摘要:众所周知,512汶川地震,这是一次震惊国内外的重型灾难事件,据统计,汶川大地震期间,因地震造成的房屋倒塌数量高达535.22万间,结构受到损坏的房屋数量高达2044.72万间,造成财物损失与人员伤亡若干,引发了社会民众以及建筑行业从业人员对房屋建筑结构抗震性能以及房屋建筑结构抗震加固的又一轮关注。在房屋建筑结构设计以及房屋建筑施工过程中,应当及时对房屋建筑结构的抗震性能进行检测与鉴定,对抗震性能较弱的房屋建筑及时采取加固改造措施,从根本上提高房屋建筑的防震抗震水平,最大限度地减少因地震导致房屋建筑损伤或倒塌而带来的财物损伤与人员伤亡。
关键词:房屋建筑;抗震性能鉴定;加固改造措施
引言
随着GB18306-2015《中国地震动参数区划图》于2016年6月1日的实施,取消了抗震不设防的地区,部分地区抗震烈度有所提高;同时存在很多接近或超过设计使用年限和改变结构用途或使用环境的既有建筑。抗震鉴定是依据GB50023-2009《建筑抗震鉴定标准》对现有建筑整个结构综合抗震能力的鉴定,这里的现有建筑是指除古建筑、新建建筑、危险建筑以外,迄今仍在使用的既有建筑,即不怀疑其在静力作用下的承载力的建筑。抗震鉴定采用两级鉴定的方法,从抗震措施和抗震承载力两个方面进行鉴定。对于现有建筑如果要求每个构件的承载力和构造措施都满足规范要求,必将造成进行逐个构件加固,不仅加固量大且对原结构伤害也大,甚至因加固措施不当产生新的薄弱层,而抗震鉴定并不要求每个构件按设计规范进行逐个检查和分析,强调的是结构整体的综合抗震能力,包括结构抗震承载力、整体性和构件延性等。
1我国地震活动的主要特点
1)我国地震的活动分布范围广。活动范围广,震中比较分散,所以难以集中地采取防御措施,并且震级不同,故需要针对各地区分别采取不同等级的处理方式。
2)地震的震源浅、强度大,所以产生的破坏也较大。
3)位于地震区的大、中城市较多,相应的建筑物也比较密集,但是由于早期建筑物的抗震能力比较差,所以存在着较大的安全隐患,对现有建筑物的抗震加固研究迫在眉睫。
4)强震的重演周期较长。我国的地震重演周期可高达几百年,因此,地震活动更难以预测。而且较长时间的周期使得人们应对倦怠,如果不对建筑物进行较高力度的抗震加固,所带来的灾难更加不可估量。
2房屋建筑结构抗震性能鉴定方法
现有建筑的抗震鉴定方法一般分成两级。一级鉴定时,以宏观控制和构造鉴定为主的综合评价是一级鉴定的基础,二级鉴定应以抗震验算和构造影响的综合评价为主要参考依据。当建筑达到一级鉴定的要求时,建筑便是满足抗震鉴定要求,不需要进行二级鉴定;当建筑未达到一级鉴定要求时,应对建筑进行二级鉴定,保证建筑符合抗震要求。现有建筑一级抗震鉴定的基本内容及要求为:建筑的高度应小于规定的最大值。当建筑的抗侧力构件平面内布置不对称时,应对建筑进行地震扭转效应不利影响的判定;当结构竖向构件不连续或刚度分步突变时,应找出建筑抗震薄弱部位并按要求进行鉴定操作;在检查建筑结构体系时,应确定构件破坏后会导致整个建筑体系丧失承载重力的构件;当房屋出现错层或者不同类型建筑结构体系连接时,应加强对相应部位的抗震鉴定;当建筑结构构件对建筑抗震效果有不利影响时,应加强构件的抗震鉴定要求。装配式厂房建筑的支撑系统应较完整,其结构整体性的要求应由构件的连接所满足。并且建筑主体结构的连接构造不能造成倒塌伤人的事故发生,尤其是位于出入口和临街等地方的建筑连接构造,应有较为牢固的连接。
3房屋建筑结构抗震加固改造措施
3.1增加结构抗震能力的加固方法
