現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定及混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計研究

周蘭

摘 要：建筑抗震性能對于居住與應(yīng)用的安全性具有重要意義，通過對現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定方法進(jìn)行深入研究，能夠明確其必要性與核心內(nèi)容，有利于闡明工作開展流程，進(jìn)而為相關(guān)活動提供重要參考。同時，本文還針對混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計進(jìn)行了深度探索，從理論與技術(shù)實施、問題層面分析了相關(guān)工作內(nèi)容，具有重要參考意義。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；抗震鑒定；加固設(shè)計

1 前 言

隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展以及城市化快速推進(jìn)，我國建筑工程規(guī)劃與實施數(shù)量不斷增多。新的建筑結(jié)構(gòu)在抗震性能方面具有良好表現(xiàn)，能夠有效抵抗自然災(zāi)害，維持結(jié)構(gòu)的基本穩(wěn)定性。而較為陳舊的建筑則沒有得到充分重視，其結(jié)構(gòu)抗震性能仍然處于有待分析的狀態(tài)。為確保現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)能夠有效抵抗地震等災(zāi)害，應(yīng)當(dāng)積極展開抗震鑒定工作，同時針對存在問題的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固設(shè)計。通過深入研究抗震鑒定與加固設(shè)計細(xì)節(jié)，可以為相關(guān)工作提供可靠的技術(shù)參考，具有正面影響意義。

2 現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)展開抗震鑒定的必要性簡析

地震對于建筑物的結(jié)構(gòu)影響較為劇烈，其可能會導(dǎo)致支撐穩(wěn)定性下降，甚至引發(fā)坍塌等嚴(yán)重事故，最終威脅人民群眾的生命安全。在這種情況下，我國根據(jù)實際情況，提出了建筑物抗震設(shè)計要求，以確保構(gòu)造基礎(chǔ)能夠在一定程度上抵抗地震災(zāi)害，為人員提供寶貴的逃生時間[1]。但是，受限于抗震設(shè)計要求頒布時間以及建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用時長影響，我國一部分建筑目前處于抗震設(shè)防效果不足的狀態(tài)。在這種情況下一旦發(fā)生劇烈地震，這些建筑可能會出現(xiàn)倒塌問題，最終威脅群眾安全。因此，需要積極針對現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)展開抗震鑒定工作，通過深入分析基礎(chǔ)穩(wěn)定性狀態(tài)，判斷是否需要進(jìn)行加固設(shè)計與施工，確保建筑結(jié)構(gòu)能夠具備良好的抗震性能，保障人民群眾安全。

3 現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定的內(nèi)容與方法探究

3.1內(nèi)容

根據(jù)我國抗震鑒定相關(guān)工作標(biāo)準(zhǔn)，即GB50023-2009提出的方法要求，可以將抗震鑒定工作內(nèi)容分為兩種模式。第一種為一級鑒定，其主要從宏觀層面以及構(gòu)造基礎(chǔ)層面展開分析工作，屬于建筑抗震性能檢查的綜合方法。相對于第二種模式而言，一級鑒定的執(zhí)行工序較為簡單，同時能夠有效分析建筑結(jié)構(gòu)狀態(tài)，判斷其是否具有可靠的抗震性能。在建筑達(dá)到一級鑒定標(biāo)準(zhǔn)后，即可將其評定為滿足抗震標(biāo)準(zhǔn)[2]。若建筑結(jié)構(gòu)一部分項目不符合鑒定需求，便需要開展二級鑒定工作。第二種模式即為二級鑒定，其需要在一級鑒定的基礎(chǔ)上開展。在執(zhí)行過程中，二級鑒定需要針對建筑結(jié)構(gòu)的抗震承載力進(jìn)行計算，同時綜合構(gòu)造實際影響狀態(tài)，判斷建筑結(jié)構(gòu)是否具有可靠抗震性能。在建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)承載力表現(xiàn)優(yōu)秀的情況下，二級鑒定可適當(dāng)調(diào)整分析標(biāo)準(zhǔn)或省略部分環(huán)節(jié)，以確保鑒定效率達(dá)到理想需求。二級鑒定可以將抗震構(gòu)造檢查與承載力計算相整合，采用難度循序漸進(jìn)的檢驗方式，判斷現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)是否具有抗震能力。

