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[关键词] 抗震 鉴定 加固
1.抗震加固的必要性
我国是一个多震的国家,地震给我国人民生命财产安全和国家经济发展、社会稳定带来了严重的灾害。在我国由于历史、经济发展以及技术局限等原因,存在着大量未进行抗震设计的建筑物,给建筑结构的安全性造成了极大的危害。对于未考虑抗震设防的已有房屋应进行抗震鉴定,并采取有效的抗震加固措施。
2.抗震加固依据
我国目前进行加注抗震鉴定加固的主要技术法规有:《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)、《建筑抗震鉴定标准》(GB50023-2009)、《建筑抗震加固技术规范》(JGJ116-2009)等。符合《建筑抗震鉴定标准》要求的建筑,或通过抗震鉴定需加固并按《建筑抗震加固技术规程》进行加固的建筑,在遭遇到相当于抗震设防烈度的地震影响时,一般不致倒塌伤人或者砸坏重要生产设备,经维修后仍可继续使用。《建筑抗震鉴定标准》和《建筑抗震加固技术规程》适用于抗震烈度为6~9度地区的现有建筑物的抗震鉴定和抗震能力不符合抗震设防要求而需要加固的建筑。
3.地震作用特点及抗震加固特点
建筑结构抗震加固同建筑物在一般损坏情况下的加固有许多不同特点,这些特点往往决定着加固的类型和效果。为了使建筑物在加固后具有良好的抗震性能,抗震加固措施的实施必须依据地震作用特点以及结构在地震作用下的响应。
地震作用的本质是惯性力,作为地震作用的惯性力是由结构变位引起的,而结构变位又受到这些惯性力的影响。地震作用与一般荷载不同,它不仅取决于地震烈度大小和建筑场地类别,而且与建筑结构的动力特性,如结构自振周期、阻尼等,有着密切关系。结构各部分刚度的比值、结构自重等因素都会对结构的抗震性能有着深刻的影响。在确定加固方案时,要重点考虑结构总体抗震能力和变形能力的综合协调。抗震加固的内涵是结构加固而非构件加固,因此在确定结构抗震加固方案时首先应考虑整体性加固法案,防止出现对某些部位加固后出现新的薄弱环节,即避免“头痛医头、脚痛医脚”的构件加固。
4.建筑抗震设防分类
现有建筑物应根据其重要性和使用要求,按现行国家标准《建筑抗震设防分类标准》划分为甲、乙、丙、丁四类。
甲类建筑:地震破坏后对社会有严重影响,对国民经济有巨大损失或有特殊要求的建筑,或按国家规定特殊批准的建筑物。
乙类建筑:地震时使用功能不能中断或需尽快恢复,且地震破坏会造成社会重大影响和国民经济重大损失的建筑。
丙类建筑:地震破坏后有一般影响及其他不属于甲乙丙丁类的建筑。
丁类建筑:其地震破坏或倒塌不会影响到甲乙丙类建筑,且造成的社会影响与经济损失轻微的建筑。
5.抗震加固原则
各类现有建筑的抗震验算、构造鉴定和加固措施还应符合以下原则:
1) 设防烈度的确定应综合考虑
2) 抗震鉴定加固工作应区分轻重缓急
3) 以上部结构及地基基础检测为基础,制定抗震加固方案
4) 提高房屋整体抗震能力
5) 加固措施要可靠、可行
6) 抗震设计中应力求降低扭转作用
7) 充分考虑建筑物抗震的有利与不利因素
8) 尽量采用新技术
9) 施工确保设计要求、安全施工
6.待加固的钢筋混凝土框架结构房屋存在的问题
钢筋混凝土框架结构具有结构布置灵活等优点,在我国大量建筑选用钢筋混凝土框架结构形式。建造时间较长的钢筋混凝土框架结构,受当时经济水平和建筑技术的制约,存在着不少缺陷,归结起来主要有以下几方面的问题:
