砖混结构抗震加固技术与方法

发表时间:2020/5/9   来源:《城镇建设》2020年第3卷2月第5期   作者:刘玉辉
[导读] 近年来,我国的建筑工程建设有了很大进展
         摘要:近年来,我国的建筑工程建设有了很大进展,在建筑工程施工的过程中,砖混结构的应用越来越广泛。一般而言,砖砌体材料抗拉、抗剪强度较低,而抗压强度相对较高,具有自重大、整体性差、易发生脆性破坏等特点,导致其抗震性能较差,在强烈地震作用下易发生严重破坏或倒塌,导致大量的人员伤亡。汶川地震、玉树地震中,大量砖混结构房屋倒塌,震害损失惨重。因此,对现存的大量不满足抗震设防要求的砖混结构房屋进行加固改造,提高其抗震安全性,是当前工程建设领域亟待解决的问题。
         关键词:砖混结构;抗震加固
         引言
         砖混结构是一种建筑形式,以小部分钢筋混凝土及大部分砌体承重结构构成。承重结构采用黏土砖或者砌块,构造柱以及横向承重梁、楼板等。老旧砖混结构是指年限较长、出现老化情况的砖混建筑,该类建筑存在一定的安全隐患,如何合理的利用这些老旧建筑,使其经过加固改造后满足安全和使用要求,要给予客观的结构鉴定。
         1建筑结构分类
         现代建筑从结构上划分,将其分成混凝土剪力墙、框架-剪力墙、框架、混合结构和筒体结构五种。钢筋混凝土剪力墙结构是在利用混凝土墙板取代框架中的梁柱,提高结构的承载力,并保证结构整体水平性较好,这类结构在房屋建筑中应用广泛;框架-剪力墙结构是指在建筑框架中设计相应的剪力墙,打造灵活的使用空间,来满足各类建筑功能要求;框架结构是利用梁和住通过铰接或刚接得到,形成承重体系,在使用过程中可抵抗竖向和水平荷载。
         2老旧砖混结构的鉴定内容
         2.1外观鉴定
         外观鉴定是老旧砖混结构鉴定的基本项目,包括构件裂缝、整体倾斜、钢筋锈蚀等。按照砖混结构建筑的基本构成,可大致分为四个大模块,即地基基础构件、砌体结构构件、混凝土结构构件和木结构构件。上述四个模块的鉴定,一般需要在不损坏现有结构的条件下进行,通过肉眼观察的方式发现、记录明显问题,通过设备测试的方式,了解结构内是否存在安全隐患。
         1.2墙体砂浆抗压强度鉴定
         墙体砂浆抗压强度检测常用的方法有贯入法、砂浆回弹法、点荷法和筒压法。砌体的强度主要由块材强度、砂浆强度共同作用决定的,砌体在受力作用下的破坏面,主要发生在砂浆和块材的接触面上,老旧砖混结构长期使用后砂浆将会出现风化和老化,从而抗压强度普遍偏低,砌体受压后,灰缝很早就开始破坏。可见砌体的强度主要取决于砌筑砂浆的强度和粘结力,粘结力的大小将影响砌体的抗剪强度、耐久性、稳定性及抗震能力。
         2.2黏土砖抗压强度鉴定
         黏土砖在老旧砖混结构中较为常见,该砖具有较强的高温体积稳定性,且价格低廉,但在长期使用后,可出现强度下降、易破碎的问题,理化性质稳定性不足。老旧砖混结构的鉴定中,黏土砖性能分析一般以取样测试的方式,通过样本反应其他黏土砖的性能,评估其是否满足常规使用需求,是否存在安全隐患。部分地区还需要通过黏土砖性嫩评析,了解老旧砖混结构的抗震能力。
         3砖混结构的传统抗震加固技术
         3.1水泥砂浆和钢筋网砂浆面层加固
         水泥砂浆和钢筋网砂浆面层加固是砖混结构较为常用的加固方法之一。该方法是通过在砖墙的一侧或两侧涂抹一定厚度的水泥砂浆面层或钢筋网水泥砂浆面层,来提高砖墙的抗震能力。采用该方法进行加固时,水泥砂浆面层的厚度一般为20?40mm,砂浆强度等级一般采用M10,钢筋网的钢筋直径宜为4mm或6mm,钢筋间距一般为300mm×300mm,钢筋网通过每隔一定间距布置的锚筋与墙体连接。