3.2方法

3.2.1區(qū)分建筑類型

在展開現(xiàn)有建筑的抗震鑒定前，應(yīng)當(dāng)首先對其基礎(chǔ)類型進(jìn)行區(qū)分，以明確需要采取的抗震鑒定方法。針對上世紀(jì)70年代前完成建造的建筑結(jié)構(gòu)，若其經(jīng)過耐久性檢查證明可繼續(xù)沿用，同時后續(xù)使用年限多于30年，即可判定為A類建筑。針對上世紀(jì)70年代后、2001年前完成建造的建筑結(jié)構(gòu)，若其后續(xù)使用年限多于40年，則可判定為B類建筑。針對2001年后完成建造的建筑結(jié)構(gòu)，若其后續(xù)使用年限多于50年，則可判定為C類建筑。

3.2.2展開抗震鑒定

在針對A類建筑展開抗震鑒定的過程中，如圖1所示，需要首先判斷其是否屬于6、7度I、Ⅱ類場地。若屬于此類場地，則檢查單向或乙類框架是否符合抗震需求，框架存在問題則直接進(jìn)行加固處理，不存在問題判定主體結(jié)構(gòu)通過抗震鑒定即可。若不屬于此類場地，則應(yīng)當(dāng)檢查建筑平立面、剛度以及橫墻間距狀態(tài)是否符合標(biāo)準(zhǔn)。若不符合標(biāo)準(zhǔn)，則應(yīng)當(dāng)進(jìn)行二級鑒定。符合標(biāo)準(zhǔn)則進(jìn)一步針對梁體、柱體、墻體配筋構(gòu)造進(jìn)行檢查，若存在問題則進(jìn)行二級鑒定，不存在問題則繼續(xù)檢查砌體結(jié)構(gòu)與框架連接情況、填充墻連接情況。若該部分存在問題，則進(jìn)行二級鑒定，不存在問題則可認(rèn)定為通過抗震鑒定。

針對B類建筑進(jìn)行抗震鑒定時，如圖2所示，應(yīng)當(dāng)首先檢查建筑物抗震等級與雙向框架是否符合標(biāo)準(zhǔn)，若存在問題則直接進(jìn)行加固處理，不存在問題則進(jìn)一步檢查平立面、剛度以及橫墻間距情況。在該檢查階段發(fā)現(xiàn)存在不滿足要求的問題時，需要根據(jù)建筑物現(xiàn)有抗震承載力進(jìn)行分析。抗震承載力較為優(yōu)秀，則檢查構(gòu)造影響系數(shù)即可完成評定。若抗震性能不滿足要求，則需要分析局部影響系數(shù)進(jìn)行鑒定。通常情況下，核心抗側(cè)力構(gòu)件應(yīng)當(dāng)保證承載力高于規(guī)范95%，其它抗側(cè)力構(gòu)件承載力高于規(guī)范90%[3]。在符合承載力標(biāo)準(zhǔn)的情況下，可以判斷為符合抗震性能需求，不需要進(jìn)行加固處理。完成梁柱與墻配筋構(gòu)造檢查后，需要進(jìn)一步分析砌體結(jié)構(gòu)與框架連接、填充墻連接情況，并展開抗震承載力驗算。在發(fā)現(xiàn)問題的情況下，需要追加局部影響系數(shù)檢查，不符合標(biāo)準(zhǔn)則進(jìn)行加固處理，符合標(biāo)準(zhǔn)可以認(rèn)定為通過鑒定[4]。

C類建筑抗震鑒定較為簡單，如圖3所示，其需要首先按照設(shè)計規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行復(fù)核。在復(fù)核結(jié)果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的情況下，便可認(rèn)定通過抗震鑒定，不需要進(jìn)行加固處理。 若復(fù)核結(jié)果未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，則應(yīng)當(dāng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固設(shè)計與施工，確保建筑抗震性能符合安全需求。

4 現(xiàn)有建筑混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計內(nèi)容與方法研究

4.1內(nèi)容

在建筑結(jié)構(gòu)不符合抗震標(biāo)準(zhǔn)的情況下，需要針對其采取有效的加固處理，避免遇到地震災(zāi)害出現(xiàn)倒塌等問題。我國現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)大部分采用混凝土材料，因此本文著重針對混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計進(jìn)行分析。在開展加固設(shè)計工作的過程中，相關(guān)團(tuán)隊需要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢查報告以及功能改變需求進(jìn)行分析，判斷加固設(shè)計應(yīng)當(dāng)選擇的處理方法。加固設(shè)計應(yīng)當(dāng)保證滿足功能改變需求，同時盡可能提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，降低受到影響后出現(xiàn)損壞、倒塌的概率[5]。同時，加固設(shè)計還需要盡可能控制成本，避免總投入超過重建所需資金。