1) 材料强度低:限于施工水平,当时的混凝土强度等级普遍较低
2) 钢筋构造不合理:体现在梁柱配筋率偏低,框架梁端的钢筋不足或锚固长度不够,地震作用下梁端易开裂或使梁延性不足;梁柱加密区段配筋稀疏,在梁柱节点核心区甚至无箍筋。
3) 抗震缝宽度不够:一些大型公共建筑由几个建筑分区组成,分区间一般设变形缝,但缝宽小雨抗震缝宽度最低要求,地震作用下易发生相互碰撞。
4) 构件承载力低:限于当时经济水平,要求设计人员在设计时遵循经济、安全的原则,更多的是考虑经济方面的因素,相应的构件截面偏小、轴压比高,构件承载力的安全余量不大,如考虑地震作用承载力甚至不足。
5) 非结构构件的连接构造弱:如女儿墙超高且五可靠拉结措施,围护墙与主体结构的连接薄弱,地震时易开裂。
7.钢筋混凝土框架结构房屋加固方法
结构抗震加固方法随着经济水平、技术水平和人们观念的发展而发展,以往的抗震加固是以结构的安全性为重点,而对建筑的外观和使用功能很少顾及。如今,随着我国经济实力的增强,抗震加固新技术(如消能减震)、新材料(如碳纤维、结构胶)以及新工艺(如钻孔、植筋)的出现,从而使抗震加固的手段越来越多,给工程师以充分发挥的余地。
目前,在抗震加固中采用的具体方法有:
1) 增设钢筋混凝土抗震墙法
当房屋刚度较小、明显不均匀或有明显的扭转效应时,可增设钢筋混凝土抗震墙或翼墙加固。该法实际上是通过在结构的适当部位增设一定数量的剪力墙,将原框架结构改变为框架一剪力墙结构,是提高框架结构抗震能力及减小扭转效应的有效方法。该方法通过提高结构的侧向刚度,减小了结构在地震作用下的侧移。通过加固改变结构体系,并通过内力的重分布减小了某些构件如梁柱的受力。由于剪力墙承担了大部分的地震荷载,减小了原框架梁柱的受力,可以避免大量梁柱的加固工程。采用该方法需考虑的问题有:增设钢筋混凝土抗震墙要针对原有结构的缺陷进行全面的经济技术分析;新增抗震墙的布置要均匀、分散、对称;增设抗震墙应宜设置在框架的轴线位置上,尽量不影响原建筑的使用功能;新增抗震墙与原有结构的连接应牢固,使其共同作用。增设抗震墙法是目前使用得较为普遍的一种抗震加固方法。
2) 钢构套加固法
钢构套加固法是在构件外包以型钢的加固方法。主要通过约束原有构件以提高构件的耐变形能力,有时也可提高受剪和受弯承载力。该方法适用于梁柱构件。该方法要注意钢构套结构的连接牢固,使其共同作用。该方法对截面尺寸、外观影响很小,因此经常在结构加固改造中使用。
3) 钢筋混凝土套加固法
钢筋混凝土套加固法又称加大截面法,抗震承载能力提高很大,施工方便,现场工作量小,受力较为可靠,是对钢筋混凝土梁、柱构件外包一定厚度的混凝土材料,加大构件截面并配以适量的钢筋,和原构件一起共同承担相应的地震荷载,从而提高构件的承载能力。该方法工艺简单、适用面广,是一种传统的加固方法。
4) 贴钢板加固法
贴钢板加固法是在钢筋混凝土构件的表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板,弥补原有构件钢筋的不足。该方法用钢板替代钢筋或箍筋,可提高承载力、耐变形能力而几乎不增加刚度。该方法有很多优点:粘结剂硬化速度快,工期短;工艺简单,施工方便;粘结剂的粘结强度高,可以使钢板和原构件形成很好的整体,受力均匀,不会在混凝土中产生应力集中现象;钢板占用的空间小,几乎不增加加固构件的截面尺寸和重量;可以大幅度提高构件的抗裂性,抑制裂缝的开展,提高承载力。
