基于性能的既有钢筋混凝土建筑结构抗震评估与加固技术研究

发表时间:2021/5/20   来源:《建筑实践》2021年40卷第4期   作者:陈伟
[导读] 建筑施工技术的不断发展正在将一些新结构、新技术带入到建筑工程当中

         陈伟
         山东华安检测技术有限公司   山东济南 250101

         
         摘要:建筑施工技术的不断发展正在将一些新结构、新技术带入到建筑工程当中,其中,又以抗震评估与房屋加固技术最受重视。本文以既有钢筋混凝土建筑工程为论述对象,在对钢筋混凝土建筑的一般施工要点进行分析的同时,思考如何在保留房建工程的基本性能的前提下开展建筑结构抗震评估加固工作。
         关键词:性能;既有钢筋混凝土结构;抗震评估;加固技术
         在当前的建筑施工活动中,以钢筋混凝土为主要结构的建筑施工体系正在被广泛应用,面对建筑的施工单位所提出的多样性、复杂性较强的建筑施工要求,国家所颁布实施的一系列建筑施工规范并不能在施工管理的各个环节发挥作用。做好建筑结构的抗震评估工作,提升建筑工程的抗震等级,才能使建筑工程的服务效能与服务寿命得到最大化的保障。实现“大震不倒”的建设目标,这是建筑工程施工活动中所面临的首要挑战。
         一、抗震评估的建筑功能分析
         建筑工程是否美观、实用正在成为建筑工程施工审核的第一标准,在保持合理的施工结构的同时,对相关建筑的抗震等级、抗震能力进行及时评估,针对地壳活动复杂、地震高发区做好建筑防震施工预案,才能保障建筑工程的最大寿命。目前,以建筑抗震力、 稳定性为核心的建筑评估标准正在逐步落地,依靠对建筑结构抗震能力的综合评价,施工质量检测单位能够对建筑的设计、质量与当前的施工进度进行评估,从而得出稳定的抗震等级鉴定结果,并根据结果对相关设施进行有目的性的加固[1]。在以往的建筑施工活动中,抗震加固仅针对未达到标准或没有进行抗震设计的有关建筑结构展开,但随着现代工艺技术的不断成熟,结构的构件内力、动力特性的变化、强度薄弱层与刚度软弱层的出现进一步影响着建筑的抗震等级,实行全面化的抗震评估检测工作势在必行。
         二、抗震评估与加固的一般性原则
         (一)整体加固,不得遗漏
         当抗震加固方案基本确定之后,便需要针对抗震加固工作落实相应的抗震加固评价方案,以此来确定抗震加固的基本施工计划。在当前的抗震加固施工活动中,一般以结构加固、整体加固为加固原则,而不是对松散部位进行独立加固。在加固之后,需要根据被加固的部位进行应力测试,避免出现强梁弱柱等问题,影响建筑结构的承载功能[2]。现行的抗震加固一般按照不同的损坏问题实施区别性的加固方案,在整体加固的同时,针对不同的结构问题确定加固计划,如静力损坏,则优先考虑对承重墙、承重柱进行加固,考虑结构的现场的实际情况,才能确定切实可行的加固方案。
         (二)区别加固,保障质量
         在确定加固方案之后,需要以加固方案为第一参考标准进行建筑结构的加固工作,对框架的变形力、框架抗震承载力进行测算,并结合不同的加固方法实施建筑结构的加固任务。首先,查明建筑结构的局部损伤问题,对于已经出现损伤,应在加固时进行考虑。对于超过限定高度但未达到限定数值的高层建筑,加固时优先考虑对墙体约束进行加固。部分建筑在加固之后,建筑之内的应力会重新分布,导致薄弱部位转移,出现新的抗震薄弱区,在加固时,必须对受剪承载力和抗震性能指数进行测算,当两大指数不超过相邻一层的20%,但超过相邻下一层的20%时,需要同时进行加固。同一层的建筑、不同高度的建筑、承重功能不同的建筑,其所采取的抗震加固能力并不相同,在落实整体加固的建筑加固理念的同时,必须要“区别对待”。


