现有建筑结构抗震鉴定及加固设计研究

发表时间:2021/7/8   来源:《建筑实践》2021年3月8期   作者:史勇松
[导读] 地震是一项危害性极大的自然灾害,对建筑物内的生命财产构成了严重的威胁
        史勇松
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        摘要:地震是一项危害性极大的自然灾害,对建筑物内的生命财产构成了严重的威胁。具备抗震设防能力是建筑结构的基本要求,近年来地震的发生愈发频繁,我们应更加注重研究如何提高建筑结构的抗震能力。本文从实际情况出发,对当前现有建筑结构抗震鉴定进行了深入分析,并进一步提出了可使建筑结构的抗地震能力得到相应提高的加固设计。
        关键词:现有建筑;结构;抗震鉴定;加固设计
        引言
        在人类面对的各种自然灾害种,地震具有突发性、难以预测性和超强破坏性等特征,成为面临的最严重的自然灾害之一。受经济发展程度制约和建筑文化的影响,我国传统的居民建筑其抗震能力普遍较差,而且受其结构的制约,加固难度系数也较大,当地震发生时,很难保证居民的生命财产安全。对现有建筑进行科学的抗震性能鉴定和评估,并针对其间题采用合理的加固措施,成为一个至关重要的问题。文章从建筑物的抗震性能鉴定方法和加固设计来进行探讨,以求能找到科学有效应对方法。
        1现有建筑结构的抗震鉴定分析
        1.1抗震设计在结构工程中的重要作用
        地震这一自然灾害有着强大的破坏力,一旦发生地震可能会严重损坏大量建筑物,威胁国民的生命财产安全。建筑物如果具有良好的抗震性能够为居民创造更加安全稳定的工作生活环境,这对于人们幸福感和归属感的提升有着重要意义,同时能够有效推动我国建筑行业健康稳定地发展。其次,建筑物的使用寿命会随着抗震性能的提升而大幅度提高,从而其耐久性更高;再次,不断探索、发展抗震设计有助于我国设计师、技术人员等工作人员技术水平的提升,为我国建筑行业提供大量的实践经验,将我国与发达国家之间的技术水平缩短,从而推动我国建筑行业与国际接轨,加强我国建筑企业在国际市场上的竞争能力。最后,提高抗震设计水平有助于推动我国建筑行业的发展,加快我国社会主义现代化建设速度。
        1.2建筑抗震结构设计鉴定的原理
        地震期间,地壳的运动会产生巨大的能量,地震波的传播会引起周围剧烈的震动,因此,震源附近的建筑物会因震动的影响而损坏和倒塌,威胁到相关人员的生命和财产安全。如果阻尼值较低,地震发生时,建筑物本身不能有效吸收能量,而会遭受非常强的振动,这将导致建筑物的损坏,甚至倒塌。如果阻尼值很大,建筑可以很好地抗震。所以,施工单位在使用抗震技术建造建筑物时必须增加阻尼值,确保地震发生时,建筑吸收大量地震波,从而降低地震的破坏。目前,主要有两种常用的抗震技术。首先,传统抗震技术是以传统建筑加固的形式增强建筑的稳定性。该技术应用价值非常普遍,属于被动抗震。第二,结构抗震技术,也就是主动抗震,要求在施工的时候科学利用抗震技术提高阻尼值,以便在地震后释放能量,保护建筑。围护结构是建筑结构的重要保护层,围护结构在关键时期能够对建筑物的稳定性起到决定性作用,围护结构设计也是抗震设计的核心部分。因此抗震鉴定也要将围护结构的勘测纳入其中。围护结构的勘测和检查主要包括基本构件的大小、设计尺寸、使用材料以及基本性能。
        2建筑结构加固技术的优点
        建筑加固技术得以广泛应用是因为它兼顾了成本和收益。加固设计过程中要充分考虑周围构件是否受到影响。但一般来说,如建筑物需要加固时可只对需要加固的部位单独加固。只有当局部加固达不到正常使用要求时,才进行整体加固。建筑物在加固施工时目标明确,施工范围灵活。因此建筑加固技术具有施工成本低、环境污染小、加固周期短等优点。建筑结构加固技术的另一个优点是普适性。建筑结构加固技术不仅用于混凝土结构,还可应用于钢结构,砌体结构等。正常使用建筑物使用用途发生变化时或某一部位所受荷载发生变化时均可采用加固方法,在各种外在条件的影响下建筑物实际建造效果不理想也可采用加固方法。而老旧建筑物受各种自然因素的侵蚀,材料性能逐渐减弱所引起的结构老化和破坏也可进行加固修复。


