摘要:我國(guó)位于環(huán)太平洋和歐亞地震帶之間,華北,西北、西南,東南沿海等許多地區(qū)正處于地震頻發(fā)帶上,地震導(dǎo)致的死亡人數(shù)占洪水、泥石流等自然災(zāi)害死亡人數(shù)的一半以上,因此在建筑工程中必須保證建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。文章在論述建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上,分析了基于建筑結(jié)構(gòu)整體性和抗震能力的常見(jiàn)加固技術(shù),并提出了抗震加固中需要注意的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu) 整體性 抗震能力 加固技術(shù)
中圖分類(lèi)號(hào):TU31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)01(b)-0072-01
由于地震具有一定的不確定性,很難預(yù)測(cè)建筑物可能遭受地震的具體參數(shù),而且由于建筑物是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,受地震作用的破壞機(jī)理與過(guò)程也頗為復(fù)雜,建筑結(jié)構(gòu)分析方面也受結(jié)構(gòu)阻尼變化、空間作用、材料時(shí)效等許多因素影響。這要求建筑工程中必須基于建筑結(jié)構(gòu)整體性和抗震能力,全面考慮各方面因素,遵循一定的抗震設(shè)計(jì)原則、選用合理的加固技術(shù),并注意抗震加固中的若干問(wèn)題。
1 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)原則
為保證建筑結(jié)構(gòu)的整體性,有效利用各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震能力,必須在抗震設(shè)計(jì)中堅(jiān)持連續(xù)性、可靠性、剛度性原則。連續(xù)性指的是確保結(jié)構(gòu)的連續(xù)性,以保證建筑結(jié)構(gòu)的整體性;可靠性指的是確保構(gòu)件連接的可靠性,以保證建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力;剛度性指的是確保結(jié)構(gòu)有較強(qiáng)的豎向剛度,房屋基礎(chǔ)有足夠的整體,保證建筑能夠有效抵抗地面裂縫或地基沉降等危害。
2 常見(jiàn)的加固技術(shù)
目前,加固技術(shù)主要有傳統(tǒng)加固技術(shù)與新加固技術(shù)兩大類(lèi),傳統(tǒng)加固技術(shù)包括增設(shè)構(gòu)件、增強(qiáng)構(gòu)件加固技術(shù)兩種,新加固技術(shù)主要指的是隔震減震加固技術(shù)。
2.1 傳統(tǒng)加固技術(shù)
增設(shè)構(gòu)件加固技術(shù)是一種對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的簡(jiǎn)單、有效的方法,能夠很好的提高建筑結(jié)構(gòu)的整體性能和抗震能力。增設(shè)構(gòu)件加固技術(shù)有增設(shè)抗震墻、支撐、鋼架等,如果建筑結(jié)構(gòu)的墻體抗震能力不足或墻體間距不合理,可以選擇增設(shè)抗震墻來(lái)提高建筑結(jié)構(gòu)的抗變形和抗震能力,使用這種技術(shù)時(shí)需要妥善處理增設(shè)的抗震墻與建筑原有構(gòu)件之間的連接,保證連接緊密、可靠,盡量不損傷原有構(gòu)件,并保持建筑結(jié)構(gòu)剛度均勻,以免增設(shè)剛度性強(qiáng)的抗震墻后導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)剛度失衡而產(chǎn)生薄弱層轉(zhuǎn)移。增設(shè)抗震墻技術(shù)具有剛度性強(qiáng)、可靠性高、成本低等優(yōu)點(diǎn),但墻體重量較大,要求基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)有一定的承載力,而且工期長(zhǎng)、施工噪音大、振動(dòng)大。在鋼結(jié)構(gòu)等的梁柱構(gòu)成框架的空間里,可以選擇增設(shè)支撐來(lái)進(jìn)行加固,該技術(shù)具有工期短、對(duì)建筑影響小、加固強(qiáng)度較好等優(yōu)點(diǎn),但在地震作用下可能導(dǎo)致支撐損壞,需要在震后及時(shí)替換。