5) 减轻自重法
减轻自重法又称卸荷法。该方法是通过减小结构自重来减小结构的地震反应。在实际钢筋混凝土结构中一般是将原结构中较重的粘土砖填充墙拆除以轻质隔墙代替,降低了结构的自重,从而减小了地震荷载和变形。这种方法最大的优点在于基本上可不进行加固就能保证地震作用下结构的安全,也避免了加固对原结构构件的损伤。该方法能保证原有结构的使用功能和美观。
6) 修补 、灌浆、喷射
这些方法是针对混凝土构件局部损伤和裂缝等缺陷进行的。当钢筋混凝土构件有局部损伤时,可采用细石混凝土修复,出现裂缝时,可灌注环氧树脂浆等补强。该方法可使耐久性不足、局部损伤或出现裂缝的构件,恢复原有的承载力和变形能力。
7) 碳纤维加固法
碳纤维加固是一种新型的结构加固技术。碳纤维材料的抗拉强度高于普通钢筋的10倍、弹性模量是钢筋的数倍,因此可利用高性能结构胶将碳纤维织物(布)粘贴于构件表面,从而达到对结构构件的加固补强及改善抗震性能的目的。采用碳纤维加固具有以下优点:由于碳纤维对混凝土的约束作用,构件受力性能明显得到改善;碳纤维布质轻且薄,加固后对原结构构件截面、荷载增加均不大,不影响原有建筑使用功能,因此极适合于钢筋混凝土结构的加固。但采用这种加固方法对粘结胶的性能要求较高,相应造价也高。
8) 消能减震法
该方法是消能减震技术在抗震加固领域中的应用,通过在结构中放置一定数量的消能设备,当结构遭遇设防烈度地震作用时,通过增加体系的阻尼系数以减小结构地震反应。当结构遭遇强震作用时,消能装置率先进人弹塑性状态耗散掉大量的地震能量,从而使主体结构免遭破坏。
9) 隔震加固法
该方法是隔震技术在抗震加固领域中的应用。通过隔震层的设置将地震变形集中到隔震层上,从而起到减小原结构地震反应的目的。目前已研究出的隔震方法有:橡胶垫隔震;滑移隔震;滚珠或滚轴隔震、摆动隔震、悬吊隔震、弹簧隔震等。目前较多的做法是将隔震层放在原结构基础上,即基础隔震。
8.结语
本文讨论了钢筋混凝土结构抗震加固的原则,对目前常用的钢筋混凝土结构的加固方法进行了简要的论述,给出了各种方法的特点和适用范围和一些需要注意的问题。总的来看,抗震加固有几种思路:一是减小结构的自重,使结构在地震中的地震力减小,从而减小构件受力,增加结构的安全性,如减轻自重法;一是增加结构的截面或构件,用附加材料或构件分担地震作用,从而增加结构的安全性,如钢构套加固法、钢筋混凝土套加固法、贴钢板加固法、碳纤维加固法、增设钢筋混凝土抗震墙;还有是改变结构的体系,改变结构的受力性质,从而增加结构的安全性,如消能减震法、隔震加固法、增设支点法;最后是恢复构件的原有性能,如修补、灌浆、喷射等。
随着经济水平、技术水平的提高和人们观念的进步,对加固方法的也有了不同的要求。单一满足安全性的加固方法已无法满足现在的需求,需要开发既满足安全要求、使用要求,又要满足美观要求的先进的加固方法。特别是随着智能材料的发展,用智能材料加固结构必将是今后的发展趋势。
[参考文献]
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7. 吕志涛,卫龙武.建筑物:评估、加固与改造.南京:江苏科学技术出版社.2006
该建筑为二类建筑,设计使用年限为50年,抗震设防烈度为7度,安全等级为二级,地基基础设计等级为乙级,抗震等级为二级,防火等级为Ⅰ级,防水等级为二级。采用框架结构,其中地上八层,地下一层,总建筑面积7424.18m2,首层建筑面积911.82m2,总建筑高度24.458m。该建筑于2012年受到过6.3级地震的影响,为了验证其抗震性能,对其进行了抗震性能鉴定和相应的加固。
