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摘要:我国位于环太平洋地震带与欧亚地震带两大地震带的碰撞交接地区,可以说是世界上地震频发、震级较大的国家之一,尤其是1976年的唐山大地震和2008年的四川汶川大地震,给我们带来难以磨灭的悲痛,可以说国内的部分地区一直饱受地震的威胁,因此对于那些地震频发的地区,对已有的建筑结构开展抗震鉴定工作和结构加固是可以保护用户生命和财产安全有效途径。而如何开展抗震鉴定和结构加固的工作已经成为当前面临的重要问题,本文将简单说明进行抗震鉴定的原因和步骤,并对如何进行加固设计展开深入研究。
关键词:地震;抗震鉴定;结构加固设计;
引言:我国的发展时间较短,再加上对地震防范工作意识不强,导致我国的抗震建设的起步较晚,1974年才刚刚有了抗震建设的规划,而且我国部分地区的房屋有较长的历史,没有得到及时的维护修缮,导致大量的房屋建筑及公共设施都存在一定的安全隐患,尤其是较为落后地区的老旧民居、土石建筑、砖墙瓦房等,甚至包括一些历史悠久的遗迹建筑。如果遭遇较强的地震,不仅会造成财产损失,还会危及人命。因此,对已有的建筑结构开展抗震鉴定和结构加固的工作是必要的措施。
一、建筑结构抗震鉴定
1.对建筑结构开展抗震鉴定工作的原因
对已有的建筑结构进行抗震鉴定是可以降低因地震而造成的损失的主要方法,是判断建筑工程安全是否符合标准的主要依据,是在危险尚未来临之前,做好防范于未然工作的必要步骤。尤其是高楼大厦,只有开展过抗震鉴定的工作,才能判断建筑物是否需要进行加固以及要如何进行加固,才能在危险降临的时刻为人民群众争取更多的逃离危险的时间。
2. 需要开展抗震鉴定工作的建筑类型
我国的大部分民居建筑公共设施,都存在一定的安全隐患,抗震性能差也是其中之一。但这并不意味着要对所有的建筑都开展抗震鉴定的工作,否则会劳民伤财,增加不必要的负担。通常,需要开展抗震鉴定工作的建筑主要分为三类。第一类,改变已有建筑物的结构或功能,如对其进行扩建、搬迁、增加大型设施或直接进行爆破做出重大修理工作等,都需要进行抗震鉴定。第二类,历史悠久、年代较高或已经临近寿命上限的建筑,仍要继续使用,保持其功能,例如名胜古迹、老胡同四合院等具有历史意义的建筑,需要定期开展抗震鉴定的工作,防止意外。第三类,建筑工程收尾结工后,尤其是高楼大厦公共设施,需对其进行安全考核,包括抗震鉴定,避免出现质量问题。
3.鉴定方法
我国相关部门规定的开展抗震鉴定工作的方法主要是两级筛选法,也就是对建筑进行评级。所谓两级,第一级是以建筑的整体结构、局部结构及连接性为主要考核内容,第二级则是开展抗震鉴定,综合评出抗震指数,如果没有达标,则禁止使用。
开展抗震鉴定、评价综合指数时,需要结合多个方面,客观的对建筑进行评价。首先,需要对房屋的综合整体抗震能力进行判断。 不仅要对整体的房屋构造、抗震承载等方面进行测试,还要对局部结构、房梁支撑、整体连接等诸多方面进行审核,最终得出房屋的综合整体抗震能力。其次,结合建筑场地的使用条件、建筑物的周遭环境,和建筑的使用功能,多方面的开展抗震鉴定工作。对于不同的地理位置或不同的使用环境,建筑物所采取的抗震方式也有所不同。例如修建在地势平坦基本没有发生的地方,可以减少鉴定次数甚至不鉴定,但对那些处于地震频发地段,且地表有一定的斜度,则需要极其严格的抗震鉴定,经过反复审核后,投入使用。最后,合理性测试。所谓的合理性测试指的是在开展抗震鉴定工作时,要根据实际的房屋大小结构有针对性的进行测试,打个比方,对个人民居建筑进行鉴定时,不能用国家体育场的指标来判别,需要结合实际,综合鉴定。
