高層框架結(jié)構(gòu)抗震加固方案的比較與探討

徐杰 左德花

【摘要】近幾年，我國(guó)社會(huì)發(fā)展較為迅速，高層建筑數(shù)量逐漸增多，規(guī)模不斷擴(kuò)大，在民眾生活和工作中占據(jù)著極其重要的地位。目前，我國(guó)高層框架結(jié)構(gòu)抗震效果較差，在發(fā)生地震時(shí)并不能保障民眾的人身安全，不能滿足新形勢(shì)下民眾的居住需求，不利于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速穩(wěn)定發(fā)展。新形勢(shì)下，施工單位為提高高層框架結(jié)構(gòu)抗震效果，不斷對(duì)高層框架結(jié)構(gòu)實(shí)施抗震加固方案進(jìn)行改進(jìn)，并在實(shí)際施工中進(jìn)行運(yùn)用，取得了較好的成效。

【關(guān)鍵詞】高層加框結(jié)構(gòu);抗震加固;方案

現(xiàn)階段，我國(guó)高層建筑數(shù)量急劇增加，高層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作面臨著新的挑戰(zhàn)，如何提高高層框架結(jié)構(gòu)抗震能力，是現(xiàn)階段施工單位所面臨的一大難題。目前，我國(guó)建設(shè)施工單位在長(zhǎng)時(shí)間的摸索中逐漸形成了多種高層框架結(jié)構(gòu)抗震加固方案，并在實(shí)際施工中得到了較好的反饋。但是受到多個(gè)方面的影響，各個(gè)高層框架結(jié)構(gòu)抗震加固方案都有著自身的不足之處，并不能完全滿足現(xiàn)階段工程建設(shè)需求，高層框架結(jié)構(gòu)抗震加固方案還需進(jìn)一步的改進(jìn)。

1、工程概述

本文對(duì)某地區(qū)建筑物進(jìn)行分析，并得出以下結(jié)果：該建筑物以筏板作為支撐進(jìn)行建筑，呈現(xiàn)出L形，測(cè)量結(jié)果約為35米，建筑以預(yù)制板為建筑結(jié)構(gòu)的主體。根據(jù)對(duì)比相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可以得出該建設(shè)框架抗震設(shè)計(jì)不科學(xué)，平面分布不合理，應(yīng)作為重點(diǎn)建筑進(jìn)行審查，而且承載力并不符合相關(guān)要求，混凝土的施工存在不規(guī)范的地方，混凝土質(zhì)量不符合建筑需求，抗震能力得不到保障，在地震時(shí)并不能滿足新形勢(shì)下社會(huì)發(fā)展的需求。根據(jù)與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)照，該建筑物為重點(diǎn)設(shè)防類(lèi)建筑，因此，建筑物框架需要進(jìn)一步的做出改動(dòng)，以符合相關(guān)規(guī)定。

2、加固方案

根據(jù)對(duì)該建筑物的研究及現(xiàn)階段框架結(jié)構(gòu)加固技術(shù)發(fā)展，筆者認(rèn)為對(duì)該建筑物的加固應(yīng)以橫截面及剪力墻兩種方案為基礎(chǔ)，并注重對(duì)屈曲約束支撐加固方案的應(yīng)用，加快加固工程的進(jìn)度，提高加固工程的質(zhì)量，進(jìn)而提高建筑物的抗震能力。本文對(duì)所使用的三種方案進(jìn)行總結(jié)歸納，并在下文進(jìn)行了較為具體的闡述[1]。

2.1增大橫截面法

利用增大橫截面的方案對(duì)該建筑進(jìn)行加固能夠保證建筑物的原有框架不發(fā)生變化，而且加固工程所需的建筑材料較少，不會(huì)造成不必要的浪費(fèi)，建筑物能夠較快重新投入使用，進(jìn)而保障使用單位的經(jīng)濟(jì)利益。具體步驟是，施工單位從四個(gè)方向?qū)M截面進(jìn)行處理，并在工作中注重對(duì)鋼筋材料的使用，進(jìn)而提高框架的強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)框架結(jié)構(gòu)的加固。值得注意的是這種方案需要施工單位前期進(jìn)行全面科學(xué)的計(jì)算，做好充足的準(zhǔn)備工作，進(jìn)而保障加固工作的高效有序開(kāi)展，確保加固工作的質(zhì)量。

2.2剪力墻法

剪力墻方法是現(xiàn)階段應(yīng)用較為廣泛的一種高層結(jié)構(gòu)加固的方案，并在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮了較好的作用，在一定程度上提高了高層框架結(jié)構(gòu)的抗震能力。在該建筑物中應(yīng)用剪力墻也能起到較好的效果，但是，由于建筑物自身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，施工單位在進(jìn)行加固時(shí)應(yīng)注重建筑物的作用，正確選擇設(shè)置剪力墻的位置，避免對(duì)建筑的使用人員造成不必要的影響，盡可能做到在保障建筑物各項(xiàng)功能的前提下對(duì)建筑物進(jìn)行加固，切實(shí)提高建筑物加固工程開(kāi)展的質(zhì)量。

