超高層建筑的抗震鑒定與加固技術(shù)

譚子其 重慶交通大學(xué) 土木工程學(xué)院 重慶 400074

1 引言

地震作為自然災(zāi)害之一，不僅破壞性極強(qiáng)，還具有突發(fā)性，對(duì)人類生命和社會(huì)經(jīng)濟(jì)造成重大損失【1】。中國(guó)是地震多發(fā)國(guó)家，也是受災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，地震發(fā)生時(shí)，建筑物的破壞或倒塌不僅與地震的等級(jí)有關(guān)，還與建筑物的抗震構(gòu)造措施和抗震承載能力有關(guān)。而超高層建筑作為衡量一個(gè)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高低的重要標(biāo)志，不僅建筑高度很高，施工難度也大，又集辦公、酒店、娛樂(lè)等多種功能于一體，建筑內(nèi)部人員密集，若發(fā)生大地震，相比一般建筑物，受到的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失肯定是更嚴(yán)重的【2】。所以，對(duì)超高層建筑物的抗震鑒定和加固技術(shù)的研究在現(xiàn)階段非常重要。本文主要介紹超高層建筑的抗震鑒定內(nèi)容與方法，以及建筑結(jié)構(gòu)的加固措施。

2 建筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定

2.1 抗震鑒定步驟

抗震鑒定的第一步就是先確定該建筑的后續(xù)使用年限，在確定其建筑類別，然后再根據(jù)建筑物類別分別采用相應(yīng)的方法進(jìn)行鑒定?！督ㄖ拐痂b定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50023-2009）中明確規(guī)定后續(xù)使用年限為30年的為A類建筑，B類建筑和C類建筑的后續(xù)使用年限分別為40年和50年，但兩類的抗震鑒定方法相同。

2.2 抗震鑒定的適用范圍

在《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》中，明確規(guī)定現(xiàn)有建筑和設(shè)防烈度在6～9度的建筑物需進(jìn)行抗震鑒定。

現(xiàn)有建筑進(jìn)行抗震鑒定又分為以下幾類：①需要繼續(xù)使用，但其使用年限已接近或超過(guò)設(shè)計(jì)使用年限的建筑；②在修建時(shí)沒(méi)有考慮到抗震設(shè)防，或該地區(qū)的抗震設(shè)防要求提高的建筑；③建筑結(jié)構(gòu)的用途有所改變，以及使用環(huán)境也發(fā)生變化的建筑。

2.3 抗震鑒定的主要內(nèi)容

抗震鑒定的主要內(nèi)容有以下四個(gè)部分：①收集相關(guān)原始資料。如勘察報(bào)告、設(shè)計(jì)施工圖、工程驗(yàn)收等相關(guān)資料，當(dāng)資料不足以支撐抗震鑒定時(shí)，應(yīng)根據(jù)鑒定的內(nèi)容有針對(duì)性地對(duì)建筑進(jìn)行檢測(cè)。②對(duì)建筑物現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查。檢查是否與收集的原始資料相符合，以及符合的程度。③分析建筑物的綜合抗震能力。④提出鑒定結(jié)論和治理方案。對(duì)不能滿足鑒定要求的建筑提出相應(yīng)的對(duì)策，能正常使用的進(jìn)行維修，反之對(duì)其采取加固措施，或者改變使用用途，沒(méi)有加固價(jià)值的就拆除重建。

2.4 抗震鑒定方法

抗震鑒定的方法分為兩級(jí)，第一級(jí)鑒定和第二級(jí)鑒定。A類建筑首先進(jìn)行第一級(jí)鑒定，滿足鑒定內(nèi)容時(shí)則不需要進(jìn)行加固，不滿足的項(xiàng)目再采取相應(yīng)的加固措施；B類和C類建筑應(yīng)同時(shí)進(jìn)行第一級(jí)鑒定和第二級(jí)鑒定。以下介紹兩級(jí)鑒定的主要內(nèi)容【3】：