二、抗震性能的鉴定
《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009中对抗震鉴定项目进行了规定,抗震鉴定时,下列薄弱部位应重点检查:6~9度时,应检查局部易掉落伤人的构件、部件;7~9度时,除符合上述要求外,尚应检查梁柱节点的连接方式及不同结构体系之间的连接构造;8、9度时,除符合上述要求外,尚应检查梁、柱的配筋,材料强度,各构件间的连接,结构体型的规则性,短柱分布,使用荷载的大小和分布等。
且钢筋混凝土房屋的外观和内在质量宜符合下列要求:梁、柱及其节点的混凝土仅有少量微小开裂或局部剥落,钢筋无露筋、锈蚀;填充墙无明显开裂或与框架脱开;主体结构构件无明显变形、倾斜或歪扭。另外,钢筋混凝土房屋可按结构体系、结构构件的配筋、填充墙等与主体结构的连接及构件的抗震承载力,对整幢房屋的综合抗震能力进行两级鉴定。符合第一级鉴定的各项规定时,可评为满足抗震鉴定要求;不符合第一级鉴定要求和9度时,应由第二级鉴定做出判断。当砌体结构与框架结构相连或依托于框架结构时,应加大砌体结构所承担的地震作用,再按本标准第5章进行抗震鉴定;对框架结构的鉴定,应计入两种不同性质的结构相连导致的不利影响。砖女儿墙、门脸等非结构构件和突出屋面的小房间。由于该建筑受到过地震的影响,现要对其抗震性能进行科学检测和鉴定,以明确其使用年限和强度指标。检测的项目主要有:填充混凝土砌块墙、砂浆和混凝土强度,检测结果见表2。由表2可以看出,填充混凝土砌块的强度尚未降低,但使用的混合砂浆和混凝土均有较大的强度降低现象,这些降低现象不可避免地会引起建筑结构抗震性能的降低。
按照《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009对其结构进行了初次鉴定,鉴定结果如下:一、首层和第二层边框架柱抗剪强度低;二、电梯井处的构造梁强度降低;三:中间走廊上部梁挠度稍大,针对以上情况,需要采取二级鉴定并采取有效的抗震加固措施。随后,通过二次鉴定,首层结构和第二层结构的综合抗震能力指数小于1,不满足抗震要求。最后进一步通过结构验算,得出初次鉴定结果的可靠性和真实性。为了更加直观的对其结构抗震进行分析,有必要采取室内模型振动试验进行研究。
三、室内模型振动试验
室内模型振动试验主要采用TT振动试验机进行,结构模型的制作按照相关规定结合结构原始尺寸采用小比例缩小。模型尺寸为长88.4cm,宽41.4cm,高49.0cm。通过施加正弦波和三维振动对其抗震性能进行试验,振动时间设为20s。通过对震后结构的仔细检查和分析,结果证明:首层和第二层的边框架柱存在变形较大;电梯井处构造梁有破坏迹象;走廊上部构造梁下部裂缝较大,且挠度大。充分证明了抗震鉴定和结构验算的科学性和可靠性。因此,有必要采取相应的加固措施对其进行稳固处理。
四、加固措施
针对以上鉴定和验算结果表征的潜在隐患,采取相应的加固稳固措施迫在眉睫。在参考《建筑抗震设计规范》GB50011-2001、《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008、《建筑抗震加固技术规程》JGJ116-2009和文献的基础上,针对各个薄弱环节的位置和特点提出了相应的有效加固措施。边框架柱的加固措施主要是为了提高其水平抗剪性能,采取墙外扶壁柱加固法,不仅提高了框架柱的尺寸,增强了结构的整体刚度,更增大了其水平剪切面积和美观性,抗剪性能的提高利于结构的抗震。