二、建筑抗震加固设计方法探究
1.抗震加固设计的原则
建筑的抗震加固设计是要把抗震鉴定的结果作为依据,针对抗震能力薄弱的方面,结合多方要素,提出一个可以既可以提高抗震能力薄弱地方的抗震指数,又不会影响整个的方案,因此在设计抗震加固的方法时,要尽量遵循一下几个原则:
(1)新增构件或加固设施的设计,不会或尽可能小的对整体结构造成影响,防止局部地区的结构加强会增加负重影响整体。
(2)保持有良好的连接性、整体性。例如抗震墙等新增构件必须要与原来的结构有良好的连接,不能是单独的存在,要保证建筑是一个整体。
(3)保证材料质量。如要增加新结构,要保证新增构件的材料与原材料相同或使用质量更好的材料。
(4)对与不符合国家标准或鉴定指数不达标的建筑构件,会强制要求拆除或修改重建,直至符合标准为止。
2. 建筑抗震加固设计的方法
2.1直接加固
直接加固是指在原有的建筑上,直接对结构进行修理整改或对已经松散的部分进行二次加固的方式,增加整体的抗震性能。直接加固的具体实施方法大致分为三类。第一类,外黏型钢加固方法,指的是在需要加固的原有的建筑表面,黏贴钢板之类的材料,或是将型钢黏贴在构件的边缘角落,增加建筑整体的承受能力。外黏型钢的方法实施起来操作简单,工作量少,而且不会影响到整个结构,使用的材料大多是混凝土、钢筋、钢板等较为廉价的材料,适合钢筋和混凝土构成的建筑墙体,多用于居民楼外墙体的的修理加固。第二类是表层包裹的方法,主要是在建筑构件的表面涂抹包裹材料,通过增加结构的厚度来增加受力面积,从而减少单位面积的压力,提高稳定性。运用表层包裹的方法,包裹材料的性质必须要与原材料尽可能的相似,否则加固部分和原来的部分可能不会连接,很容易分离,不能保持建筑的整体性。这种加固方式通常用于加固建筑支撑部分,如承重墙、支撑柱等建筑构件。第三类,构件替换加固方法,主要应用于一些结构简单、方便拆建的建筑,例如土墙、砖墙、木梁等建筑结构,对于这些韧性差、杂质多、强度低的材料,用性质更好的材料进行替换:混凝土代替土墙、砖墙,钢筋石板代替木梁,既不会影响整体的结构,有提高了抗震性能。
2.2间接加固
间接加固是指在原有的建筑基础上,额外增加其他的辅助结构,通过辅助结构来增加承受压力的点,从而改变建筑的受力分布,达到增加建筑抗震能力的效果,具体的实施方式也分为三类,第一类,新增构件法,指在原建筑抗震性能弱的地方,直接新建一个辅助结构,比如大型桥梁,为了增加稳定性,可以在两个桥墩之间再加一个桥墩,使新增的辅助构件和原来的构件相辅相成,共同应对压力,发挥抗震作用。第二类是添加支点法,多用于吊重或承重的建筑结构上,例如吊桥,通过在主干上添加若干个吊点,用增加数量的方式来减轻每一个点所承受的拉力,从而将负重分散到每一个点,达到稳定抗震的效果。第三类,隔震加固。顾名思义,就是通过设置隔震层的方式,将地震带来的变形扭曲都集中到隔震层中,尽可能的吸收地震对其他结构造成的负面效果,降低主体结构的震动程度,使主体结构能够保持稳定。设置隔震层的方法抗震性能好,且不需要额外的附件,适用于较多的大型设施或公共场所。
三、总结
总而言之,对建筑结构开展抗震鉴定工作是判断建筑是否安全的的重要举措,对建筑进行抗震加固设计是人民群众的生命和财产安全的重要保障,经过长时间的理论研究和实际探索,发现可以通过直接或间接的手段,运用科学的建筑方法,提高建筑的稳定性和防震动的能力,既保障了建筑物的质量安全,又避免了不必要的生命、财产损失。
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