采用该方法加固后,墙体增加的重量较少,因此加固位置不必自下而上连续,可以根据抗震鉴定结果,仅对不满足抗震承载力要求的楼层或墙段进行加固;同时,在底层进行加固时,水泥砂浆面层不需要另设基础,但底层室外的面层地面以下部分宜适当加厚并深入地面以下500mm,以提高其耐久性。
         3.2摩擦阻尼器
         这一控振构件是一种传统的结构构件,依靠弹性机制原理,和建筑物其他构件结合使用,并通过力学传导设计,发挥摩擦阻尼器使用效能,确保建筑物具有较好的抗震效果。这类阻尼器具有选材简单、加工工艺简单的优点,能够大量生产,适用于不同结构的建筑体中。从摩擦阻尼器物理结构特性看,它不具备自复位能力,主要是依靠结构自身的刚度复位。
         3.3复核验算
         按建筑物地基基础(含桩基和桩)、上部承重结构和围护系统的承重部分划分为三个子单元分别进行鉴定评级。最后,进行鉴定单元安全性评级。根据地基基础、上部承重结构和围护系统承重部分等的安全性等级,以及与整幢建筑有关的其它安全问题进行评定。一般情况下,根据地基基础和上部承重结构的评定结果按其中较低等级确定。将现场采集的数据代入中国建筑科学研究院的“PKPM”系列计算软件建模验算,根据计算结果评分别定构件、子单元、鉴定单元的安全性等级。抗震鉴定根据《建筑抗震鉴定标准》(GB50023),第一步确定该地区的抗震设防烈度,第二步根据《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223)确定建筑的类别(甲类、乙类、丙类、丁类),第三步根据建筑的建造年代确定建筑的后续使用年限(A类、B类、C类),从而确定抗震鉴定方法。第四步根据鉴定标准A类建筑进行第一级鉴定和第二级鉴定;B类建筑首先进行抗震措施鉴定,然后进行抗震承载力验算;C类建筑按现行国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011)的要求进行抗震鉴定。
         4震加固方法
         (1)当砖混结构房屋的高度、层数超过规定限值时,应采取下列抗震加固方法:当房屋的总高度超过规定而层数不超过规定的限值时,应采取高于一般房屋的承载力且加强墙体约束的有效措施。当房屋的层数超过规定限值时,可以通过改变结构体系或减少层数以满足要求,也可通过改变用途降低抗震设防分类要求,从而使层数满足要求。当采用改变结构体系的加固方案时,可以选用传统加固方法中的双面钢筋混凝土板墙加固,将砖混墙体改为钢筋混凝土剪力墙。(2)房屋抗震承载力不能满足要求时,可以选择如下的加固方法:对强度过低或严重破坏的原墙体以及抗震性能差的墙体,如空斗墙,采取拆除重砌的办法,重砌和增设抗震墙的材料可以为砖或砌块,也可用轻骨料混凝土或普通混凝土,最大限度地减小对下部结构与基础的影响;拆除时,应采取可靠的支撑和防护措施。对开裂的墙体,可采用局部灌浆加固,对砌筑砂浆饱满度差或砌筑砂浆强度等级偏低的墙体,可用满墙灌浆加固。(3)房屋的整体性不满足要求时,应选择下列加固方法当纵横墙连接较差时,可采用钢拉杆、长锚杆、外加柱或外加圈梁等加固。楼、屋盖构件支承长度不满足要求时,可增设托梁或采取增强楼、屋盖整体性等措施。当构造柱或芯柱设置不符合鉴定要求时,应增设外加柱;当墙体采用双面钢筋网砂浆面层或钢筋混凝土板墙加固,且在墙体交接处增设相互可靠拉结的配筋加强带时,可不另设构造柱。当圈梁设置不符合鉴定要求时,应增设圈梁。
         结语
         综上所述,在建筑施工过程中,加大对建筑结构性抗震和控振技术实施路径的研究是十分重要的,需要在技术不断改进的情况下,逐步提高建筑结构质量,使其满足人们居住要求。本文加大了对建筑结构抗震性能的研究,旨在适应建筑工程发展要求,在发展施工技术基础上,为人们提供一个安全、舒适的室内活动空间。
         参考文献
         [1]张攀.基于整体可靠度的高层建筑结构抗风性能研究[D].郑州:郑州航空工业管理学院,2019.
         [2]曹赫.钢筋混凝土错层框架结构抗震性能分析[D].南昌:南昌航空大学,2019.
         [3]马锴.现代建筑结构性抗震及控振技术研究[J].河南科技,2019(7):115-117.
        
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