电梯井处的构造梁采取植筋并适当增大其截面积,或用U型槽钢板通过对拉螺栓进行加固,施工方便。走廊上部的构造梁由于属于“准暗梁”,即下部超出楼板的尺寸较小,植筋和U型槽钢板加固均无从下手,主要使用角撑型钢,其中型钢一端施加于走廊两旁的框架柱上的卡口中,另一端通过浅U型钢支撑于“准暗梁”上,采用分段间断支撑。通过以上加固措施,按照《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009的要求对其结构进行了再一次的鉴定检验,结果显示加固措施是有效的,满足工程抗震要求。
五、结束语
关键词:抗震加固;砌体结构;设防目标;校舍安全
1、引言
现有中小学校舍多以砌体结构和钢筋混凝土结构为主。早期建成的校舍多为砖混结构,近几年钢筋混凝土结构的校舍才日趋增多,但总体来说砖混结构占的比例较大。不同结构体系差异较大,框架结构传力明确,较砌体结构在地震中表现出较好的延性,发生的震后灾害较小;砖混结构是脆性性质,易导致震害发生,特别是学校建筑为横墙较少建筑,当地震烈度较高,地震作用很大,墙体不能胜任所承担的地震力时,即发生震害。往往震害呈现脆性破坏,损失惨重。所以对砖混结构的校舍建筑进行抗震加固,改善和提高其抗震能力具有重要的意义。
2、多层砌体校舍典型安全隐患及分析
2.1砌筑砂浆采用混合砂浆,大量鉴定报告显示砌筑砂浆含水泥量少,强度过低,达不到设计要求,也达不到规范最低要求,使墙体的承载能力存在安全隐患。如图1所示。
2.2门窗角上墙体出现斜裂缝。门窗洞口四角由于截面突变在角部易于应力集中,若洞口两边未设置构造柱,则过大的应力将导致门窗洞口角部普遍出现裂缝。如图2所示。
窗下墙起着将两片墙成整体工作作用,相当于连梁,在水平力作用下易出现剪切斜裂缝。
2.3预制板间、板在支座处均出现大量裂缝。楼板和屋盖是地震时传递水平地震作用的主要构件,其水平刚度对房屋抗震性能影响很大。当采用预制板时整体性较差,板缝偏小而混凝土灌缝不够密实。地震时板缝易于拉裂。西安市区中小学校舍大量砖混房屋预制板间出现这种板缝,板与墙体顶部连接处也有被震松而出现水平裂缝,如图3所示。
汶川地震中,预制板出现的另一个严重震害是,预制板端部搁置长度过短或无可靠的拉结措施,加之预制板强度相对偏低易折断,导致预制板在冲击荷载下易掉落或折断。
2.4楼梯间的四角和梯梁下未按规范要求设置钢筋混凝土构造柱。特别是梯梁直接放置于砌体墙上未设构造柱时楼梯间承重墙普遍出现斜裂缝,沿着梯梁角部斜向下开展斜裂缝,在高烈度区,楼梯作为疏散通道,存在较大的安全隐患。如图4所示。悬挂式楼梯,支撑不可靠,楼梯梯板抗弯承载力不足,成为抗震薄弱部位。
2.5单侧外廊式结构平面布置,质量和侧向刚度分布不对称。部分砌体栏板没有可靠拉结,形成安全隐患。如图5所示。
2.6悬挑走廊设计荷载较实际使用值小,计算方法与实际受力不完全吻合,以及受力钢筋普遍下移,因此,悬挑走廊结构安全可靠性普遍偏低。
3、 建筑抗震加固的设防目标
加固规程中规定抗震加固的目标是使现有建筑做到抗震安全、经济、合理、有效和实用,其中抗震安全指加固后的现有建筑在预期的后续使用年限内能够达到不低于其抗震鉴定的设防目标。
4、加固方案的探讨