在這種情況下，工作團(tuán)隊?wèi)?yīng)當(dāng)從結(jié)構(gòu)分析計算、加固改造方案設(shè)計以及工程效果檢驗等環(huán)節(jié)入手，確保加固設(shè)計效果達(dá)到理想標(biāo)準(zhǔn)。首先，團(tuán)隊需要確定現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)加固的技術(shù)原則，隨后針對原有結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行計算分析[6]。在獲得結(jié)果后，基于相關(guān)數(shù)據(jù)探索結(jié)構(gòu)內(nèi)存在性能弱化的部分。完成相關(guān)區(qū)域定位并檢查周邊受力情況后，即可開始篩選需要采取的加固技術(shù)方案，制定科學(xué)的工作計劃。在完成方案制定后，工作團(tuán)隊需要對新結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬分析，判斷建筑是否出現(xiàn)了性能變化。結(jié)束模擬檢驗環(huán)節(jié)并獲得符合標(biāo)準(zhǔn)的成果后，即可開始按照設(shè)計圖紙與規(guī)范進(jìn)行加固施工，達(dá)到穩(wěn)定建筑結(jié)構(gòu)、提高抗震性能的最終目標(biāo)。

4.2方法

4.2.1粘鋼加固

粘鋼加固屬于現(xiàn)有建筑混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定處理的常用方法之一，其主要通過在結(jié)構(gòu)外側(cè)加裝黏結(jié)鋼板，使其抗彎性能與抗剪承載性能得到顯著提升，實現(xiàn)加固穩(wěn)定處理的目標(biāo)。該方案通常用于靜態(tài)承載的受彎構(gòu)件加固，施工效率較高同時濕作業(yè)需求小，不會對原有建筑結(jié)構(gòu)外觀或凈空狀態(tài)造成影響，因此得到了廣泛應(yīng)用。但是，該方案在完成粘鋼后可能會出現(xiàn)空鼓問題，補(bǔ)救處理難度較高，因此需要進(jìn)行特別關(guān)注，避免出現(xiàn)相關(guān)缺陷。

4.2.2增大截面加固

增大截面加固屬于常用混凝土處理技術(shù)，其施工成本較低，同時可以在梁體、板體、柱體、墻面等多種構(gòu)件位置進(jìn)行應(yīng)用，技術(shù)實施適應(yīng)性較強(qiáng)。但是，相對于其它技術(shù)而言，該方案需要進(jìn)行大規(guī)模濕作業(yè)，容易產(chǎn)生缺陷問題[7]。同時，其會對建筑凈空造成一定程度的影響，技術(shù)團(tuán)隊需要綜合考量相關(guān)因素后再進(jìn)行應(yīng)用。

4.2.3預(yù)應(yīng)力加固

預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)可以有效降低目標(biāo)構(gòu)件的基礎(chǔ)應(yīng)力水平，使其穩(wěn)固程度得到提升，有利于預(yù)防構(gòu)件缺陷或損壞產(chǎn)生。同時，此類技術(shù)方式還可以強(qiáng)化結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)承載性能，使現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)能夠趨于穩(wěn)固，降低出現(xiàn)意外情況的概率。此類技術(shù)方案適用于大跨度或重型混凝土結(jié)構(gòu)加固，同時也可以針對高應(yīng)力構(gòu)件進(jìn)行固化處理。但是，其不適用于混凝土收縮變動結(jié)構(gòu)，并且會對建筑外觀造成影響，因此需要綜合分析后判斷是否采用此類技術(shù)方案。

5 現(xiàn)有建筑混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計需改進(jìn)的要點分析

5.1隊伍人員專業(yè)性與工作經(jīng)驗

在針對現(xiàn)有建筑的混凝土結(jié)構(gòu)展開加固設(shè)計的過程中，受限于多種因素影響，相關(guān)工作仍然會出現(xiàn)一些需要改進(jìn)的問題。例如，混凝土建筑結(jié)構(gòu)的加固與傳統(tǒng)工程類型存在較為明顯的差異，其對于專業(yè)技術(shù)的要求嚴(yán)格，同時需要工作團(tuán)隊具有豐富的土木經(jīng)驗[8]。在加固設(shè)計過程中，由于原有結(jié)構(gòu)會受到周邊構(gòu)件的二次受力，因此其加固分析的難度較高，可能會存在多種不可預(yù)料的問題。在這種情況下，加固設(shè)計工作便需要依賴技術(shù)人員的專業(yè)知識與實踐經(jīng)驗，確保相關(guān)問題能夠得到快速解決，避免影響整體加固設(shè)計工作進(jìn)度。

