程金龍

（江西省建筑設(shè)計(jì)研究總院江西南昌330000）

淺談現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定及加固

程金龍

（江西省建筑設(shè)計(jì)研究總院江西南昌330000）

建筑物的抗震鑒定以及加固是災(zāi)后重建的一項(xiàng)重要內(nèi)容，我國目前發(fā)生了多次重大地震災(zāi)害，給人們造成了嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失，本文通過回顧我國建筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定及加固的發(fā)展歷程，分析抗震鑒定和加固實(shí)施過程中存在的問題，提出了對建筑物進(jìn)行抗震加固的基本要求和具體的抗震加固設(shè)計(jì)方法。

抗震鑒定；加固；抗震能力；設(shè)防目標(biāo)；建筑結(jié)構(gòu)

前言

如何減少地震對建筑物造成的危害一直是人們關(guān)心并一直致力解決的問題，傳統(tǒng)的建筑物加固技術(shù)既不經(jīng)濟(jì)、又存在較多的安全問題。隨著人們生活條件的改善，對居住條件的要求也越來越高，這就要提高建筑物的抗震能力，如何有效的減少地震這一自然災(zāi)害給建筑物造成的影響，已經(jīng)成為建筑工程領(lǐng)域面臨的一大問題。

1　我國建筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定及加固的發(fā)展歷程

在我國，建筑結(jié)構(gòu)的抗震鑒定及加固主要經(jīng)歷了三個(gè)階段，第一階段是：從邢臺地震到唐山地震，是我國抗震鑒定及加固的新興時(shí)期，主要是對抗震鑒定及加固技術(shù)的初步探索，人們逐步認(rèn)識到其有效性和必要性。第二階段是：自唐山地震之后，我國頒布了《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，使我國的建筑結(jié)構(gòu)的抗震鑒定及加固進(jìn)入蓬勃發(fā)展時(shí)期，建立了基本管理體制，制定了安全的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，使得我國建筑的抗震能力得到了明顯的提升，并且國家和地方政府共投資大量資金用于房屋的加固，基本實(shí)現(xiàn)了建筑物的加固任務(wù)。第三階段是：從國家頒布制定GB50011標(biāo)準(zhǔn)至今[1]。我國在建筑結(jié)構(gòu)抗震領(lǐng)域發(fā)展較快，并且建筑結(jié)構(gòu)的抗震鑒定和加固引起了人們的高度關(guān)注。

2　抗震鑒定及加固實(shí)施中存在的問題

地震是一種危害性極大的自然災(zāi)害，地震造成的慘重的人員傷亡和巨大的財(cái)產(chǎn)損失，主要是由建筑物的破壞所引起的。所以對建筑物進(jìn)行大規(guī)模的鑒定和加固工作是非常必要的，但是在實(shí)施過程中仍存在一定的問題，主要包括以下幾個(gè)方面：①許多工程人員對建筑物進(jìn)行加固的對象主要是未出現(xiàn)損傷的結(jié)構(gòu)，對于已經(jīng)出現(xiàn)損傷的結(jié)構(gòu)該進(jìn)行如何處理，目前還沒有明確的規(guī)定，例如：如何考慮地震后建筑構(gòu)件的強(qiáng)度折減。②檢測手段相對落后，不僅在鑒定過程中人為因素的影響太多，而且不同檢測人員、不同檢測單位的檢測標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，這就給檢測結(jié)果造成了一定的誤差。③部分工程施工單位缺乏一定的加固經(jīng)驗(yàn)，施工工藝與方案不合理，缺少施工操作規(guī)范和質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。④現(xiàn)有建筑抗震鑒定的設(shè)防目標(biāo)不明確。

3　震后建筑加固的設(shè)計(jì)使用年限及設(shè)防目標(biāo)

目前震后建筑加固的設(shè)計(jì)使用年限及設(shè)防目標(biāo)主要有三種取法：①對建筑物進(jìn)行加固設(shè)計(jì)起50年內(nèi)，加固的建筑物必須要做到：小震不休、中震可修和大震不倒，工程人員需要按照此目標(biāo)對建筑物結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面加固。②從建筑物建成起50年內(nèi)，有明確的設(shè)防目標(biāo)，按照當(dāng)時(shí)規(guī)范的各項(xiàng)要求進(jìn)行復(fù)核并進(jìn)行相應(yīng)的加固[2]。③較重要的豎向構(gòu)件設(shè)計(jì)年限從現(xiàn)在算起50年，次要部分從原設(shè)計(jì)算起50年，沒有明確的設(shè)防目標(biāo)，按照原抗震規(guī)范的各項(xiàng)要求進(jìn)行復(fù)核，檢查是否滿足規(guī)范要求。但是，目前在加固的設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)使用年限是依據(jù)建成后50年，設(shè)防分類是以最新的國家標(biāo)準(zhǔn)GB50223規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行。設(shè)防目標(biāo)是與新建建筑的目標(biāo)一致，即“小震不壞、中震可修、大震不倒”。

