【摘 要】歷史以來(lái)自然災(zāi)害對(duì)人類(lèi)造成的傷害是不可估量的,對(duì)于自然災(zāi)害的防治是十分必要的。本文就如何采用抗震加固來(lái)降低地震對(duì)人類(lèi)的迫害進(jìn)行了論述,主要是針對(duì)目前常用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法作分析和論述,闡述了不同方法的特點(diǎn)、適用范圍和一些需要注意的常見(jiàn)問(wèn)題,以及抗震加固方法將來(lái)的發(fā)展方向。
【關(guān)鍵詞】抗震加固;鋼筋混凝土;方法
什么是抗震加固呢?它又能帶來(lái)什么好處呢?那么首先抗震加固的定義不難理解,就是指對(duì)那些還沒(méi)有進(jìn)行抗震設(shè)防或雖然進(jìn)行抗震設(shè)防但未達(dá)到抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的建筑物, 進(jìn)行結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)來(lái)增強(qiáng)其抗震能力的措施。但要說(shuō)明的是抗震加固是在抗震鑒定的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,抗震鑒定結(jié)果決定了是否要進(jìn)行抗震加固。 而抗震加固的好處是顯而易見(jiàn)的:即可以極大地降低地震對(duì)建筑物的破壞, 從而減少人員傷亡和人們財(cái)產(chǎn)損失,同一個(gè)建筑進(jìn)行加固的部位和沒(méi)有進(jìn)行加固的部位在地震時(shí)的表現(xiàn)是截然不同的。沒(méi)進(jìn)行抗震設(shè)防或者沒(méi)進(jìn)行抗震加固的建筑物遭到地震破壞要比進(jìn)行抗震設(shè)防或采取加固措施的建筑物的破壞嚴(yán)重得多。
一、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震加固原則
抗震加固從根本上來(lái)說(shuō)就是通過(guò)改善結(jié)構(gòu)的構(gòu)件、結(jié)構(gòu)受力等因素,來(lái)提高建筑結(jié)構(gòu)對(duì)地震的抵御能力,減小地震的迫害和殺傷力。以下列舉了抗震加固的原則:
1.抗震加固是有前提的,要看對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)的抗震鑒定結(jié)果如何,首先抗震鑒定是對(duì)建筑物在地震作用下進(jìn)行安全性評(píng)估,檢查內(nèi)容主要包括建筑的設(shè)計(jì)、建筑的施工質(zhì)量及其使用現(xiàn)狀,最后會(huì)以抗震鑒定的結(jié)果為依據(jù)來(lái)做針對(duì)性地加固,可以選擇整體加固、區(qū)段加固或者是構(gòu)件加固。
2.抗震加固是首先要考慮結(jié)構(gòu)總體抗震能力和變形能力的綜合協(xié)調(diào),然后要檢查結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀尤其應(yīng)查明結(jié)構(gòu)是否存在局部損傷, 對(duì)已有的損傷應(yīng)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的研究。重中之重是在確定結(jié)構(gòu)抗震加固方案時(shí)應(yīng)考慮整體性加固方案。
3.在抗震加固時(shí),務(wù)必要根據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況, 看是采用何種方案:是主要提高框架抗震承載能力、主要增強(qiáng)框架變形能力還是改變結(jié)構(gòu)體系而不加固框架的方案。
4.加固后的樓層綜合抗震能力不宜超過(guò)下一樓層綜合抗震能力的20%,如果超過(guò)了就必須要增強(qiáng)下一層的綜合抗震能力。同時(shí)保證加固后的框架不至引起原結(jié)構(gòu)的薄弱層發(fā)生轉(zhuǎn)移, 如果發(fā)生轉(zhuǎn)移, 應(yīng)對(duì)新的薄弱層進(jìn)行處理。
5.增設(shè)墻體、支撐等構(gòu)件時(shí), 要注意結(jié)構(gòu)體系的變化, 結(jié)構(gòu)內(nèi)力的重分布等問(wèn)題。
6.以結(jié)構(gòu)的安全性為重點(diǎn)的抗震加固,也應(yīng)盡量做到美觀,使其科學(xué)而合理。增加安全系數(shù)且美化生活。
7.提倡選用便于施工且經(jīng)濟(jì)的加固方法。
二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震加固技術(shù)
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震加固技術(shù)主要有:
1.增設(shè)鋼筋混凝土抗震墻法
這種方法其實(shí)是通過(guò)在適當(dāng)部位增設(shè)一些剪力墻,把原來(lái)的框架結(jié)構(gòu)改變?yōu)榭蚣?剪力墻結(jié)構(gòu), 它能夠提高框架結(jié)構(gòu)抗震能力并能減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。此方法的好處在于通過(guò)提了高結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度, 來(lái)有效的減小了地震時(shí)結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生的側(cè)移。通過(guò)加固改變結(jié)構(gòu)體系, 并通過(guò)內(nèi)力的重分布減小了某些構(gòu)件如梁柱的受力。這樣剪力墻將會(huì)承擔(dān)了大部分的地震負(fù)荷, 能真正起到了減小原建筑框架梁柱受力的作用, 這樣做就可以避免大量梁柱的加固工程減少了不少施工流程。
