结构的加固。该法施工量小、速度快,主要提高构建的承载力,但费用偏高。

  3.水泥压浆加固法

  水泥压浆主要是将水泥浆灌入结构构件蜂窝、裂缝处,充填并固结这些缺陷,以达到补强加固的目的。该法具有造价低、运输方便强度高的优点。但是,只能用于地震等灾害引起的裂缝修补。

  (二)抗震加固法

  目前,主要的抗震加固法有以下三类。

  目前,增设构件加固法具体包括增设抗震墙加固法、外加圈梁钢筋混凝土柱加固、增设支撑加固法、增设钢架加固法等。这种结构设计是抗震加固中最基本、有效的方法,这种抗震加固法要保证连接的可靠性,以利用新的抗震墙来承担地震作用所引起的变形。

  1.增强构建加固法

  此种方法是在新增构建加固无法采用时,进行对原构建加固,以提高原构建的承载力和抗震能力。主要有以下几种方法。

  (1)外粘型钢加固法

  这种方法适合于灌浆或焊接将型钢外包于构建四角,从而提高原构建的承载和变形力。这种加固法施工简单、工作量小,可以改善构建截面刚度和延性,适用于大结构、大跨度的结构。

  (2)黏贴钢板加固法

  该法是将建筑结构钢板黏贴在混凝土构建表面,以共同受力提高承载力。这种加固法简单、快速,对生产生活影响较小,对混凝土受力弯曲和大偏心受力加固最适合。唯一的缺点就是防火性差,加固后的构建所提高的承载力不能超过原构建的40%。

  (3)增大构件截面

  此方法能大幅度提高原结构承载力,耐腐蚀性和耐火性较好,能加强建筑物的整体性和刚度。不足之处是施工周期长,消耗大量的人力、物力,在原结构基础上增加了荷载,植筋及钻孔对原结构损坏较大,对抗震有不利影响,此方法适用于加固基础及下部结构。

  (4)增加钢梁、钢柱,形成组合结构方法

  这种方法适合大幅度提高混凝土承载力的结构,一般可以提高到几十倍。目前,应用于密集柜、电池机房的加固,抗震性能较好。但是,加固后净空变小,不利于装修和布置空间。

  2.隔震、耗能减震加固法

  (1)隔震加固法是一种新的加固技术

  这种方法是通过对隔震层的设置,将地震变形集中到隔震层上,从而减小对原有结构的地震能力。这种方法抗震性能特别好,无需对其他构建再进行加固抗震,这种加固抗震效果非常好。缺点是设置隔震层后影响其他施工,主要是进行穿线、配线时要柔性连接,费时费事。

  (2)耗能减震加固法

  这种加固法是通过在结构某些部位增加耗能阻尼减震装置,以减小地震反应。这种方法是一种新开辟的途径,此法主要是依靠增加结构能量耗散地震反应能力,比传统的减震方法能够减小地震反应很多倍。这种方法如果用于原有结构的加固改造,不仅可以减少工程造价,还可以减小地震反应。

  总之,上述抗震加固技术在现代建筑结构设计中已经广泛应用,文章中的几种方法主要是改变结构的承受力及抗震性能。传统技术在这种薄弱环节是达不到应有效果的。总体来说,先进的技术以及抗震加固良好的效果在各方面都取得了较好的效益。

  四、结语

  抗震加固技术施工简单、减震效果安全可靠,除了适用于旧建筑的改造外,还适用于新建筑的结构设计。这种新技术已经成功开始用于许多工程项目中,在今后可以获得更好的发展前景。

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  参考文献:

  [1]陈婷婷.现有建筑结构抗震鉴定及加固设计研究[J].北京工业大学,2012,6(1)。

  [2]戴国莹,李德虎.建筑结构抗震鉴定及加固的若干问题[J].建筑结构,1999,4(15).

  [3]初正恒.加固后钢筋混凝土框架结构抗震性能研究[J].沈阳建筑大学,2011,1(1).

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