[摘要]作為社會經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ),建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性至關(guān)重要。提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,保障建筑安全,成為時代的要求。本文結(jié)合工作實踐,對抗震加固設(shè)計的內(nèi)容進行了總結(jié),并深入探究了如何在建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用抗震加固設(shè)計,以期為提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,保障建筑安全提供參考,為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供借鑒。
[關(guān)鍵詞]抗震加固設(shè)計;建筑結(jié)構(gòu)
1前言
作為一種常見的自然災(zāi)害,地震具有突發(fā)性強、破壞力大的特點,一旦發(fā)生地震,往往伴隨著建筑物大規(guī)模倒塌等事故,并引起火災(zāi)等次生災(zāi)害,嚴重威脅國民的生命健康財產(chǎn)安全。對于我國來說,由于地處環(huán)太平洋地震帶與地中海-喜馬拉雅地震帶,地震災(zāi)害事件時有發(fā)生,唐山地震、汶川地震、玉樹地震等大規(guī)模地震災(zāi)害給國家、人民帶來了巨大的損失。因此,如何有效進行抗震加固設(shè)計,提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,增強建筑的抗震性能,保障居民的居住安全與財產(chǎn)安全,成為了業(yè)內(nèi)研究的重點。
2建筑結(jié)構(gòu)抗震加固設(shè)計的內(nèi)容
隨著建筑設(shè)計與施工工藝的進步,抗震加固設(shè)計水平也隨之提高,總結(jié)來看,現(xiàn)階段建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的抗震加固設(shè)計主要從減少地震破壞作用、提高建筑自身抗震性能與結(jié)構(gòu)強度、基于結(jié)構(gòu)被動控制抗震加固等方面入手。2.1減少地震破壞作用的抗震加固設(shè)計。減少地震破壞作用的抗震加固設(shè)計主要有隔震加固技術(shù)與耗能減震技術(shù)。在現(xiàn)階段建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計及工程施工中,往往采用高阻尼高變形材料吸收地震產(chǎn)生的能量。鉛橡膠作為一種優(yōu)良材料被放置在基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)之間,用于隔振。使地基與上層完全分離。地震發(fā)生時,隔震墊會在水平方向發(fā)生較大變形,同時消耗大量因地震產(chǎn)生的能量,將上部地震力降到最低。另外,由于地震作用與建筑物的結(jié)構(gòu)阻尼成反比。在實際工程項目中,通過在結(jié)構(gòu)變形較大的地方放置減振器來增加結(jié)構(gòu)的阻尼,控制地震作用下的預(yù)期變形,使地震對建筑結(jié)構(gòu)的垂直和水平方向的影響降到最低,從而保證建筑在震中不會被破壞,達到吸能減震的目的。2.2提高建筑自身結(jié)構(gòu)強度的加固設(shè)計。提高建筑自身結(jié)構(gòu)強度的加固設(shè)計,主要是通過加強建筑物的側(cè)向力系統(tǒng)和組件結(jié)構(gòu)的延性與承載力,增強建筑的整體結(jié)構(gòu)強度。在進行建筑結(jié)構(gòu)的抗震加固設(shè)計過程中,要避免因局部構(gòu)建結(jié)構(gòu)強度過高引起的應(yīng)力向薄弱結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移過程?偨Y(jié)來說,基于提高建筑自身結(jié)構(gòu)強度的加固設(shè)計主要有以下幾點。(1)自身整體的加固設(shè)計:基于提高建筑整體的完整性原則,提高一般構(gòu)件的抗震性能和自身承載能力,此類設(shè)計一般與其他加固方法結(jié)合使用,很少單獨使用。常見的方案有灌注水泥砂漿、樹脂漿鋼構(gòu)件加固等方式,對建筑結(jié)構(gòu)的自身裂縫等進行加固,提高其整體性,從而達到提高自身結(jié)構(gòu)強度的目的。(2)外包強化加固設(shè)計。通過在建筑結(jié)構(gòu)外設(shè)置加固層,以提高結(jié)構(gòu)抗震性能與變形性能,也是最常見的加固設(shè)計方案。工程中往往應(yīng)用外包鋼筋混凝土層、鋼筋網(wǎng)、鋼構(gòu)件等對結(jié)構(gòu)外包加固。(3)附加結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固設(shè)計:在原建筑變形與承載力不足的構(gòu)建部分附加柱構(gòu)建加固或附加支撐構(gòu)建加固,從而提升結(jié)構(gòu)的抗變形能力、抗震承載力,增強結(jié)構(gòu)的整體性。應(yīng)用附加結(jié)構(gòu)構(gòu)件對建筑加固時,應(yīng)統(tǒng)籌考慮新組件的抗震性能指標與安裝后對建筑整體結(jié)構(gòu)強度的影響。(4)構(gòu)件間的連接加固設(shè)計:各部分構(gòu)件的可靠連接是建筑結(jié)構(gòu)具備優(yōu)良抗震性能的前提。有效的結(jié)構(gòu)連接可以最大程度地降低建筑物倒塌的風險。如果原建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力滿足要求,但構(gòu)件之間的連接較差,仍然會對整個建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能產(chǎn)生影響。常用的構(gòu)件連接加固方法有拉桿加固、鋼夾加固、注漿錨桿加固、更換構(gòu)件加固等。當磚墻與梁、柱沒有有效連接時,往往使用拉桿加固,鋼筋的一段用膨脹螺栓焊接在梁或柱的斜孔位置,另一端固定到磚縫等,可實現(xiàn)比較好的連接加固效果。梁、頂棚、隔墻之間的連接常采用鋼夾加固,可在很大程度上防止墻體倒塌。