第一級(jí)鑒定又叫抗震措施鑒定，主要是對(duì)建筑的宏觀控制和抗震構(gòu)造措施的鑒定。其鑒定的基本內(nèi)容主要從建筑物的層數(shù)、高度、結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)件的截面尺寸、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接構(gòu)造以及結(jié)構(gòu)材料等方面進(jìn)行鑒定。

抗震承載力鑒定也是第二級(jí)鑒定，是在抗震措施鑒定的基礎(chǔ)上，進(jìn)行抗震承載力驗(yàn)算，再結(jié)合構(gòu)造影響，進(jìn)行整體抗震能力的綜合評(píng)定。如果結(jié)構(gòu)的承載能力較高，某些構(gòu)造要求可以適當(dāng)降低，或者抗震構(gòu)造較好時(shí)，適當(dāng)放寬承載能力的要求。

2.5 抗震鑒定的結(jié)論與對(duì)策

當(dāng)建筑物通過(guò)抗震鑒定的目標(biāo)時(shí),即為符合鑒定要求。反之，需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的處理，具體對(duì)策如下【4】：

①維修。對(duì)于少數(shù)或次要部位，局部不能滿足鑒定要求的情況下可以進(jìn)行維修。

②加固。在沒(méi)有地震作用下，還能正常使用，或者存在質(zhì)量問(wèn)題，進(jìn)行加固后能使其達(dá)到正常使用的要求。

③改造。改變建筑的使用用途，改變后，應(yīng)對(duì)其采取適當(dāng)?shù)募庸檀胧?滿足該類建筑的抗震要求。

④更新。對(duì)沒(méi)有加固價(jià)值，但仍需繼續(xù)使用的建筑，或者不滿足鑒定要求的建筑,應(yīng)采取緊急措施。

3 抗震加固技術(shù)概述

按照抗震加固設(shè)計(jì)的思路將抗震加固的方法分為兩類：減小地震作用法，以及增大結(jié)構(gòu)抗震承載能力法。

3.1 減小地震作用加固法

減小地震作用加固法包括兩個(gè)方法：①增大結(jié)構(gòu)周期，減小結(jié)構(gòu)剛度，從而減小地震作用。②增大結(jié)構(gòu)總阻尼。在地震發(fā)生時(shí)，建筑的某些結(jié)構(gòu)部位發(fā)生較大變形的地方布置阻尼器，利用阻尼器的作用，減小地震作用，從而達(dá)到抗震加固的目的。

3.2 增大結(jié)構(gòu)抗震承載能力加固法

增大結(jié)構(gòu)抗震能力加固法包括八種方法【5】：①增大截面加固法；②置換混凝土加固法；③預(yù)應(yīng)力加固法；④外包型鋼加固法；⑤粘鋼加固法；⑥粘貼碳纖維復(fù)合材加固法；⑦增設(shè)構(gòu)件加固法；⑧鋼紋線網(wǎng)一聚合物砂漿面層加固。需要大幅度提高承載力、剛度和抗震能力的構(gòu)件可以使用外包型鋼加固法。粘貼碳纖維復(fù)合材加固法的優(yōu)點(diǎn)主要是利用碳纖維復(fù)合材抗拉強(qiáng)度高這一性能來(lái)提高構(gòu)件的抗震承載能力。增設(shè)構(gòu)件加固法是在原有結(jié)構(gòu)構(gòu)件以外增設(shè)抗震墻或翼墻，增加結(jié)構(gòu)的剛度，改善結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力情況，達(dá)到加固的目的。鋼紋線網(wǎng)一聚合物砂漿面層加固法，主要適用于提高梁的受彎承載力和受剪承載力，還有柱的受剪承載力。

4 結(jié)論

中國(guó)作為地震多發(fā)、受災(zāi)最嚴(yán)重的國(guó)家之一，地震所帶來(lái)的危害人們是無(wú)法估計(jì)，但是可以通過(guò)采取有力的措施減小地震所帶來(lái)的危害。最有效最直接的方法就是加強(qiáng)對(duì)超高層建筑的抗震鑒定和建筑結(jié)構(gòu)的加固，防止地震發(fā)生時(shí)，發(fā)生突發(fā)性的破壞或倒塌，造成人員的傷亡和經(jīng)濟(jì)的損失。