采用增設(shè)鋼筋混凝土抗震墻法要注意的問(wèn)題有: 第一要對(duì)原有的結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的分析尤其關(guān)注原有結(jié)構(gòu)的缺陷,看是否能采用此技術(shù);新增抗震墻在建時(shí)要保持均勻、分散、對(duì)稱(chēng)以最大限度增加其穩(wěn)固性;在整體框架的軸線位置上增設(shè)抗震墻是非??茖W(xué)的,因?yàn)檫@樣不會(huì)對(duì)原有的使用功能帶來(lái)麻煩;新增抗震墻和原有結(jié)構(gòu)的連接一定要牢固, 這樣能協(xié)同發(fā)揮。目前增設(shè)抗震墻法是非常普遍且實(shí)用的抗震加固方法。
2.鋼構(gòu)套加固法
鋼構(gòu)套加固法簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是在構(gòu)件外包以型鋼來(lái)加固。這種方法主要是通過(guò)對(duì)原有構(gòu)件加以約束來(lái)提高構(gòu)件的耐變形能力,此方法對(duì)于梁柱構(gòu)件十分適用。為了使其與原構(gòu)件協(xié)同增效務(wù)必要保證鋼構(gòu)套結(jié)構(gòu)的連接牢固性。該方法的優(yōu)點(diǎn)很多:第一它對(duì)截面尺寸和外觀幾乎沒(méi)有影響,第二工作量相對(duì)很小而且施工比較方便,第三也是最重要的它受力比較安全抗震承載能力也很高,所以在抗震加固中使用也較為廣泛。
3.鋼筋混凝土套加固法
鋼筋混凝土套加固法俗稱(chēng)加大截面法,主要方法是把鋼筋混凝土梁、柱構(gòu)件外包一定厚度的混凝土材料,加大構(gòu)件截面并配以適量的鋼筋, 這樣做很好的起到了和原構(gòu)件一起協(xié)同增效的作用建設(shè)地震對(duì)建筑的毀壞。此加固方法好在它不僅增大了構(gòu)件的剛度也增強(qiáng)了構(gòu)件的承載力和抗變形能力,并且對(duì)加強(qiáng)連接增加又一層保障。
4.減輕自重法
減輕自重法就是通常所說(shuō)的卸荷法。該方法的原理主要是通過(guò)減小結(jié)構(gòu)自重來(lái)實(shí)現(xiàn)減小結(jié)構(gòu)在地震中的破壞。具體做法通常是把建筑原結(jié)構(gòu)當(dāng)中較重的粘土磚填充墻拆除用輕質(zhì)隔墻代替,來(lái)降低結(jié)構(gòu)的自身重量,真正的提升其在地震中的抗震系數(shù)。這種方法優(yōu)點(diǎn)還是很多的,最主要的優(yōu)點(diǎn)就是可以不進(jìn)行加固就能保證地震作用下結(jié)構(gòu)的安全,該方法既能保證原有結(jié)構(gòu)的使用功能和美觀性同時(shí)還避免了加固對(duì)原結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損傷。
5.修補(bǔ)、灌漿、噴射
修補(bǔ)、灌漿、噴射這些方法一看就知道是為了抗震加固的細(xì)節(jié)準(zhǔn)備的,這種方法主要是對(duì)混凝土構(gòu)件局部的損傷和裂縫進(jìn)行修補(bǔ)的。千里之堤毀于蟻穴,所以任何小的局部的裂痕或損傷,如果忽視對(duì)會(huì)使抗震加固失去意義。
6.碳纖維加固法
碳纖維加固是一種新型的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)。碳纖維材料的優(yōu)點(diǎn)是其抗拉強(qiáng)度極高,而且彈性模量也很強(qiáng),都要比普通鋼筋強(qiáng)很多倍。這樣如果用高性能結(jié)構(gòu)膠把碳纖維織物粘貼到構(gòu)件的表面, 就能達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固補(bǔ)強(qiáng)及改善抗震性能的目的。因?yàn)樘祭w維對(duì)混凝土有一定的約束作用,所以構(gòu)件受力性能將明顯得到改善;因?yàn)樘祭w維布質(zhì)有輕且薄的特點(diǎn),那么在加固后它對(duì)原結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面不會(huì)加大,自然也影響不到其使用功能, 唯一要切忌的就是用這種加固方法就必須要求膠的性能要特別好,綜合來(lái)看碳纖維加固法極適合于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固。
7.消能減震法
消能減震法主要是通過(guò)在結(jié)構(gòu)中放置一些消能設(shè)備,起到的作用是:如果結(jié)構(gòu)遭遇地震作用, 這些消能設(shè)備能通過(guò)增加體系的阻尼系數(shù)來(lái)減少結(jié)構(gòu)在地震中的損壞。如果結(jié)構(gòu)遭遇的地震強(qiáng)度比較大,消能裝置就會(huì)率先進(jìn)入彈塑性狀態(tài)這樣會(huì)耗散掉大量的地震能量,對(duì)結(jié)構(gòu)起到了很好的保護(hù)作用。
8.隔震加固法
隔震加固法主要是對(duì)隔震技術(shù)的應(yīng)用,主要原理是通過(guò)對(duì)隔震層的設(shè)置把地震變形集中到隔震層上, 從而起到減小原結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的目的。
三、結(jié)束語(yǔ)
人們?cè)趯?shí)踐中不斷的積累了對(duì)抗自然災(zāi)害的能力,重視抗震加固將為我們的生活多添了一層安全保障,然而隨著不斷科研未來(lái)單一滿足安全性的加固方法一定不會(huì)是我們的目標(biāo), 而需要開(kāi)發(fā)既能滿足人們的安全需求、使用需求,又能夠滿足人們對(duì)美觀需求的最優(yōu)良的加固方法。相信隨著經(jīng)濟(jì)科技的發(fā)展未來(lái)用智能材料加固結(jié)構(gòu)必將是主要的發(fā)展趨勢(shì)。
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