采用注漿錨桿加固可以大大提高建筑磚混結(jié)構(gòu)中墻體之間的連接質(zhì)量,通過加一根長錨桿,使長錨桿的一端與外柱或外縱墻預(yù)埋件牢固連接。另一端嵌入內(nèi)橫壁。此外,如果建筑結(jié)構(gòu)中存在延展性差、強度低的部件,可以通過更換部件來提高延展性和強度。更換部件的方法也有很多,可以根據(jù)實際情況選擇合理的更換方法。2.3基于結(jié)構(gòu)被動控制的抗震加固設(shè)計。通過在建筑結(jié)構(gòu)頂部設(shè)置阻尼器,從而減少建筑結(jié)構(gòu)的應(yīng)力及頂層的最大位移。該技術(shù)在當前的抗震加固設(shè)計中應(yīng)用前景廣闊;谠撛O(shè)計,可以直接用隔震橡膠支座將新建部分與原結(jié)構(gòu)連接起來,其不僅能夠?qū)崿F(xiàn)良好的抗震性能,還可以大大降低設(shè)計難度與施工成本,此外,在新建高層建筑的頂部設(shè)置大噸位風阻尼器,可以降低地震時建筑物的震動幅度,有效吸收地震對建筑結(jié)構(gòu)頂部的沖擊力,顯著提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。
3抗震加固設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用分析
建筑結(jié)構(gòu)中進行有效的抗震加固設(shè)計是提高建筑抗震性的有效手段。抗震加固設(shè)計的具體設(shè)計內(nèi)容直接影響到建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。這就需要在抗震加固設(shè)計階段充分考慮建筑的整體結(jié)構(gòu),并從建筑設(shè)計的使用需求及耐久性需求等方面出發(fā),進行具有適應(yīng)性的抗震加固設(shè)計,從而有效地提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震穩(wěn)定性。(1)提高結(jié)構(gòu)設(shè)計人員對抗震加固設(shè)計重要性的認識,設(shè)計人員的風險意識及對抗震加固重要性的認識也直接影響著建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計方案的質(zhì)量,有必要重視從業(yè)人員的知識水平更新與技能培訓,從各個方面提高抗震加固設(shè)計的設(shè)計水平。(2)結(jié)合建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計及實際施工情況,進行抗震加固設(shè)計。由于我國建筑類型和風格呈現(xiàn)出多樣化的趨勢,建筑的抗震加固設(shè)計也需要充分考慮實際情況,選擇合適的抗震加固設(shè)計方案。例如新老構(gòu)件的協(xié)同情況、工藝水平與施工難度、后期維護成本等方面,在對建筑結(jié)構(gòu)進行充分調(diào)查評估的基礎(chǔ)上,對建筑結(jié)構(gòu)的原始設(shè)計數(shù)據(jù)和施工數(shù)據(jù),以及建筑結(jié)構(gòu)材料強度、配筋數(shù)據(jù)、防震縫設(shè)計、構(gòu)件承載力、抗震能力等指標進行具體的分析驗算,制定全面合理的設(shè)計方案,提高建筑物的抗震性能,保障建筑安全。(3)結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的基本參數(shù)和現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果制定抗震加固設(shè)計方案,并嚴格按照相關(guān)工作程序和抗震建筑標準進行施工,以確保抗震加固設(shè)計工作的有效性。在具體的施工過程中,要保證施工人員的專業(yè)素質(zhì)達標,嚴格按照設(shè)計圖紙進行施工。在滿足建筑結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性的基礎(chǔ)上,進行抗震加固設(shè)計時設(shè)計人員應(yīng)充分考慮造價的影響,控制施工成本。
4結(jié)束語
我國建筑行業(yè)高速發(fā)展,建筑的數(shù)量及體量規(guī)模不斷擴大,人們對建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能也提出了更高的要求。我國政府也逐漸提高了建筑抗震設(shè)計標準,在這一時代背景下,高水平的抗震加固設(shè)計意義重大,進行抗震加固設(shè)計時,應(yīng)當根據(jù)實際方案,按照法律法規(guī)、技術(shù)規(guī)范高標準進行,本文對如何應(yīng)用抗震加固設(shè)計進行了分析,以期為相關(guān)研究提供參考,為工程中應(yīng)用抗震加固設(shè)計提供借鑒,從而提高我國建筑的抗震性能,為人民生命財產(chǎn)健康安全提供保障。
參考文獻
[1]鄭建華.抗震加固設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù)開發(fā),2019(12):7-9.
[2]林麗麗.探討抗震加固設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[J].建材與裝飾,2017(32):78-79.
[3]張濤,王鑫.淺析既有建筑基于性能的抗震加固設(shè)計[J].陜西建筑,2016(6):16-17.
[4]陳婷婷.現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定及加固設(shè)計研究[D].北京工業(yè)大學,2012.
[5]陳瑞鋒.基于增大截面的抗震加固設(shè)計參數(shù)的確定與應(yīng)用研究[D].華中科技大學,2012.
[6]鄭華彬.基于目標使用期和整體可靠性的既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鑒定與加固研究[D].華南理工大學,2010.
[7]王云正.基于性能理論的抗震加固設(shè)計的應(yīng)用研究[D].吉林大學,2010.
[8]李秀領(lǐng).非對稱建筑結(jié)構(gòu)的磁流變阻尼器半主動控制[D].大連理工大學,2006.
[9]莊聯(lián)郎.廈門影劇院維修改造與抗震加固設(shè)計[D].重慶大學,2004.