结构工程的抗震加固技术的阐述论文_赵长炜

结构工程的抗震加固技术的阐述论文_赵长炜

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摘要:随着我国经济的不断发展,对建筑的抗震能力要求更高。然而近几年时常发生地震灾害,对建筑结构带来了严重损害,严重制约了建筑行业中的结构工程的发展。为了改善当前这个现状,本文简要阐述了影响结构工程抗震的因素及抗震加固技术设计中存在的问题,然后总结了一些典型的传统抗震加固技术和逐渐被工程师广泛采用的新型抗震加固技术,以促进我国建筑行业中的结构工程更好的发展。

关键词:结构工程;加固技术;抗震能力

1.抗震加固概念设计的体现

1.1砌体结构采用合理的建筑平立面

建筑物的动力性能基本上取决于其建筑布局和结构布置。建筑布局简单合理,结构布置符合抗震原则,就能从根本上保证房屋具有良好的抗震性能。经验表明,简单、规则、对称的建筑抗震能力强,在地震时不易破坏,本工程实例原体型为“L”型,体型不利于抗震,现在业主方要增加面积要求,在端头加一块,使之体型变成“凹”型,形成对称结构。

1.2提高结构的延性

结构的延性可定义为结构在承载力无明显降低的前提下发生非弹性变形的能力。结构的延性反映了结构的变形能力,是防止在地震作用下倒塌的关键因素之一。本工程实例通过增加构造柱,加圈梁,加钢筋混凝土板墙等,从而大幅度提高墙体的承载能力和变形性能,提高墙体在平面内和平面外的抗弯强度,抗剪强度以及延性,有助于减小地震作用,吸收与耗散地震能量,避免结构倒塌。并形成了多层的抗震体系,构件的破坏和退出工作,致使结构的周期发生变化,以避免地震卓越周期长时间持续作用引起的共振效应。

1.3确保结构的整体性

结构是由许多构件连接组合而成的一个整体,并通过各个构件的协调工作来有效地抵抗地震作用。结构应具有连续性和保证构件间的可靠连接。本工程实例通过构造措施加强构件间的连接,使之能满足传递地震力时的强度要求和适应地震时大变形的延性要求,结构各构件的抗震能力得到充分发挥,这样不容易使结构成为机动体而倒塌。

2.影响结构工程抗震的因素

2.1结构工程抗震取决于所选取结构工程结构形式

目前普遍使用的框架-剪力墙结构、剪力墙结构、框架结构三种结构形式中,框架-剪力墙结构的抗震性能最为突出,剪力墙次之。单纯的框架结构造价虽然抗震性能不如前两种,但其造价较低,施工技术成熟,是目前最为常见的结构形式。根据结构工程当地的实际情况,结合结构工程的使用功能,选取合适的结构形式,对于结构工程抗震意义重大。

2.2结构工程抗震取决于适宜的抗震措施

在场地类型不同的情况下,抗震措施主要由结构工程的不同等级决定。在确定结构工程等级及场地类型之后,将先进的抗震理念和系统的分析计算纳入到抗震措施设计中,即可改善结构工程抗震设计,提高结构工程抗震效果。

2.3影响房屋结构工程抗震性能的因素

房屋结构工程抗震性能取决于场地选择、施工质量等其他因素。结构工程工程场地选择不当等造成施工质量下降,这些因素都可能对结构工程结构的抗震性能造成重要影响。选择建好的工程场地、加强施工质量监督,对于提高结构工程抗震性能是十分必要的。

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3.现有抗震设计中的不足

我国的抗震设计思路是在借鉴其他国家抗震成果的基础上,结合我国实际逐步确立并完善的。其中有符合现代抗震设计理念的创新部分,但是也有考虑欠妥的地方,需要我们今后加以完善。国外在划定抗震的延性要求等级时,多结合当地实际情况,利用不同的地震作用降低系数来确定抗震延性,即“小震”取值越高,延性要求越低,反之亦然。与此同时,有些地区还结合了高烈度区使用高延性、低烈度区使用低延性的抗震设计理念。这两种抗震设计都与实际需要的抗震效果是一致的。而我国将地震作用降低系数统一取值,并且将小震定义为一个固定的统计数字。这样对于抗震延性而言,其性能就是由抗震等级来决定,这就造成同一个数值对应不同抗震效果,也就间接造成低烈度区结构工程结构延性要求无法达到要求。

4.新型抗震加固技术

4.1新型抗震加固技术

在抗震加固新技术中,最为典型的是日本研发的高弹性材料加固工法。这种技术主要通过在建筑物加固过程中,在抗震带涂上粘合剂并将其固定在支柱上的方式实现的,与其他加固方法相比,这种方法的操作相对简单,且经费耗用也较少。另外,这种加固方法还能够采用预应力的加固方法,即首先对FRP施加预应力,再将其外贴到结构上,达到对结构进行加固的目的。采取这样的加固方式,能够有效克服FRP材料本身的缺点,对结构进行刚度与强度的同时加固。除此之外,增设斜撑加固、框架加固等也是有效的新型加固方式,这些方式都是通过增设的部分实现地震力的分担,进而提高建筑抗震能力。

4.2新型减震加固法

减震加固的主要原理是在结构抗侧力构建中设置消能构建,大多采用阻尼器,借助局部变形提供附加阻尼,以吸收或分散地震力,进而达到对建筑抗震能力提升的目的。加固时能够选择的阻尼器种类较多,目前大多选择摩擦型阻尼器、粘弹性阻尼器等。摩擦型阻尼器是利用摩擦耗能装置,通过元件的互相滑动摩擦,以消耗掉原本需要结构承担的部分地震力。目前研发的这类阻尼器主要分为普通摩擦型阻尼器、pall摩擦型阻尼器、摩擦剪切角阻尼器、多级摩擦型阻尼器等类型。摩擦型阻尼器通常在结构需要承受的地震力度较大时才会启动,也就是说,针对强度较小的地震力或其他自然力的防御能力与减震能力都比较低。

4.3高性能钢丝网复合砂浆薄层加固技术

所谓高性能钢丝符合砂浆薄层加固技术,主要是对混凝土构件进行表层处理,将钢筋网铺设在其表面,再涂抹性能较高的砂浆,促使加固的部分能够与混凝土部分实现对地震力的共同承担,以达到提高结构抗震能力的目的。这种技术主要通过提升建筑结构本身承载力的方式,包括承受能力以及延性等,进而实现抗震能力的提高。另外,与其他方法相比,这种方法的操作原理与抗震工作原理也比较简单,不需要过于专业的操作知识等。这种方法的施工程序比较简单,需要的经济投入较低,具有较大的发展空间。

5.结语

总之,随着建筑抗震和减震科学的快速发展和人们对抵抗地震灾害要求的提高,建筑抗震设计已经成为当前主要的研究主题。加深对当前建筑结构抗震加固设计中的问题以及影响结构工程抗震的因素进行分析和研究,以不断提高设计水平,促使现阶段的建筑结构具有更高的水准。

参考文献:

[1]徐炜亮.结构加固技术在建筑工程中的应用研究[J].山西建筑,2019,45(06):75-77.

[2]苏小磊.新疆砌体结构建筑抗震加固与节能改造一体化研究[D].石河子大学,2013.

[3]邵帅.乌鲁木齐某既有砌体房屋鉴定分析及抗震加固方案研究[D].新疆大学,2012.

论文作者:赵长炜

论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期

论文发表时间:2019/7/1

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