4.1抗震能力指数或墙体承载力不满足要求
4.1.1当楼层的综合抗震能力指数与规定值相差不大时,可采用在墙体的一侧或两侧采用水泥砂浆面层、钢筋网水泥砂浆面层进行加固;当楼层的综合抗震能力指数与规定值相差较大时,可采用在墙体的一侧或两侧采用钢筋混凝土板墙进行加固;如图6钢筋混凝土板墙固。
水泥砂浆面层、钢筋网水泥砂浆面层、钢筋混凝土板墙进行加固进行加固对墙体抗震能力的提高,是采用抗震能力增强系数的方式来表达的,墙体抗震能力增强系数计算公式如下:
当采用楼层综合抗震能力指数法验算时,楼层的抗震能力增强系数按下式计算:
加固后楼层的综合抗震能力指数应按下式计算:
4.1.2当校舍抗震横墙间距过大时,可采用新增抗震墙的方法进行加固,以提高综合抗震能力。
4.1.3当原有砖墙砂浆强度等级过低或是砌筑质量较差时,可采用拆除重砌的方法。
4.1.4原有墙体有裂缝时,可采用压力灌浆方式补强。
4.2局部易损易倒部位不满足要求
4.2.1当墙肢宽度过小或抗震能力不满足要求时,可采用增设钢筋混凝土窗框进行加固;
4.2.2当墙肢宽度过小或抗震能力不满足要求时,可采用增设钢筋混凝土窗框进行加固;
4.2.3当支承大梁的墙段抗震能力不满足要求时,要采用增设砌体柱、组合柱、钢筋混凝土柱进行加固。
4.2.4支撑悬挑构件的墙体不符合鉴定要求时,可在悬挑构件端部增设钢筋混凝土柱、砌体组合柱或钢柱进行加固;局部悬挑部分挑出过长,可采用增设型钢支座进行加固;
4.2.5窗洞边可采用型钢或钢筋混凝土包角或镶边进行处理;
5、讨论
中小学校舍抗震鉴定与加固工作,具有年代跨度大、结构形式复杂、工作量大、任务紧、并且加固设计比较复杂,施工现场配合任务比较繁重等特点。通过对本次西安市中小学校舍房屋勘察鉴定,对存在的安全隐患进行分析以及对加固方案的探讨,有以下几点启示和建议:
1) 针对鉴定的结果和房屋的实际情况,确定是采用房屋整体加固、区段加固或构件加固以使房屋总体抗震能力达到规定设防要求;
2) 对结构的加固,要进行“内加固”或“外加固”的比较;
3) 加固后结构的质量、刚度、承载力和变形能力都发生变化,当采用以提高承载力为主的方案时,要使承载力的提高超过因质量、刚度加大导致地震作用的加大;当采用以提高变形能力为主的方案时,要衡量现有承载力是否达到相应的最低要求;
4) 加固方法要便于施工,以减少对原结构承载力的损伤。■
参考文献
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[3] 中华人民共和国国家标准,建筑抗震设计规范GB 50011-2001[S].北京:中国建筑科学研究院, 2002
一、材料强度检测
(一)混凝土构件材料强度检测
由原设计图纸可知:楼体结构现浇混凝土构件混凝土强度均为200#。采用钻芯法对结构的混凝土强度进行检测,取混凝土芯样18个,每层3个。依据《钻芯法检测混凝土强度技术规程》中强度检测的规定,经对钻芯法检测构造柱、圈梁混凝土强度结果进行分析评定,均无样本异常值。因此,进行结构验算时,原有结构混凝土构件的强度等级可按C15考虑。
(二)砂浆强度检测
由原设计图纸可知:地下一层采用M10水泥砂浆,一层采用M10混合砂浆,二层至三层采用M7.5混合砂浆,四层至五层采用M5混合砂浆。依据《贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规程》,采用贯入法检测、评定地下一层至五层砌体砂浆抗压强度。现场对该结构随机抽取18个测区,每层3个测区。根据检测结果,进行现有结构承载力验算时,地下一层砌体水泥砂浆强度可取M10,地上一层至五层砌体混合砂浆强度可取M2.5。各层砖强度可按原设计强度取用。
