建筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定及加固設(shè)計(jì)范文

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地震災(zāi)害，是目前建筑結(jié)構(gòu)面臨的最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一。結(jié)合已有的數(shù)據(jù)資料顯示，地震災(zāi)害所造成的損失隨著人類建筑結(jié)構(gòu)數(shù)量的增大而增大。經(jīng)歷了多次重大的歷史教訓(xùn)后，設(shè)計(jì)人員已經(jīng)認(rèn)識到建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，是進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所必須要考慮的重點(diǎn)問題。隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，越來越多的新型建筑拔地而起，但仍然有一些早期建筑還在被人們使用，這些建筑因?yàn)槭艿疆?dāng)時(shí)建筑條件的限制，在抗震問題上很少考慮，一些房屋已經(jīng)存在基礎(chǔ)沉降、傾斜、墻體裂縫等現(xiàn)象，一旦發(fā)生地震，這些房屋根本起不到抗震作用，無法保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。而在另一方面，自汶川地震以后，我國在全國范圍內(nèi)對當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)抗震標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了提升，其中涉及各地區(qū)的抗震設(shè)防烈度以及構(gòu)件設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)參數(shù)等多方面內(nèi)容，這就使得現(xiàn)存按早期抗震規(guī)范設(shè)計(jì)的建筑結(jié)構(gòu)不再滿足抗震設(shè)計(jì)要求。因此，需要對以上這些房屋進(jìn)行科學(xué)的抗震鑒定，對于鑒定不合格的，則需要進(jìn)行加固，以提升建筑的安全性。

1建筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定的概述

我國位于板塊交界處的地區(qū)較多，屬于地震多發(fā)國家，很多主要城市都位于地震多發(fā)區(qū)域。在地震發(fā)生的過程中，建筑物的倒塌是造成人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失最主要的原因，但我國仍然有很多建筑在設(shè)計(jì)過程中沒有考慮到抗震因素，還有一些建筑雖然做了抗震設(shè)計(jì)，但隨著時(shí)代的發(fā)展，已經(jīng)無法滿足當(dāng)前需求［1］。1976年，唐山發(fā)生7．8級大地震，整個(gè)唐山變成了一片廢墟，當(dāng)時(shí)唐山地區(qū)的主要結(jié)構(gòu)形式以砌體結(jié)構(gòu)為主，而砌體結(jié)構(gòu)中抗震構(gòu)造措施的不完善，是造成結(jié)構(gòu)瞬間倒塌的直接原因;2008年，汶川發(fā)生8．0級特大地震，地震中心烈度達(dá)到11度，直接經(jīng)濟(jì)損失85億人民幣。而在同樣位于四川省的成都五城區(qū)，由于其房屋在設(shè)計(jì)時(shí)是按照抗震設(shè)防烈度為7度設(shè)計(jì)的，因此在地震中經(jīng)受住了考驗(yàn)，這與四川省其他地區(qū)的慘烈狀況形成了鮮明對比。從震后現(xiàn)場實(shí)際勘察結(jié)果來看，除了施工質(zhì)量問題以外，四川其他地區(qū)建筑結(jié)構(gòu)本身的抗震能力不足也是造成結(jié)構(gòu)倒塌的主要原因，所以，對這些建筑進(jìn)行抗震鑒定，并根據(jù)鑒定結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的加固設(shè)計(jì)，是當(dāng)前降低地震損失的主要方法。在對現(xiàn)有建筑進(jìn)行抗震評估的過程中，需要從承載力與構(gòu)造兩個(gè)主要方面進(jìn)行綜合判斷，一般情況下，需要進(jìn)行抗震鑒定的建筑主要有以下四種:1)需要提高抗震級別的建筑;2)不符合抗震要求的建筑;3)需要提升設(shè)防烈度與類別的建筑;4)建筑結(jié)構(gòu)用途發(fā)生改變的建筑。對現(xiàn)有建筑進(jìn)行鑒定的程序如圖1所示。