        3对房屋建筑进行结构加固的有效技术
        3.1增加截面法
        最常见且最为传统的一种适用于大多数房屋和建筑的结构加固法,是增加截面法。增加截面法主要的加固流程如下:首先,对需要加固的钢筋混凝土结构进行排查,之后,利用混凝土材料对其主要的受压区域进行现浇加固,由此来扩大其受力截面的面积,使得其截面的刚硬度得以提升,从而保障这些结构不管是在抗压能力,还是抗剪、抗弯等能力方面,都能够有显著的提升。这种增加截而法最大的优势是其施工过程简单容易操作,并且没有太难的技术性问题。但是其缺点是会使得建筑内的空间进一步缩小,并且由于其所需的作业时间不短,因此就会给人们的生活带来不容小觑的影响。
        3.2外包钢法
        外包钢法一股可以分为两大种类,其中一种是干式外包技术,另一种是湿式外包技术。湿式外包技术是很多房屋建筑都经常采用的加固技术,再加工时,其主要的加固对象都是房梁、房柱等。同时,采用这一外包钢技术进行房屋加固,不仅在工期和工序方面所需耗费的时间较少、流程较短,同时还能够有效避免增加截面法带来的房屋内部空间的缩小,做到在不影响房屋使用空间的前提下,对房屋结构进行有效的加固,提高房屋结构的承载力度。
        3.3黏贴碳纤维复合材料加固法
        对于在强度和力度上逐渐流失的钢筋混凝土构件,如果能够有效地采取碳纤维复合材料进行粘贴,那么不论是其强度还是稳固性,都能够得到有效的提高。除此之外,碳纤维复合材料由于其在抗腐蚀性方面以及持久性方面具有优良的性能,因此能够使得原有的房屋结构的性能得到优化,而且还不会在影响房屋使用面积方面给住户带来不必要的烦恼,一举多得。但是与此同时,这一材料的使用也会给房屋的安全性埋下一定的隐患。由于碳纤维复合材料在承受高温方面的性能跟普通的材料比起来较差,因此不能用于温度超过六十度的房屋当中。而如果对房屋的防火性有较高的需求,则需另外对其进行加工,由此又会增加新的工序。虽然这一加固方式可以应用的范围广泛,包括结构轴心受压和受弯等情况都可以使用,但是其能够在提高结构负荷能力方面所起的作用也相对有限。
        4略谈建筑结构中抗震技术的发展与使用
        4.1科学选址
        高层建筑本身对于抗震性能的要求就比较大,因此必须严格按照科学的方式进行选址,首先要由技术人员针对高层建筑特殊的结构性能选择出有利的地段,尽量远离那些软土等不利的地势,对于那些临过河边的区域或是矿山的区域更要避开。
        4.2关注地震带来的扭转效应
        众所周知,地震有竖向和水平以及扭转的作用,因此它所带来的危害性以及破破的能力是十分巨大的,而且地震的产生并无规律可言,它的随机和不确定性非常大,因此在进行高层混凝土建设的过程中,对于抗震方面的结构设计要充分考虑其扭转的效应问题。
        4.3优化高层混凝土抗震结构设计方案
        抗震结构设计方案是提升建筑抗震施工的关键,在细致的设计工作中,设计人员需严格遵守国家及中央针对高层建筑抗震结构的相关细则,本着规范化、科学的设计准绳来进行设计。建筑设计应注重其平面、立面和竖向剖面的规则性对立震性能及经济合理性的影响,宜择优选用规则的形体,其抗侧力构件的平面布置宜规则对称、侧向刚度沿竖向宜均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小、避免侧向刚度和承载力突变。
        参考文献:
        [1]田军伟,康媛媛.现有建筑结构抗震能力鉴定及加固设计方法[J].住宅与房地产,2018(21):244.
        [2]邱航.现有建筑结构抗震鉴定及加固的若干问题[J].河南建材,2018(03):295-296.
        [3]张亲玲.现有建筑结构抗震能力鉴定及加固设计方法[J].建材与装饰,2018(06):93-94.
        [4]陈婷婷. 现有建筑结构抗震鉴定及加固设计研究[D].北京工业大学,2012.
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