4　抗震加固的基本要求

抗震加固的基本要求主要包括以下幾個(gè)方面：①抗震加固的概念。在這里需要指出抗震加固與新建工程因不符合標(biāo)準(zhǔn)而進(jìn)行的加固是不一樣的，抗震加固的目標(biāo)是使現(xiàn)有建筑達(dá)到抗震設(shè)防的要求，并不是因?yàn)樾陆ǖ慕ㄖ锉旧碣|(zhì)量問題才采取的加固行為。②抗震加固的目標(biāo)與依據(jù)。我們對建筑物進(jìn)行抗震加固的最終目的就是使建筑物達(dá)到抗震鑒定的要求，在比較高的地震等級下，建筑物不會倒塌傷人。并且在工程人員對建筑物進(jìn)行加固施工的過程中，也會受到各種施工技術(shù)的限制，這就要求工程人員在進(jìn)行抗震加固時(shí)還需注意抗震加固與抗震鑒定之間的聯(lián)系，仍以提高建筑物的綜合抗震能力作為衡量加固效果的標(biāo)準(zhǔn)。③加固方案的優(yōu)化。在對建筑物進(jìn)行加固之前首先需要弄清楚被加固建筑物的實(shí)際情況，弄清是對房屋進(jìn)行區(qū)段加固還是構(gòu)件加固才能使建筑物的整體抗震能力達(dá)到要求，以免擴(kuò)大加固量。如果是對結(jié)構(gòu)的加固，還要選擇是“內(nèi)加固“還是“外加固”，比較兩種加固方法的優(yōu)缺點(diǎn)。如果需要在建筑物中增設(shè)抗震墻，是否需要改變原有建筑物的結(jié)構(gòu)體系，需要結(jié)合建筑物的使用功能進(jìn)行比較分析。如果對建筑物進(jìn)行加固后，建筑物的剛度、承載能力和變形能力均發(fā)生變化時(shí)，當(dāng)采用以提高變形能力為主的方案時(shí)，要考慮到建筑物的承載能力是否達(dá)到了最底標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)采用以提高承載能力為主的方案時(shí)，要考慮到建筑物剛度變化帶來的影響。綜上所述，在進(jìn)行加固方案的選擇時(shí)，要盡量減少對原建筑物承載能力的損傷，真正做到減少耗材、增大施工效率、減小對環(huán)境的影響和提高建筑物的抗震能力。

5　抗震加固設(shè)計(jì)

在進(jìn)行工程施工時(shí)，常用“綜合抗震承載力指數(shù)”來表征鋼筋混凝土框架的抗震加固效果，即加固后構(gòu)件的抗震承載力表示結(jié)構(gòu)加固的效果[3]。目前，混凝土結(jié)構(gòu)常用的抗震加固設(shè)計(jì)主要采用以下三種方法：

5.1新增混凝土墻或翼墻的加固設(shè)計(jì)

在增設(shè)鋼筋混凝土墻后，計(jì)算框架-抗震墻結(jié)構(gòu)的綜合抗震承載力時(shí)，綜合抗震承載力指數(shù)可以由新增的鋼筋混凝土墻框架結(jié)構(gòu)表示。翼墻和原來的框架形成的構(gòu)件按照整體的偏心受壓構(gòu)件計(jì)算。在計(jì)算時(shí)，新增的混凝土、鋼筋的材料強(qiáng)度，需要乘以折減系數(shù)0.85。另外，新增抗震墻以后，抗震墻之間的樓、屋蓋長寬比的局部影響系數(shù)也要作相應(yīng)的改變?？拐饓鸵韷Φ臉?gòu)造要求如表1所示。

5.2鋼筋混凝土外套加固設(shè)計(jì)

鋼筋混凝土的外套加固就是在原有的鋼筋混凝土構(gòu)件外設(shè)置鋼筋混凝土外套，可以用噴射或澆注混凝土的方式來擴(kuò)大原有的構(gòu)件截面，以達(dá)到提高構(gòu)件承載能力的目的。此方法一般用來加固框架梁、框架柱和框架柱的底部，這種構(gòu)造的加固要求和靜載下的加固要求相同。加固后的框架綜合抗震承載力指數(shù)的計(jì)算如下：經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)外套中的混凝土和鋼筋的應(yīng)力和原來的構(gòu)件略有差別。在現(xiàn)有的抗震承載力計(jì)算中，一般將加固的截面作為整體構(gòu)件截面，而新增的鋼筋的材料強(qiáng)度和混凝土，需要乘以反映實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)的折減系數(shù)0.85。

表1　抗震墻和翼墻的構(gòu)造要求

5.3框架梁、柱鋼構(gòu)套加固設(shè)計(jì)

鋼構(gòu)套加固主要是用角鋼等制成的鋼構(gòu)架外包原有構(gòu)件，通過約束原構(gòu)件而不增大原構(gòu)件截面的加固方法。其綜合抗震承載力的計(jì)算如下：加固后梁柱箍筋構(gòu)造的體系影響系數(shù)為1.0，但是材料強(qiáng)度需要乘以折減系數(shù)0.80，梁柱鋼構(gòu)套的構(gòu)造要求如表2所示。

表2　梁柱鋼構(gòu)套的構(gòu)造要求

6　結(jié)論

綜上所述，在進(jìn)行抗震鑒定加固之前，首先要對已有建筑物進(jìn)行系統(tǒng)的分析，制定一系列行之有效的措施，加強(qiáng)建筑物整體結(jié)構(gòu)的抗震性能，使建筑物真正達(dá)到“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設(shè)防目標(biāo)。其次還要參考國外廣泛應(yīng)用的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，結(jié)合我國的實(shí)際情況，發(fā)展新材料、研發(fā)新工藝、引進(jìn)新理念，向更為先進(jìn)的方向發(fā)展。

[1]鄺艷華，于江.單層磚混結(jié)構(gòu)教室的抗震加固措施[J].低溫建筑技術(shù)，2010（01）.

[2]羅發(fā)強(qiáng).某舊教學(xué)樓的抗震加固措施與設(shè)計(jì)探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010（04）.

[3]唐曹明.既有建筑抗震加固方法的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀[J].施工技術(shù)，2010（05）.

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