2抗震鑒定的內(nèi)容與鑒定方法

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要確定結(jié)構(gòu)的抗震等級，包括考慮結(jié)構(gòu)形式，建筑物高度以及結(jié)構(gòu)重要性等級等。其次要根據(jù)結(jié)構(gòu)的抗震等級進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括截面尺寸，材料強(qiáng)度以及配筋設(shè)計(jì)，并且需要根據(jù)抗震等級采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施。同時(shí)，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)之初，還需要在結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)中，對整體結(jié)構(gòu)提出一定的設(shè)計(jì)要求，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式合理，受力分布均勻，傳力途徑明確，減小附加地震效應(yīng)，并考慮多道抗震防線等等。基于建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，在進(jìn)行抗震鑒定時(shí)，也同樣需要考慮上述多個(gè)方面的因素，以下從抗震鑒定的主要內(nèi)容、要求和方法做簡單介紹。

2．1抗震鑒定的主要內(nèi)容在對建筑物進(jìn)行抗震鑒定的過程中，主要包括以下幾方面內(nèi)容:1)檢查建筑結(jié)構(gòu)的基本情況。主要包括建筑結(jié)構(gòu)的布置以及建筑結(jié)構(gòu)的形式;建筑抗側(cè)力系統(tǒng)的布置情況;結(jié)構(gòu)的支撐與連接構(gòu)造情況;細(xì)部尺寸等相關(guān)參數(shù)。2)調(diào)查建筑結(jié)構(gòu)的使用條件。主要包括建筑結(jié)構(gòu)的作用;建筑物周圍的環(huán)境;建筑的歷史使用情況等。3)檢查建筑的地基基礎(chǔ)情況。主要包括建筑的場地種類與地基土情況;建筑地基的穩(wěn)定情況;對地基進(jìn)行原位測試與力學(xué)性質(zhì)測試;地基的變形情況以及其反映在上部結(jié)構(gòu)中的表現(xiàn);地基基礎(chǔ)與樁的情況等［2］。4)分析檢測建筑的材料性能。主要包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件、結(jié)構(gòu)連接以及其他相關(guān)材料的性能。5)檢查建筑的承重結(jié)構(gòu)情況。主要包括建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件與連接情況;建筑結(jié)構(gòu)的支撐情況;建筑的裂縫數(shù)量與分布情況;建筑結(jié)構(gòu)的整體情況;建筑結(jié)構(gòu)的位移與變形情況;建筑結(jié)構(gòu)的動力特性等［3］。6)檢查建筑的維護(hù)系統(tǒng)情況。

2．2建筑抗震鑒定的要求對建筑進(jìn)行抗震鑒定需要滿足以下要求:1)收集被鑒定建筑的原始資料，如設(shè)計(jì)圖紙、勘察報(bào)告、竣工驗(yàn)收報(bào)告等，如果資料不全面，需要進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)充實(shí)測。2)對被鑒定建筑的現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，評估其是否與原始資料中的數(shù)據(jù)相符，評估建筑的質(zhì)量與維護(hù)情況，明確建筑的非抗震問題。3)以不同建筑的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，對其特點(diǎn)、布置、構(gòu)造、承載力等情況進(jìn)行鑒定，運(yùn)用相應(yīng)的方法，分析建筑的綜合承載力。4)評價(jià)被鑒定建筑整體性的抗震性能，如果建筑不符合抗震要求，則需要提出有針對性的處理對策與意見［4］。

2．3建筑抗震鑒定的方法建筑的抗震鑒定主要可以分為兩個(gè)級別:1)主要以構(gòu)造鑒定與宏觀控制為主;2)主要以抗震驗(yàn)算為主。其中，對A類建筑進(jìn)行抗震鑒定的過程中，如果被鑒定建筑滿足一級鑒定中的所有要求，建筑便可以被定義為鑒定合格，不需要進(jìn)行二級鑒定;如果被鑒定建筑不滿足一級鑒定的某些要求，就需要進(jìn)行二級鑒定［5］。圖2為A類鋼筋混凝土建筑的二級鑒定。對B類建筑進(jìn)行抗震鑒定的過程中，需要對建筑的抗震措施進(jìn)行檢查，并判斷建筑的抗震承載力。如果前者較低而后者較高時(shí)，可以運(yùn)用構(gòu)造影響系數(shù)判定建筑的抗震性能;如果前者較高而后者較低，但不低于95%時(shí)，可以不進(jìn)行加固。

