小高層鋼筋混凝土房屋的抗震鑒定與加固

馬紀威

【摘要】隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，地震的災(zāi)害性將變得更為嚴重。因此對建筑進行抗震加固以及抗震鑒定及削弱地震災(zāi)害的最有效方法之一。而小高層鋼筋混凝土房屋的抗震鑒定方法在我國現(xiàn)行的抗震鑒定標準中尚為涉及。為了解決工程中實際的問題，文章對小高層建筑的抗震鑒定與抗震加固，在理論研究和實際應(yīng)用的基礎(chǔ)上進行了探討。

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)有小高層建筑，抗震概念鑒定，評估體系，抗震加固。

1 引言

地震是一種自然現(xiàn)象，是迄今人類難以抗御的自然災(zāi)害。地震的發(fā)生在空間和時間上都是隨機的，它是由地殼相鄰板塊間的相互擠壓、摩擦或構(gòu)造板塊的斷裂、變形產(chǎn)生的，是地球內(nèi)部構(gòu)造變化過程中積累的應(yīng)力和能量在瞬間的釋放過程，并以縱波和橫波的形式傳到地表造成地面的搖晃和顛簸，從而帶動的地面運動。地震波就是地震引起的振動以波的形式從震源向各個方向傳播。結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)是地面運動通過房屋基礎(chǔ)影響上部結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動行為。包括加速度、速度和位移反應(yīng)。強烈的地震會使大量建筑物和構(gòu)筑物倒塌，造成人類社會生命、財產(chǎn)的巨大損失。

近年來，隨著現(xiàn)代工業(yè)社會的發(fā)展，城市的規(guī)模和數(shù)量不斷擴大，城市變成了財富高度集中，人口高度密集的地區(qū)，一般的輕微地震就可能造成巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。

位于多層建筑與高層建筑層數(shù)之間的建筑，我們稱其為小高層建筑。多層建筑起控制作用主要是豎向荷載，而高層建筑起控制作用則主要是水平荷載，且影響作用隨著層數(shù)的增加逐漸顯著，小高層建筑同時最具有高層建筑和多層建筑的特點，為豎向荷載與水平荷載在結(jié)構(gòu)設(shè)計中共同控制作用的。

2 抗震鑒定與抗震設(shè)計

現(xiàn)行的建筑抗震鑒定是運用模糊數(shù)學的方法，對概念鑒定賦以一定的數(shù)值，評估建筑結(jié)構(gòu)的綜合抗震能力。與新建工程“抗震概念設(shè)計”的含義相似，根據(jù)地震震害和工程經(jīng)驗所獲得的現(xiàn)行的鑒定思想和基本鑒定原則，突出了建筑結(jié)構(gòu)抗震概念上的鑒定要求，對現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵構(gòu)造和總體布置進行宏觀判斷，與“數(shù)值鑒定”相呼應(yīng)，我們將其稱為“抗震概念鑒定”。與“抗震概念設(shè)計”相同，“抗震概念鑒定”雖然可以清楚的在概念上判斷結(jié)構(gòu)抗震性能優(yōu)劣，但具體的數(shù)值界限的規(guī)劃上卻是模糊的。所以按照 “抗震概念設(shè)計”的要求，以“抗震概念鑒定”為基準，從不同角度來衡量現(xiàn)有建筑的整體抗震能力，以提高建筑的抗震鑒定的可靠性。

3 現(xiàn)有小高層鋼筋混凝土房屋抗震鑒定的評估體系探討

3.1 小高層鋼筋混凝土房屋的抗震特點

小高層建筑的受力特征：（1）隨著樓層數(shù)的增加，豎向荷載的影響要比水平荷載增加得緩慢。這是因為豎向荷載及其引起的內(nèi)力隨高度按線性比例分布，而水平荷載并非如此，豎向荷載越往上荷載越大。而由它們所引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力則與高度的平方成正比。（2）任何材料在承受簡單拉壓時最能充分利用其強度，而受彎則不能全部發(fā)揮材料的潛力。因此豎向荷載在房屋層數(shù)較低時，可以在結(jié)構(gòu)設(shè)計中起到控制作用；小高層建筑則為水平荷載與豎向荷載在結(jié)構(gòu)設(shè)計中共同控制作用；當房屋層數(shù)增加時，結(jié)構(gòu)設(shè)計中起控制作用的還要算上水平荷載。