二、主要承重构件裂缝情况检测
在现场对墙体裂缝现状检测,发现在五层顶部井字形屋盖梁端外侧墙体与原结构由于连接不牢靠而脱开,同时在个别墙体上发现有细微温度裂缝。除此之外,检测中未在结构混凝土承重构件(梁、柱、楼板)和纵横墙体及其连接处发现可见裂缝。
三、结构改造验算结果
根据原设计图纸及砌体砖、砂浆、混凝土强度的现场检测结果,并结合结构使用功能的改变情况,按照有关国家规范,重点验算该结构抗震及受压承载力情况。依据计算结果,原有结构地下一层至五层大部分砌体墙抗震承载力抗力与效应的比值,表明该结构中大部分墙体的抗震能力不足,需对这些墙体进行加固处理。依据《砌体结构设计规范》中有关墙的高厚比规定,对该结构墙体高厚比进行规定。经过验算,地下一层至五层各层墙体高厚比均未超过《砌体结构设计规范》中允许的限值,符合要求。通过查阅原设计图纸,并经过计算校核,该结构基础部分承载力满足设计要求。同时,该结构房屋高宽比,圈梁的布置情况及抗震横墙最大间距6.60m<15m,均能满足《建筑抗震设计规范》要求。但由于该结构未在内纵墙局部较小墙垛处设置构造柱,依据国家《建筑抗震设计规范》中抗震设防烈度为8度的规范要求,五层至六层的砖混结构不满足抗震要求。
四、结构现状处理措施
(一)楼高
查阅原结构设计图纸,根据《建筑抗震设计规范》的规定,该病房楼高度限值为15m,鉴于室内外高差为1.5m>0.6m,故极限高度可按16m计,现该结构高度为18.9m,超出规范要求2.9m,属超限多层砌体房屋,故抗震加固时应从严考虑。
(二)墙体
对于不满足抗震承载力要求的墙体,采用在横墙双面(楼梯间横墙为单面)、内纵墙单面增设40mm厚的钢筋网水泥砂浆面层,另在外纵墙单面增设60mm厚的钢筋网混凝土面层,以提高墙体承载力及延性。其加固处理方法如下:首先,将旧墙体面层清除,对原有损坏进行必要的处理。用钢丝刷和压力水将旧墙面冲刷干净。其次,铺设钢筋网片并在旧墙体上打穿墙孔安设S形拉结筋(双面墙体加固)、L形拉结筋(单面墙体加固),拉筋插入穿墙孔后用水泥砂浆或环氧树脂填实。钢筋网宜采用细密点焊,规格为横向钢筋为φ8@100,纵向钢筋为φ6@200。钢筋网砂浆面层应深入地下,埋深≥500mm。S、L形拉结筋均采用φ6钢筋,间距为600mm,并且呈梅花状布置。最后,浇水湿润旧墙面,并清除浮渣杂物,然后逐层抹水泥砂浆。砂浆强度等级宜≥M10,厚度为40mm。横墙双面、纵墙单面加固的墙体在纵、横墙交接处增设φ6拉结筋。
(三)门
对于需要拓宽的病房门、电梯门,采用加钢边框的方法进行加固处理。其加固处理方法如下:将门洞处墙体(墙厚为240mm)沿其较长的一侧墙垛拓宽为1500mm,电梯门洞在其两侧墙体拓宽相等的长度。同时将原混凝土门过梁剔除,以两根5#槽钢(肢尖向上,中间每隔350mm用缀板-60×6连结)的钢过梁替代原混凝土过梁。同时在门框处用两根5#槽钢(肢背靠墙,中间每隔350mm用缀板-60×6连结),每隔300mm在槽钢肢背上钻孔与原墙体用M14的锚栓连接来支撑钢过梁(钢柱上部节点与钢过梁端部通过钢垫板-150×6焊接)。门洞部位墙厚为370mm的墙体拓宽采用10#槽钢替代5#槽钢(中间每隔350mm用缀板-60×6连结),以同样的加固方法处理。