3常見的加固設(shè)計(jì)思路與措施

對于在抗震鑒定中被判為不合格的建筑結(jié)構(gòu)，就需要采取相應(yīng)的措施進(jìn)行加固。在進(jìn)行工程加固設(shè)計(jì)中，根據(jù)抗震鑒定結(jié)果，需要明確加固到何種程度，同時(shí)需要考慮新舊結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作、原有結(jié)構(gòu)在長期荷載作用下所引起的受力形式的改變，以及其使用和美觀要求。常見的加固方式有:采用預(yù)制樁和灌注樁進(jìn)行地基加固，通過增加截面面積和外貼鋼材以及復(fù)合材料進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)加固等，而對于砌體結(jié)構(gòu)，往往通過設(shè)置壁柱，配置鋼筋砂漿以及套箍方式進(jìn)行加固。針對鑒定不合格的被鑒定建筑，具體可以運(yùn)用以下幾種方式進(jìn)行加固:1)以抗震鑒定結(jié)果為基礎(chǔ)，從建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā)，需要運(yùn)用的加固設(shè)計(jì)方法有:如果建筑結(jié)構(gòu)的不合理程度較大，可以運(yùn)用增設(shè)構(gòu)件的方法來加固，或者運(yùn)用可以同時(shí)將變形能力與承載能力提升的方法，來滿足加固要求。如果建筑需要提升結(jié)構(gòu)剛度，可以運(yùn)用擴(kuò)大原截面、增設(shè)套箍等方式進(jìn)行加固。如果建筑需要提升整體連接性能，可以適當(dāng)?shù)脑黾咏ㄖY(jié)構(gòu)的變形能力［6］。如果建筑的局部構(gòu)造存在問題，可以對局部進(jìn)行處理，也可以通過改變傳力途徑的方法進(jìn)行加固。如果建筑的次要非結(jié)構(gòu)構(gòu)件不合格，可以只加固有可能倒塌的部分。2)對于多層磚混結(jié)構(gòu)的建筑，在鑒定過程中可能會出現(xiàn)一些不太明確的不合格現(xiàn)象，如傳力線路模糊、整體性差、橫墻間距過大、房屋與窗間寬度不夠等。因此，對于多層磚混結(jié)構(gòu)的建筑來說，可以運(yùn)用減層降高、設(shè)置夾板墻、縮小門窗洞口、壓力灌漿、圈梁壁柱、使用鋼拉桿等方式進(jìn)行加固。3)雖然有很多加固措施可以運(yùn)用到鑒定不合格的多層磚混結(jié)構(gòu)中，但在實(shí)際操作時(shí)還會遇到一些容易被忽視的問題，如果對這些問題沒有給予足夠的重視，就會在很大程度上降低加固效果。如后加的圈梁需要將伸縮縫切斷，且閉合伸縮縫的兩側(cè)，只有這樣才能更好抗震;后加的壁柱需要設(shè)置基礎(chǔ)，搭接長度需要嚴(yán)格遵循相關(guān)要求;在對建筑進(jìn)行加固設(shè)計(jì)時(shí)，要盡可能的減少對原有建筑墻體或其他部分的損傷，尤其在打眼時(shí)不能破壞建筑結(jié)構(gòu)的原有鋼筋。在對新舊墻體接槎部分進(jìn)行處理時(shí)，需要先洗干凈，并加強(qiáng)對墻體的養(yǎng)護(hù)工作，以確保新舊墻體的統(tǒng)一性。另外，在建筑加固的過程中，砂漿強(qiáng)度是非常關(guān)鍵的，能夠在很大程度上控制砌體強(qiáng)度，也關(guān)系到加固之后的建筑能否通過抗震鑒定，所以，在加固過程中可以選用比原有建筑強(qiáng)度高一級的砂漿。

4結(jié)語

目前我國正處在地震頻發(fā)的時(shí)期，對于現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的提升也是降低地震災(zāi)害損失的根本手段，現(xiàn)有的規(guī)范進(jìn)一步提高了抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，因此，為了降低建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下倒塌的可能性，對已有建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震檢測與加固設(shè)計(jì)是解決這一問題的主要方法，做好建筑的抗震檢測與加固設(shè)計(jì)，能夠在很大程度上提升建筑的安全性。建筑的抗震檢測需要依照相關(guān)規(guī)定嚴(yán)格執(zhí)行，而建筑的加固設(shè)計(jì)需要考慮很多方面的因素，讓建筑更安全、更可靠，是當(dāng)前相關(guān)部門面臨的主要問題。

作者：鄭圓 單位：上海江歡成建筑設(shè)計(jì)有限公司