建筑结构的检测与抗震加固问题研究

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  摘 要:汶川地震发生后,建筑抗震设防问题再次尖锐的摆在众人面前。通过震害调查、试验研究和理论分析表明,较早前的建筑结构均具有较高的地震易损性,且大量钢筋混凝土框架结构原设计的依据与标准过低,加之耐久性及结构已有损伤等因素的影响,抗震性能不可过高估计。因此需要对原结构按新规范要求采用适当的抗震性能评估方法,进行全面检测和抗震鉴定,若鉴定结果表明该结构不符合抗震要求,则需进行合理的抗震加固处理,最大限度的降低震害损失以及保护人们的生命财产安全。
  关键词:结构安全;加固改造;优化设计;结构性能
  我国地处全球两个最活跃的地震带,东临环太平洋地震带,西部和西南部是欧亚地震带经过的地区,所以我国是个多地震的国家。1966年邢台地震之后,抗震技术在设计与应用研究上得到了一定的开展;1976年唐山地震后,我国的抗震技术取得了长足的进步,抗震基础理论的研究和应用己处于世界领先水平,并进一步修订了相应的标准规范,特别是近年来,我国在高层框架、剪力墙、筒体结构的抗震设计中有了很大发展,建筑抗震监测及其加固技术也得到了很大提高。
  一、建筑抗震鉴定
  1.建筑抗震检测的现状
  我国对现有建筑进行抗震性能评价的主要依据为现行抗震鉴定标准。国内学者戴国莹论述了“抗震概念设计”在结构抗震鉴定方面的应用,主要针对现有建筑结构总体布置和关键构造进行宏观的检测,从多个侧面的综合来衡量现有建筑的整体抗震能力。毋剑平、戴国莹等人对现行抗震鉴定标准的设防目标和鉴定用地震动参数的取值问题进行了探讨,指出现行抗震鉴定标准的设防目标偏低,同时建议了基于使用年限,确定现有建筑鉴定用地震动参数的方法。
  2. 现有建筑抗震鉴定概述
  抗震的鉴定方法可分为两级,第一级鉴定是指宏观控制和构造鉴定为主的抗震能力综合鉴定,第一级鉴定的内容较少,方法简单,容易掌握有确保安全,当符合第一级鉴定的各项要求时,建筑可评为满足抗震鉴定。当有些项目不符合第一级鉴定要求,可在第二级鉴定中进一步判断。第二级鉴定是指以构造抗震承载力验算为主并结合构造影响的综合鉴定。它是在第一级鉴定的基础上进行的。当结构的承载力较高时,可适当放宽某些构造要求,或者当抗震构造良好时承载力的要求可酌情降低。这种鉴定方法将抗震构造要求和抗震承载力验算要求更紧密的联合在一起,具体体现了结构抗震能力是承载能力和变形能力两个因素有机结合在一起。两级鉴定的方法,用先简后繁、先易后难的方法来解决建筑物中繁杂的抗震问题。
  二、砌体结构的抗震鉴定与加固研究
  1.砌体结构的优缺点
  砌体结构的主要优点为:①易就地取材。砖主要是由粘土烧制;石材原料来源于天然石;砌块可以用工业废料—矿渣制作,来源方便,价格低廉。②砖、石或砌块、砌体具有良好的耐火性和较好的耐久性。③砌体砌筑时不需要模板和特殊的施工设备。在寒冷地区,冬季可用冻结法砌筑,不需特殊的保温措施。④砖墙和砌块墙体能够隔热和保温,所以既是较好的承重结构,也是较好的围护结构。
  砌体结构的缺点是:①与钢和混凝土相比,砌体的强度较低,因而构件的截面尺寸较大,材料用量多,自重大。②砌体的砌筑基本上是手工方式,施工劳动量大。③砌体的抗拉和抗剪强度都很低,因而抗震性能较差,在使用上受到一定限制;砖、石的抗压强度也不能充分发挥。④粘土砖需用粘土制造,在某此地区过多占用农田,影响农业生产。
  2. 砌体结构加固技术的现状及进展
  我国是一个发展中国家,经济实力还不算非常强大,这样加强对灾后建筑物的修复改造就变的尤为重要,加固改造灾后建筑越来越受到重视,加固改造产生的社会效益和经济效益也越来越大。这样国家就要求尽快加强对已有建筑物的加固及维修的研究,提高在役建筑物以及灾后建筑的安全性,维护其实用性,以及延长耐久性,以保证在役以及灾后建筑在其继续服役期间具有很有的可靠性水平,继续延长他们的使用寿命,取得了良好的效益。为此国内外许多高等院校就开展了砌体结构加固技术的研究,并且取得了很好的效果。
  三、钢筋混凝土结构的抗震鉴定与加固研究
  1.钢筋混凝土结构的抗震鉴定研究
  抗震鉴定加固原则是“尽量做到缩小加固范围,经济合理,尽量利用框架结构的现有整体抗震能力,简化抗震鉴定工作量”,故抗震鉴定采用了“宏观控制和构造鉴定为主的抗震能力第一级鉴定”和“结构抗震承载力验算为主并结合构造影响的抗震能力第二级鉴定”的逐级鉴定程序。
  2. 钢筋混凝土结构的加固研究
  在加固规程中,对加固提出了基本规定:①尽量提高上部结构抵抗不均匀沉降能力的措施以减少地基基础的加固工程量。②加固和新增构件的布置,宜使加固后的结构质量和刚度分布较均匀、对称,避免局部加强导致结构强度和刚度突变,出现新的薄弱環节部位。③增设抗震墙和柱等竖向构件应有可靠的基础。④加固材料的强度等级不低于原构件材料的强度等级且对填充墙、混凝土、钢筋的材料强度等级提出了最低要求。⑤对施工过程应注意的问题和加固后的验算作了相应的规定。
  四、结语
  建筑抗震减灾将是我国今后很长时期内的一项艰目的任务,为此我们要做好打这场持久战的准备,动员全国人民参与到建筑抗震减灾来,从历次地震灾害汲取经验教训,采取“主动地、灵活地、有计划地”建筑抗震战略方钊,真正做到小震不坏、中震可修、和大震不倒“三水准”的抗震设防目标。
  参考文献:
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