在小高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的設(shè)計是需要考慮的因素之一，欲使抗側(cè)力結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，同時具有足夠的承載力和剛度，還要盡可能地降低材料消耗節(jié)約造價，提高材料利用率，除了必須采用合理而可行的計算方法和設(shè)計方法、同時需要重視構(gòu)造連接、錨固等細部處理，此外正確選擇房屋的結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)材料和基礎(chǔ)形式等方面的因素也需要考慮周全。

3.2現(xiàn)有小高層鋼筋混凝土房屋抗震鑒定的第一級評估

現(xiàn)有的評估分為如下幾部分。

（一） 結(jié)構(gòu)體系的評估。

（二）梁、柱、墻實際達到的混凝土強度等級不宜低于 C 18（200 號）。

（三）抗震構(gòu)造措施。

（四）對于單向框架，或混凝土強度等級低于C18（200 號），或與框架相連的承重砌體結(jié)構(gòu)不符合要求，或女兒墻、門臉等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件不符合要求時，可不再進行第二級評估，直接對房屋采取加固或其它相應(yīng)措施。其它要求不符合時，由第二級評估作出進一步判斷。

4抗震加固原理與方法

4.1抗震加固的原則

衡量加固效果的標志是能否提高建筑的綜合抗震能力，能否保證建筑物必要的整體性抗震，能否使結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的抗震性能滿足要求，防止質(zhì)量不平衡分布和局部剛度不漸變。與此同時，要求基本上不破壞原有結(jié)構(gòu)的強度，選擇適當?shù)募庸滩牧?，根?jù)被加固建筑物的具體情況以及特點，確定合適的加固措施。在抗震加固中，應(yīng)以概念設(shè)計為指導，合理地采用各種加固手段，既可保證結(jié)構(gòu)安全，又能創(chuàng)造出綜合經(jīng)濟效益。

4.2 抗震加固的基本原則

我國抗震鑒定加固的原則主要有：（1）抗震加固不同于工程事故后的修復；（2）以抗震鑒定結(jié)論為加固目標和依據(jù)；（3）地基基礎(chǔ)現(xiàn)有承載力的利用；（4）加固有效性的控制；（5）提高綜合抗震能力的優(yōu)化原則；（6）加固材料和施工的特殊要求。

4.3抗震加固常用方法

（一）直接加固法。我國已有建筑物應(yīng)用的直接加固方法很多，混凝土結(jié)構(gòu)的加固方法可分為：預應(yīng)力加固法、加大截面加固法、改變結(jié)構(gòu)傳力途徑加固法、外包鋼加固法、受彎構(gòu)件外部粘鋼加固法以及其它加固法等。

（二）梁柱節(jié)點的抗震加固。許多鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的地震破壞是由于節(jié)點過早破壞引起的，因此補強加固梁柱節(jié)點是很重要的工作。任何框架結(jié)構(gòu)，都有框架節(jié)點。節(jié)點是一個重要的結(jié)構(gòu)部位，它在框架中的作用是分配內(nèi)力、傳遞內(nèi)力、保證結(jié)構(gòu)整體性。純框架結(jié)構(gòu)的節(jié)點受力大，因此施工要求嚴?？蚣?剪力墻結(jié)構(gòu)由剪力墻承擔水平受力，節(jié)點的受力情況略小于框架結(jié)構(gòu)，而要求也可適當放寬。至于裝配式框架結(jié)構(gòu)，節(jié)點更是一個脆弱環(huán)節(jié)。

（三）間接加固法。間接加固法是根據(jù)需要在既有建筑的特定層和部位增設(shè)某種耗能（或消能）裝置，在地震作用下，以減小譜位移和加速度譜值，從而達到隔震和減震的目的，間接加固方法一般都是針對結(jié)構(gòu)體系進行抗震加固的。

結(jié) 語

本文對現(xiàn)有小高層鋼筋混凝土樓房的抗震鑒定方法進行分析研究，并提出了針對小高層建筑進行抗震鑒定的評估體系，分析的現(xiàn)有建筑加固方法與抗震鑒定的原則，為解決小高層建筑的抗震鑒定與加固提供了理論依據(jù)，具有重要的理論意義和實用價值。

由于目前的技術(shù)水平對未來發(fā)生地震的大小、地點、時間還無法進行準確的預報，人們對地震破壞機理和地震作用獨特性的研究也不夠全面，傳統(tǒng)抗震設(shè)計方法很難確保結(jié)構(gòu)在突發(fā)性超烈度地震時的安全性，因此開發(fā)研究具有經(jīng)濟效益同時減隔震效果顯著的減隔震控制技術(shù)就顯得更為重要和現(xiàn)實。

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