增加结构抗震能力的加固方法是指从房屋建筑内在结构的稳定性出发,通过增强结构自身的整体稳定性提高结构的整体抗震能力,常见的增加结构抗震能力的加固方法包括外包加固法、增设构件加固法、增强自身整体性加固法等,外包加固法例如对房屋建筑外包钢筋混凝土面层或者钢筋水泥砂浆面层,通过外包加强层提升房屋建筑结构构件的抗震能力以及抗形变能力。增设构件加固法例如增设墙体加固法、增设拉杆加固法等,通过对房屋建筑的原有结构构件以外增设构件,以对原始结构构件的承载力与负荷能力进行补充,从构件层面提升结构的抗震能力与抗形变能力。增强自身整体性加固法例如压力灌注水泥浆加固法、压力灌注环氧树脂浆加固法等,如图1所示为压力灌注水泥浆加固法施工图,通过对房屋建筑结构中现有的缺陷进行修补与完善,使得实地勘测下的结构裂缝或缺陷得以修复与加固,通过结构的完整性修复提升结构的整体承载力与抗震能力。
图1压力灌注水泥浆加固法施工图
3.2减少地震作用的加固方法
减少地震作用的加固方法不再着眼于房屋建筑稳定性的增强,而是转换思路,着眼于减少地震对房屋建筑的影响力与破坏力。常见的减少地震作用的加固方法包括刚性材质加固法、隔震加固法、消能减震加固法、橡胶加固法等,刚性材质加固法是指利用高强度钢筋混凝土所筑钢管作为刚性材质,高度关联刚性材质与高层房屋建筑,使得高层房屋建筑在面对地震、强震时能够依靠刚性材质减弱振动与摇晃。隔震加固法是运用铅芯阻尼橡胶支座延长房屋建筑的自振周期,借助隔震支座的变形减少地震对房屋建筑的破坏力。消能减震加固法是采用消能器对地震下的房屋建筑结构变形进行控制,增大结构阻尼,减少房屋建筑结构在水平方向与竖直方向的摆动。橡胶加固法是在房屋建筑的外围采用高强度橡胶作为抗震材料,在地震来临时能够借助橡胶的缓冲能力将建筑物的受力减少一半,提高房屋建筑的抗震能力,起到加固改造作用。
3.3抗震加固常用技术
3.3.1加大截面加固(外包混凝土加固)
这种技术是指在原来的混凝土构件的外边,再浇筑一层新的钢筋混凝土,这样就能增大这个构件的截面面积,并且增大它的配筋率,从而提高构件的承载能力和构件的刚度,还可以达到降低柱子长细比的目的。但是,这种采用钢筋混凝土加固的技术存在着一些问题。对于钢筋来说存在着锈蚀问题,而混凝土则存在着养护周期长的问题,所以,在一些有特殊要求的工程中,人们在不断地实践中采用了一些新型的材料来避免这些问题,同时,还研发了一些新的加固技术。例如,可以用无收缩的灌浆料来代替混凝土,利用高强钢绞线网-聚合物砂浆加固来代替钢筋混凝土加固。
3.3.2置换混凝土加固
这种加固技术是要采用新的混凝土或者是新的加固材料来代替原来的性能较差的混凝土结构构件,这种方法具有和加大截面法类似的优点,但是由于没有改变截面尺寸,加固后也不会影响建筑物的净高,这样不需要增加建筑物的高度也能达到使用舒适度,从而降低了造价。但是这种方法同样存在施工周期长的问题,施工的湿作业时间长。这种方法适用于对受压区的混凝土强度太低达不到使用要求、或者是梁具有缺陷以及柱子等这些混凝土的承重构件进行加固。如果建筑物遭受了火灾,柱子的强度下降,导致了建筑物的承载力不足;或者是施工误差造成柱子强度偏低,都要对柱子进行加固。而很显然,增大柱子截面尺寸的方法并不是一个优选方案,而有时候采用对局部的加固就能满足要求的时候,可以优先考虑置换混凝土加固法。
结语
房屋建筑结构的抗震性能直接影响到房屋建筑的稳定性与安全性,需要对房屋建筑的抗震性能进行鉴定与评估,对鉴定不合格的房屋建筑应采用增大结构抗震能力的加固方法与减少地震作用的加固方法进行加固改造,提升房屋建筑的抗震能力。
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论文作者:翁君圆,范骏龙
论文发表刊物:《房地产世界》2019年4期
论文发表时间:2019/8/7
标签:构件论文; 鉴定论文; 房屋建筑论文; 建筑论文; 结构论文; 建筑结构论文; 能力论文; 《房地产世界》2019年4期论文;