结构的抗震鉴定及加固方法探讨论文_路杰,王长远

河南中核五院设计研究有限公司 郑州 450052

摘要:现有建筑物的结构抗震鉴定及加固设计是保证现有建筑物能继续使用的的重要保证,很多早期的建筑由于年久失修及当时经济条件限制抗震能力较弱,一旦遇到强震将造成很大的人身财产损失.本文介绍了结构抗震鉴定步骤及加固设计的常用方法,对抗震抗震鉴定加加固有一定的借鉴意义。

关键词:抗震鉴定;加固设计;改造;

1 抗震鉴定方法概述

1.1抗震鉴定方法

根据国家2009年6月发布的GB 50023—2009《建筑抗震鉴定标准》依据1.0.5条规定,根据使用年限的不同可将建筑分为A、B、C三类建筑其对应的使用年限分别为为30、40、50年,其中,A、B类建筑应采用《建筑抗震鉴定标准》规定的抗震鉴定方法,具体思路如图1所示,C类建筑应按现行国家标GB5001l一2010《建筑抗震设计规范》的要求进行抗震鉴定。此方法综合考虑了结构的实际建造年代及后续使用要求,从而确定抗震设防目标,即考虑结构安全又避免浪费资源。抗震鉴定分为两级。第一级鉴定应以宏观控制和构造鉴定为主进行综合评价,第二级鉴定应以抗震验算为主结合构造影响进行综合评价。A 类建筑的抗震鉴定,当符合第一级鉴定的各项要求时,建筑可评为满足抗震鉴定要求,不再进行第二级鉴定;当不符合第一级鉴定要求时,除本标准各章有明确规定的情况外,应由第二级鉴定做出判断。B 类建筑的抗震鉴定,应检查其抗震措施和现有抗震承载力再做出判断。当抗震措施不满足鉴定要求而现有抗震承载力较高时,可通过构造影响系数进行综合抗震能力的评定;当抗震措施鉴定满足要求时,主要抗侧力构件的抗震承载力不低于规定的95%、次要抗侧力构件的抗震承载力不低于规定的90%,也可不要求进行加固处理。两级鉴定方法,将抗震构造要求和抗震承载力验算要求更紧密的联系在一起,体现了结构抗震能力是承载能力和变形能力两因素的有机结合。

(1)增大截面 (2)粘钢法

根据以上鉴定结果及《混凝土结构加固设计规范》[5],充分考虑现有结构实际情况以及加固后结构的受力特点,按以下方案进行加固处理。

1.增加截面法。增加截面法是加固中最常用的一种方法,它通常是通过增加钢筋、建筑物的截面面积来达到增加建筑承载力的目的,详见图1。这种方法一般用于对梁、柱等构件进行加固,其工艺方法较为简单,且具有极强的灵活性。但相对而言,它的施工时间相对较长,对建筑原构件材料的要求也相对较高。

2粘钢法。粘钢法是指在混凝土结构外承载力较小的部位进行粘贴钢板的处理,这种方法一般用于承载能力较小的 建筑,它的施工相对简单快捷,也不会对建筑外观造成损坏。

但这种方法有一定的缺陷,在实际的施工过程中,施工者一旦进行了粘钢处理,就很难再对其进行调整、修改或者补救。因此,它对于施工者的工艺水平要求相对较高,如图2。

3.增加支点法。在建筑的加固方法中,增加支点法是最为常见的加固方法,它的加固原理较为简单,主要是通过增加支撑构件来减小整个建筑对被加固构件的作用力,从而达到加固的目的,如增设框架柱或抗震墙等。与其他加固方法相比,这种加固方法往往能够取得更为明显的效果。但与此同时,这种加固方法的工作量相对较大,且容易对建筑的使用功能造成一定的影响。

4.外包钢法。除上述几种常见的建筑加固方法外,外包钢法也是一种较为有效的建筑加固方法。与其他几种加固方法 相比,外包钢法施工过程更为复杂,经过粘钢处理后,其补救过程相对复杂。一般情况下,它主要是使用水泥或者环氧树脂 等材料对建筑梁柱的外围进行灌浆,或者是直接对外围进行 钢板焊接处理。根据施工方法的不同,它还可以分为湿式包装法和干式包装法。这种加固方法不仅能够增加建筑的承载能力,还能提高建筑的稳定性。它的主要缺点则是对于钢铁的需求量较大,对于水泥或者混凝土的质量要求都相对较高。如果这些材料不能达到规定标准,则会在很大程度上降低建筑的加固效果。

5.碳纤维黏贴加固法

碳纤维布加固是指将抗拉强度较高的碳纤维布采用环氧树脂粘贴剂粘贴在结构受拉部位上,使纤维材料与原有结构共同受力,从而增大结构的抗裂或抗剪能力。粘贴在混凝土构件表面上的纤维复合增强材料在服役过程中不应直接暴露于阳光下暴晒,同时加固后应有防护措施。碳纤维加固流程详见图3

图3 碳纤维加固流程

4.结论

本文主要介绍了既有结构的抗震鉴定及结构加固方法:

(1)本文详细介绍了抗震鉴定的方法步骤可为同类结构的抗震鉴定提供参考,抗震鉴定主要从抗震构造和抗震承载力计算两方面进行综合鉴定。

(2)设计前应对原有建筑进行详细的实测和取样化验。搜集土勘探报告、施工图纸(竣工图纸)等工程相关原始资料,准确获得现有结构的材料性能为设计加固提供较准确的第一手资料。

(3)加固设计时,应充分考虑原设计规范和目前新规范之间的差异,重新建模计算,对原设计在新规定的条件下进行承载力复核和抗震验算并根据实际条件提出相应合理的加固建议。如本工程原设计抗震设防烈度6度0.1g,,现规范发生变化抗震设防烈度为7度0.15g。这种差异对计算结果影响较大,设计中应引起重视。

(4)通过计算分析增大框架柱截面高度对提高结构的抗侧刚度效果显著,若结构位移不满足时首先应采用增大柱截面的方法,不宜采用柱黏贴钢板做法。若结构位移满足,轴压比不满足可采用黏贴钢板做法。

(5)在抗震鉴定的基础上详细介绍了常用加固方法的优缺点。

参考文献

[1] 黄国胜1,樊宇2,胡荣1 加层框架结构的抗震鉴定方法与建议 低温建筑技术 2014年11期 61-64.

[2] 丁长鑫,高金宇,王宝媛 框架结构房屋抗震鉴定及加固措施 长春工程学院学报(自然科学版)2012年第13卷第4期 15-18.

[3] 陈武龙 某混凝土框架结构房屋抗震性能鉴定及加固策略(同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海)20174.12月 86-88.

论文作者:路杰,王长远

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年10期

论文发表时间:2019/8/22

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