然而，當(dāng)前大部分土木工程團(tuán)隊在加固設(shè)計方面所積累的經(jīng)驗均處于較為稀少的狀態(tài)，同時大部分技術(shù)人員對于加固處理的專業(yè)知識儲備不到位，導(dǎo)致在實踐工作中頻頻遇到困難問題，無法有效推動加固設(shè)計開展。對此，應(yīng)當(dāng)從專業(yè)培養(yǎng)角度入手，將加固設(shè)計教學(xué)從傳統(tǒng)土木教學(xué)中剝離，使其能夠成為具有一定獨立性的學(xué)科，為相關(guān)工作提供充足的專業(yè)人才。同時，此類工作還需要針對技術(shù)人員資格進(jìn)行篩選，確保團(tuán)隊能夠勝任加固設(shè)計工作，避免在實際推進(jìn)過程中出現(xiàn)意外問題，保障加固設(shè)計流程正常推進(jìn)。除此之外，還需要成立專業(yè)事務(wù)所，加強(qiáng)對工程設(shè)計資質(zhì)的認(rèn)定，確保專業(yè)人才能夠快速積累實踐經(jīng)驗，解決加固設(shè)計工作相關(guān)問題，實現(xiàn)理想處理目標(biāo)。

5.2整體加固分析與規(guī)范處理

目前，大部分現(xiàn)有建筑混凝土結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計普遍停留在結(jié)構(gòu)局部或單一構(gòu)件分析層面，沒有注重整體角度的穩(wěn)固性狀態(tài)檢查。在這種情況下，實踐工作可能會出現(xiàn)構(gòu)件強(qiáng)度提升，但整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降的問題。同時，一些技術(shù)團(tuán)隊在工作過程中，忽視了結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心概念，包括強(qiáng)柱弱梁以及強(qiáng)剪弱彎等。在這種情況下，即使完成結(jié)構(gòu)加固，也無法有效提高建筑抗震性能，甚至還會出現(xiàn)適得其反的問題。一部分加固設(shè)計與新工程設(shè)計存在較為明顯的區(qū)別，例如節(jié)點規(guī)劃、結(jié)構(gòu)二次受力等[9]。在這種情況下，工程團(tuán)隊可能無法簡單解決加固需求，需要采取“另辟蹊徑”的方式進(jìn)行處理，以確保加固效果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。而這些技術(shù)方式往往無法達(dá)到整體加固要求，最終影響了建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，不利于維持長期的安全應(yīng)用。為解決此類問題，應(yīng)當(dāng)注重加固設(shè)計的專業(yè)規(guī)范建設(shè)。通過結(jié)合實際情況條件，完善加固設(shè)計活動的基礎(chǔ)規(guī)范，可以在一定程度上發(fā)揮指導(dǎo)作用，避免出現(xiàn)違規(guī)操作問題，保障建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定應(yīng)用。除此之外，技術(shù)團(tuán)隊還需要樹立整體分析意識，從建筑全局角度檢查構(gòu)件強(qiáng)化是否合理，確保加固設(shè)計效果能夠達(dá)到理想目標(biāo)。

6總結(jié)

綜上所述，通過對現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)的抗震鑒定以及混凝土加固設(shè)計進(jìn)行深入研究，能夠明確相關(guān)活動的主要執(zhí)行流程，并充分闡明了理論技術(shù)細(xì)節(jié)，可以為未來進(jìn)一步開展類似工作提供重要參考，具有正面影響意義。

參考文獻(xiàn)

[1]杜新明.房屋建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計及施工技術(shù)應(yīng)用[J].綠色環(huán)保建材，2021，02：77-78.

[2]魯瑞武.房屋建筑混凝土結(jié)構(gòu)加固施工技術(shù)[J].居舍，2021，04：59-60.

[3]丁陽.某框架結(jié)構(gòu)教學(xué)樓抗震鑒定與加固[J].城市住宅，2021，2804：254-256.

[4]何志鋒，錢銘，趙福榮，等.某多層混合結(jié)構(gòu)鑒定及加固處理[J].廣東土木與建筑，2021，2805：38-41.

[5]楊興.劉吉生老洋房住宅結(jié)構(gòu)完損等級及抗震鑒定方法[J].上海建設(shè)科技，2021，04：81-84.

[6]孟嬋，王磊.建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計與施工研究[J].中國高新科技，2021，14：59-60.

[7]梁旭.淺談建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計與加固補(bǔ)強(qiáng)[J].磚瓦，2021，10：99+101.

[8]尹燕飛.既有建筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定與加固防范措施[J].建材與裝飾，2020，11：76-77.

[9]花晶.某高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)抗震檢測與加固改造[J].工程建設(shè)，2020，5210：65-71.