         三、基于性能的既有钢筋混凝土建筑抗震评估与加固方法
         (一)保留性能,加大截面进行加固
         钢筋混凝土结构在建筑结构中表现出了更强的承载力与建筑刚性,也正因为如此,一旦出现抗震性能不足、结构稳定性不达标等问题,其加固方法必然更加复杂,保留建筑结构的基本性能,针对抗震需求进行加固,这是当前钢筋混凝土建筑抗震加固的一般方法。
         加大截面加固法是一种较为常见的钢筋混凝土加固方法。将受弯构件的受压区加上混凝土现浇层,能够有效增加截面面积,提高构件斜截面的抗剪能力、正截面的抗弯能力,从而实现加固补强的效果。但在实际施工中,该加固方法对于技术与材料的要求较高,必须保障结合面有效传力,以此来确保既有混凝土层与现浇混凝土层形成稳定的整体[3]。为解决这一问题,可配置锚固件或剪切摩擦筋对被加固位置进行处理:将现浇层与凝固层相互贯穿,确保两部分共同受力,实现补强、加固的一般效果。在现代钢筋混凝土结构加固中,加大很截面加固法的施工技术较为成熟,在构造物、板、梁、墙等重要结构的加固中均有所应用。
         (二)提升性能,置换混凝土进行加固
         受外界因素的影响,部分钢筋混凝土建筑结构中所使用的混凝土材料韧性较差、强度较低,在这种情况下,加固一般考虑从混凝土材料的置换入手,利用韧性强、强度高的材料对混凝土进行加固。在这一加固方法下,承重构件有严重缺陷、混凝土强度偏低的有关位置也能够发挥良好的建筑性能。
         现有的抗震加固施工活动表明,混凝土加固法的工期更短,施工工艺更为简单方便,在施工加固活动中,其整体造价偏低,占用空间较小,不会产生废料和过度开支等问题。在通过置换混凝土对建筑结构进行加固时,置换所使用的混凝土强度等级应比原有混凝土提高一级,强度不能低于C25。置换部分以构件受压区为第一施工位置,根据现场的检测结果进行置换,对于无需置换的混凝土,必须保障其高于建筑结构的强度等级。应根据受力方向将有缺陷的混凝土剔除,以构件为参考对象,沿构件的整个宽度进行剔除操作,避免出现偏重问题。
         (三)稳定性能,加固框架柱进行加固
         部分钢筋混凝土结构较为复杂,难以在混凝土层或钢筋周围进行加固,在这种情况下,一般选择加固框架进行加固:在混凝土柱四周用型钢加固,形成外包钢加固框架,在提升混凝土柱的承载力的同时,保留原有的截面尺寸[4],保障施工的整洁、高效。目前,外包钢加固法中已经形成了湿法作业与干作业两种加固模式。
         (四)提高性能,粘贴钢板进行加固
         受弯构件外部往往是加固操作中的重点区域,其承载力的不足,刚度与强度不够,导致结构整体无法表现出良好的抗震性能,对于这一区域进行加固,一般选择粘贴钢板加固法:将钢板粘贴在承载力不足的相关区段,依靠“外接”钢板提升被加固区域的整体强度,确保钢板与原有的混凝土结构形成共同受力的良好受力模式,以此来提高构件的抗裂度和刚度,保障混凝土不会出现变形。在粘贴钢板之后,被加固区域的抗弯性能、抗压性能都能取得较为明显的提升。
         结语:
         钢筋混凝土结构的抗震评估与加固直接影响到建筑物的安全性能,当近年来的地质灾害频繁发生,如何提高建筑的抗震性能依然成为广大群众最为关注的问题。积极落实抗震评估工作,做好抗震加固技术,提高钢筋混凝土结构的内部稳定性,才能在源头上解决抗震评估环节存在的不足问题。
         参考文献:
         [1] 黄超, 季静, 韩小雷,等. 基于性能的既有钢筋混凝土建筑结构抗震评估与加固技术研究[J]. 地震工程与工程振动, 2007(5):72-79.
         [2] 刘佳. 基于性能的既有钢筋混凝土建筑结构抗震评估与加固技术研究[J]. 建筑知识, 2016(14):221-222.
         [3] 梁朝业. 钢筋混凝土结构抗震加固技术综述[J]. 湖南城市学院学报:自然科学版, 2008(03):12-15.
         [4] 胡永湘. 浅析基于构件性能的钢筋混凝土结构抗震评估方法[J]. 文摘版:工程技术(建筑), 2016, 000(003):P.257-257.

【作者简介】陈伟(1980.02-),男,汉族,山东省沂源人,大专,助理工程师,研究方向:建筑检测鉴定
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