0 引言
由于以往社會經(jīng)濟(jì)水平的限制及規(guī)范法規(guī)的不完善,存在著大量未考慮抗震設(shè)防、或雖考慮抗震設(shè)防但抗震設(shè)防目標(biāo)比較低以及抗震功能性考慮欠周的建筑。為確保這些建筑的安全使用、發(fā)揮應(yīng)有的建筑功能,需要對其進(jìn)行抗震鑒定與加固。另外,許多歷史建筑、宗教建筑、有重要意義的建筑等也需在不破壞原有建筑風(fēng)貌的基礎(chǔ)上進(jìn)行抗震加固。因此,能否充分利用原有結(jié)構(gòu),對其實施加固改造,并以較少的投資、較短的工期達(dá)到業(yè)主所期望的建筑物的某種性能水準(zhǔn),已成為結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域又一迫切需要解決的問題[1,2]。本文就建筑物抗震加固技術(shù)方法進(jìn)行分析,重點對于隔震加固方法對比傳統(tǒng)抗震加固方法的有點進(jìn)行分析,指出隔震加固方法更為適合現(xiàn)代建筑抗震設(shè)計。
1 傳統(tǒng)抗震加固方法
傳統(tǒng)的加固方法隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,以及對地震機(jī)制和結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理的研究認(rèn)識越來越深入,不斷取得新的發(fā)展。常見的工程加固原因有:①已有建筑物的耐久性,使用不當(dāng),管理不當(dāng),年久失修,結(jié)構(gòu)有損傷破壞,不能滿足目前使用要求或安全度不足時;②由于災(zāi)害性事件(如地震、水災(zāi)、火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)和爆炸等)的影響,結(jié)構(gòu)產(chǎn)生開裂和破壞時;③當(dāng)對建筑物進(jìn)行改建、擴(kuò)建、加層,或裝修中需要對結(jié)構(gòu)構(gòu)建不止有所改變而影響原結(jié)構(gòu)受力體系時;④由于設(shè)計和施工的原因?qū)е陆ㄖ锍霈F(xiàn)質(zhì)量問題時;⑤由于業(yè)主對結(jié)構(gòu)的性能目標(biāo)要求的提高,希望通過加固方式來提高結(jié)構(gòu)的性能水準(zhǔn);⑥歷史性建筑和有重大意義的建筑,在保護(hù)結(jié)構(gòu)原有面貌的前提下提高結(jié)構(gòu)的抗震承載力。根據(jù)結(jié)構(gòu)的形式、使用情況和實際鑒定結(jié)果,工程人員總結(jié)出了以下幾種常用的抗震加固方法:
1.1 磚砌體的混凝土板墻加固法。混凝土板墻加固類似于鋼筋網(wǎng)水泥面層加固,具有較大的靈活性。首先,可根據(jù)結(jié)構(gòu)綜合抗震能力指數(shù)提高程度的不等增設(shè)不同數(shù)量的混凝土板墻。板墻可設(shè)置為單面或雙面,甚至可在樓梯間部位設(shè)置封閉的板墻,形成混凝土筒。其次,采用混凝土板墻加固時,可根據(jù)業(yè)主的意圖采用“內(nèi)加固”或“外加固”方案。采用混凝土板墻加固可更好地提高磚墻的承載能力,控制墻體裂縫的開展。
1.2 增設(shè)抗震墻加固法。該方法是目前對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和勁性鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物進(jìn)行抗震加固的最基本的方法,為增加抗震墻,既有建筑物中大致可通過三種方式形成抗震墻:①在柱與梁構(gòu)成框架的空間內(nèi)增設(shè)抗震墻;②將已有的墻體加固成抗震墻;③通過封堵墻體上的開洞形成抗震墻。此法利用新增的抗震墻來承擔(dān)主要的地震作用,減小結(jié)構(gòu)的變形。
1.3 框架柱的加固方法。當(dāng)結(jié)構(gòu)受建筑使用功能的限制,無法采用抗震墻加固時,這時可采用對原結(jié)構(gòu)框架柱進(jìn)行加固,通過加固可提高原構(gòu)件的承載力,改善構(gòu)件的延性,可使“強(qiáng)梁弱柱”體系改變?yōu)?ldquo;強(qiáng)柱弱梁”體系,從而達(dá)到抗震加固的目的。加固柱子的施工方法根據(jù)加固目的的不同可分為提高強(qiáng)度的施工方法、提高延性的施工方法和使結(jié)構(gòu)剛度趨于均勻的施工方法等。
1.4 增設(shè)支撐加固法。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等各種結(jié)構(gòu)的柱和梁構(gòu)成框架的空間內(nèi),通過增設(shè)支撐進(jìn)行抗震加固,其施工方法的優(yōu)點是重量較輕,工期較短,可確保結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和延性。在建筑的外圍框架中增設(shè)支撐施工的同時,房屋的內(nèi)部還能照常使用,但如果采用鋼支撐,則由于其通常都是按受拉桿件設(shè)計,在往復(fù)地震作用下容易產(chǎn)生屈曲破壞,且耗能能力有限,震后需要替換。 1.5 設(shè)置外部框架加固法。在建筑物的外圍新增設(shè)高強(qiáng)度、高剛度的扶垛和空間框架,并與已有建筑的主體結(jié)構(gòu)連接,可保證已有建筑物的必要支撐力和延性。該法適用于中、低層建筑,前提條件是建筑物四周必須有足夠的空地用來設(shè)置外部框架。這種方法還適用于對建筑物的改、擴(kuò)建工程。
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