2.3屈曲約束支撐法

屈曲約束支撐和以往的支撐有著明顯的差別，能夠在發(fā)生屈曲時(shí)保持自身的承載力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物抗震能力的提升。屈曲約束支撐法和以往的加固方案相比更加便利，對(duì)各個(gè)方面的限制相對(duì)較小，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和較廣的應(yīng)用范圍，因此，在最近幾年得到了較為廣泛的應(yīng)用，并在實(shí)際應(yīng)用中取到了較好的效果，實(shí)現(xiàn)了對(duì)建筑物抗震能力的提升，在一定程度上提高了建筑物的質(zhì)量，為民眾提供了更加優(yōu)質(zhì)的居住服務(wù)。

3、成本角度進(jìn)行對(duì)比

施工單位在對(duì)建筑物進(jìn)行抗震加固設(shè)備時(shí)，應(yīng)注意對(duì)自身成本的控制，實(shí)現(xiàn)自身經(jīng)濟(jì)利益的最大化，進(jìn)而促進(jìn)自身的進(jìn)一步發(fā)展。本文從成本角度對(duì)各種高層結(jié)構(gòu)抗震加固方案進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：相較其它兩種方案而言，橫截面加固方案的成本最低，對(duì)施工人員的要求較少，但是流程相對(duì)復(fù)雜;剪力墻加固方案的成本較高，而且工程量相對(duì)較大，工程施工難度較大;利用屈曲約束支撐方案對(duì)建筑進(jìn)行加固歲所需的成本處于較為合理的層面，而且能夠大幅減少工作人員的工作量，提高加固人員的工作效率。

4、優(yōu)化和探討

4.1多遇地震下計(jì)入BRB耗能附加阻尼

在多遇地震設(shè)計(jì)階段，施工單位應(yīng)注重對(duì)消能器的利用，在保障建筑物抗震能力的基礎(chǔ)上降低建筑成本，實(shí)現(xiàn)自身經(jīng)濟(jì)利益的最大化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自身的進(jìn)一步發(fā)展?，F(xiàn)階段，我國(guó)的建筑行業(yè)內(nèi)要求沒(méi)有表明位移型消能器的耗能，并且這種耗能也不能通過(guò)計(jì)算所得。但是在耗能器上附加阻尼比就可以簡(jiǎn)化減震結(jié)構(gòu)建造工作的步驟，促進(jìn)工作人員提高工作效率。但是這種位移型消能其不能與其它的消能器進(jìn)行比較，它只在BRB中可以進(jìn)行計(jì)算耗能[2]。

4.2消能器集成

在進(jìn)行軟鋼BRB建造時(shí)，對(duì)建造材料的要求較為嚴(yán)格，并且造價(jià)也較高。施工企業(yè)想要在保證質(zhì)量的前提下，提供經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)，可以使用多種消能器設(shè)置的方式進(jìn)行施工，這種方式可以使裝置存在于墻內(nèi)，不會(huì)對(duì)建筑的外觀造成影響。使用這種方法對(duì)消能器進(jìn)行設(shè)置，會(huì)在一定程度上提升剛度，并且還會(huì)提高附加阻尼，在一定程度上提高建筑物的抗震能力。

結(jié)論：

綜上所述，高層框架結(jié)構(gòu)抗震加固方案的水平對(duì)高層建筑的質(zhì)量有著重要的影響，因此，施工單位必須在實(shí)際工作中不斷對(duì)高層框架結(jié)構(gòu)抗震加固方案進(jìn)行優(yōu)化，切實(shí)提高方案設(shè)計(jì)水平，進(jìn)而保障高層建筑的質(zhì)量，為民眾提供更加優(yōu)質(zhì)的居住服務(wù)，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。本文對(duì)現(xiàn)階段較為常見(jiàn)的高層框架結(jié)構(gòu)抗震加固方案進(jìn)行對(duì)比，并對(duì)各個(gè)方案之間的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，以期能夠?yàn)楦邔涌蚣芙Y(jié)構(gòu)抗震加固方案的優(yōu)化提供些許參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]莫庸，錢(qián)銘，宋東偉，安炳，滕文川.某超限高層工業(yè)框架結(jié)構(gòu)彈塑性分析及性能抗震加固設(shè)計(jì)[J].四川建筑科學(xué)研究，2007（S1）：82-88.

[2]李錢(qián).基于地震易損性的防屈曲支撐對(duì)不規(guī)則超限高層結(jié)構(gòu)抗震性能影響研究[D].廣州大學(xué)，2015.