增強(qiáng)構(gòu)件加固技術(shù)是無(wú)法增設(shè)構(gòu)件時(shí)采用的一種加固原有構(gòu)件的技術(shù),通過(guò)提高構(gòu)件的抗震性能達(dá)到加固的目的,主要包括外粘型鋼和粘貼鋼板、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料等。外粘型鋼技術(shù)主要用于鋼筋混凝土構(gòu)件的加固,能夠提高鋼筋混凝土構(gòu)件的截面承載與抗震能力,通過(guò)灌漿等對(duì)構(gòu)件外包型鋼,由構(gòu)件與型鋼共同承擔(dān)荷載,從而提高構(gòu)件的承載力,該技術(shù)具有施工簡(jiǎn)便、自重小、效果顯著的優(yōu)點(diǎn),適用于各種大型或大跨度結(jié)構(gòu)的加固。粘貼鋼板技術(shù)是在構(gòu)件表面使用建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板,由構(gòu)件與鋼板共同承擔(dān)荷載,從而提高構(gòu)件的承載力,該技術(shù)具有快捷、易于操作、對(duì)結(jié)構(gòu)與建筑物影響小等優(yōu)點(diǎn)。粘貼纖維增強(qiáng)復(fù)合材料能夠提高構(gòu)件的抗化學(xué)腐蝕能力、結(jié)構(gòu)耐久性、材料用量少、荷載增加小、施工周期短、施工噪音小、對(duì)結(jié)構(gòu)影響小等優(yōu)點(diǎn)。
2.2 隔震減震加固技術(shù)
隔震減震加固技術(shù)可以細(xì)分為隔振加固技術(shù)與耗能減震加固技術(shù)。隔振加固技術(shù)是利用隔振技術(shù)設(shè)置隔震層,通過(guò)將地震作用集中于隔震層達(dá)到提高建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的目的,具有加固效果好、安全度高、不影響建筑功能等優(yōu)點(diǎn),但由于設(shè)置隔震層會(huì)對(duì)設(shè)備管線(xiàn)等造成一定影響,需要做好管線(xiàn)的柔性連接。
耗能減震加固技術(shù)是在結(jié)構(gòu)的一些部位中增設(shè)一定數(shù)量的耗能阻尼減震裝置,通過(guò)減小地震作用來(lái)達(dá)到抗震加固目的的新技術(shù)。該技術(shù)不依賴(lài)于建筑結(jié)構(gòu)本身的剛度等性能,而嚴(yán)重依賴(lài)于耗能能力的加強(qiáng),地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的作用并沒(méi)有直接由結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受,而是由耗能構(gòu)件進(jìn)行耗散,能夠降低地震反應(yīng)40%到60%。與傳統(tǒng)抗震加固技術(shù)相比,該技術(shù)在新建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用還可以節(jié)省將近10%的工程造價(jià),而在已有結(jié)構(gòu)中應(yīng)用可以節(jié)省高達(dá)60%的工程造價(jià)。
3 抗震加固中需要注意的問(wèn)題
第一,抗震加固技術(shù)人員應(yīng)準(zhǔn)確理解規(guī)范條文,選用對(duì)建筑結(jié)構(gòu)損傷小、工期短、效果好、造價(jià)低的加固技術(shù),不必盲目追求全部加固,而應(yīng)結(jié)合實(shí)際需要,綜合考慮各方面因素,在保證加固效果的基礎(chǔ)上提高加固技術(shù)的性?xún)r(jià)比。
第二,抗震加固技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到抗震加強(qiáng)的目的在于整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的加固,而不是具體某個(gè)、某些構(gòu)件的加強(qiáng)。技術(shù)人員在進(jìn)行加固設(shè)計(jì)時(shí)必須要基于建筑結(jié)構(gòu)的整體性,盡可能不拆除、更換構(gòu)件,充分利用構(gòu)件的價(jià)值,發(fā)揮結(jié)構(gòu)整體的綜合效應(yīng)。
第三,抗震加固技術(shù)人員在重視結(jié)構(gòu)整體性的基礎(chǔ)上,避免由于局部加強(qiáng)等原因?qū)е陆Y(jié)構(gòu)剛度不均勻而產(chǎn)生薄弱部位,還需要避免因剛度增大使地震效應(yīng)增大的不良影響。
第四,抗震加固技術(shù)人員需要重視建筑結(jié)構(gòu)重點(diǎn)部位、關(guān)鍵部位的加固,尤其要做好新舊結(jié)合面的處理。在加固設(shè)計(jì)時(shí),需要考慮實(shí)際施工方法,采取有效措施,使新舊部件連接可靠,截面粘接牢固,新增部件不僅要與原有構(gòu)件共同工作,還要避免對(duì)其它構(gòu)件造成不良影響。
第五,為保證抗震加固效果,不僅要做好設(shè)計(jì)工作,采取有效措施,還需要嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān),只有加固材料符合有關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)的要求,才能為抗震加固效果提供最為基礎(chǔ)的保障。
4 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,加固技術(shù)只有基于建筑結(jié)構(gòu)整體性和抗震能力,才能取得較好的成效。我國(guó)目前采用的加固技術(shù)有許多種類(lèi),在具體工程中需要結(jié)合實(shí)際情況,充分考慮各方面因素,選擇最優(yōu)的加固方案。為保證加固效果,相關(guān)人員需要在遵循抗震設(shè)計(jì)原則的同時(shí),注意加固材料質(zhì)量、結(jié)構(gòu)整體性等問(wèn)題,才能使建筑結(jié)構(gòu)抗震加固安全、經(jīng)濟(jì)、合