(四)病房
根据医疗的需要,在每间病房内部增设卫生间。因为空心楼板内成孔处板壁较薄,当墙体荷载直接作用其上后会形成局部受压从而压坏楼板,故空心楼板上不可直接加筑任何形式的墙体,需采用GRC轻质隔墙。其加固处理方法如下:在轻质隔墙底部预埋与墙体通长的钢板,钢板(Q235)规格宽为350mm,厚度为6mm,钢板底部均匀涂抹结构胶,并与地面紧密粘结。
(五)阳台
根据医院拟对该结构阳台处外包断桥铝合金玻璃窗,经对阳台挑板的承载力进行验算,阳台挑板内的配筋基本满足增加断桥铝合金玻璃窗后构件承载力的要求。为安全起见,对该结构阳台板进行粘钢加固处理。
(六)地面
医院原计划在该结构水磨石地面上铺设瓷砖。由于在现有水磨石地面上铺设瓷砖后,增加了楼面恒荷载,加大了预制空心楼板的负荷,也增大了结构整体质量,二者均对结构整体的抗震性不利;故未采用在结构水磨石地面上铺设瓷砖,而是项目装修工程中改为采用塑胶地板对原结构地面进行装饰处理。
五、结束语
关键词:地震;评估;经济损失
一、引言
我国是世界上震灾最为严重的国家之一,据统计,我国23个省会城市和2/3的百万以上人口大城市都位于地震烈度7度以上的高危险区。目前,我国己进入城市化和国民经济发展的重要阶段,所以迫切需要在城市规划、建设和管理中加强防震减灾工作,以保障城市的可持续发展[1]。
在我国,现有的建筑结构存在着如下的一些问题:大批80年代以前建造的房屋没考虑抗震设防或设防能力不足。近年大量涌现的一些高层建筑和重大工程设施等新型结构工程的抗震措施和技术尚没经受过大震的检验[2]。一些按抗震规范进行了抗震设计的现役建筑物,随时间的推移结构的很多动力参数都在变化,其抗震性能也在变化。所以,对诸如此类的建筑物采取相应的评估并据此进行合理的抗震加固,对最大限度的减低震害损失以及保护人民生命财产安全,具有重要意义。
另外,随着经济的发展和人口密度的增加,人们逐渐认识到过去的仅以保证人的生命安全为目标的设计理论,在抗震设计理念,适应社会需求等方面都存在一定的不足。目前各国的抗震设计思想都是以保障生命安全为主要设防目标的,尽管它可以做到大震时主体结构不倒塌以保障生命安全,但它可能导致中小地震下结构正常使用功能的丧失而引起巨大的经济损失,特别是随着经济的发展,结构物内的装修正在承受巨大的损失。
对既有钢筋混凝土结构进行抗震性能评估,对地震产生的损失进行估计,对后续的设计和施工在抗震上提出指导性意见,是很有意义的事情。
四、结论
本案例在此类地震作用下出现μs≥μc的情况,那么可认为该结构已经基本倒塌,按本文方法评估出的结果为结构直接经济损失为 214.11 万元。结构和非结构构件可能完全破坏,室内物品损失估计会达到90%以上。
如果μs
参考文献
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[2] 薛素铎, 赵军, 高向宇. 建筑抗震设计[M ]. 北京:科学出版社, 2003.
[3] 叶献国,周锡元. 建筑结构地震反应简化分析方法的进一步改进[ J ]. 合肥工业大学学报:自然科学版, 2000, 23 (2) : 150 - 151
[4] DGJ0828122000,现有建筑抗震鉴定与加固规程[S].
[5] 李科, 魏延良. 钢筋混凝土结构的抗震加固方法述评[ J ]. 地震工程与工程振动, 2005, 25 (4) : 126 - 129.