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一、工程概況
該建筑為二類建筑,設計使用年限為50年,抗震設防烈度為7度,安全等級為二級,地基基礎設計等級為乙級,抗震等級為二級,防火等級為Ⅰ級,防水等級為二級。采用框架結構,其中地上八層,地下一層,總建筑面積7424.18m2,首層建筑面積911.82m2,總建筑高度24.458m。該建筑于2012年受到過6.3級地震的影響,為了驗證其抗震性能,對其進行了抗震性能鑒定和相應的加固。
二、抗震性能的鑒定
《建筑抗震鑒定標準》GB50023-2009中對抗震鑒定項目進行了規(guī)定,抗震鑒定時,下列薄弱部位應重點檢查:6~9度時,應檢查局部易掉落傷人的構件、部件;7~9度時,除符合上述要求外,尚應檢查梁柱節(jié)點的連接方式及不同結構體系之間的連接構造;8、9度時,除符合上述要求外,尚應檢查梁、柱的配筋,材料強度,各構件間的連接,結構體型的規(guī)則性,短柱分布,使用荷載的大小和分布等。
且鋼筋混凝土房屋的外觀和內(nèi)在質(zhì)量宜符合下列要求:梁、柱及其節(jié)點的混凝土僅有少量微小開裂或局部剝落,鋼筋無露筋、銹蝕;填充墻無明顯開裂或與框架脫開;主體結構構件無明顯變形、傾斜或歪扭。另外,鋼筋混凝土房屋可按結構體系、結構構件的配筋、填充墻等與主體結構的連接及構件的抗震承載力,對整幢房屋的綜合抗震能力進行兩級鑒定。符合第一級鑒定的各項規(guī)定時,可評為滿足抗震鑒定要求;不符合第一級鑒定要求和9度時,應由第二級鑒定做出判斷。當砌體結構與框架結構相連或依托于框架結構時,應加大砌體結構所承擔的地震作用,再按本標準第5章進行抗震鑒定;對框架結構的鑒定,應計入兩種不同性質(zhì)的結構相連導致的不利影響。磚女兒墻、門臉等非結構構件和突出屋面的小房間。由于該建筑受到過地震的影響,現(xiàn)要對其抗震性能進行科學檢測和鑒定,以明確其使用年限和強度指標。檢測的項目主要有:填充混凝土砌塊墻、砂漿和混凝土強度,檢測結果見表2。由表2可以看出,填充混凝土砌塊的強度尚未降低,但使用的混合砂漿和混凝土均有較大的強度降低現(xiàn)象,這些降低現(xiàn)象不可避免地會引起建筑結構抗震性能的降低。
按照《建筑抗震鑒定標準》GB50023-2009對其結構進行了初次鑒定,鑒定結果如下:一、首層和第二層邊框架柱抗剪強度低;二、電梯井處的構造梁強度降低;三:中間走廊上部梁撓度稍大,針對以上情況,需要采取二級鑒定并采取有效的抗震加固措施。隨后,通過二次鑒定,首層結構和第二層結構的綜合抗震能力指數(shù)小于1,不滿足抗震要求。最后進一步通過結構驗算,得出初次鑒定結果的可靠性和真實性。為了更加直觀的對其結構抗震進行分析,有必要采取室內(nèi)模型振動試驗進行研究。
三、室內(nèi)模型振動試驗
室內(nèi)模型振動試驗主要采用TT振動試驗機進行,結構模型的制作按照相關規(guī)定結合結構原始尺寸采用小比例縮小。模型尺寸為長88.4cm,寬41.4cm,高49.0cm。通過施加正弦波和三維振動對其抗震性能進行試驗,振動時間設為20s。通過對震后結構的仔細檢查和分析,結果證明:首層和第二層的邊框架柱存在變形較大;電梯井處構造梁有破壞跡象;走廊上部構造梁下部裂縫較大,且撓度大。充分證明了抗震鑒定和結構驗算的科學性和可靠性。因此,有必要采取相應的加固措施對其進行穩(wěn)固處理。
四、加固措施
針對以上鑒定和驗算結果表征的潛在隱患,采取相應的加固穩(wěn)固措施迫在眉睫。在參考《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2001、《建筑工程抗震設防分類標準》GB50223-2008、《建筑抗震加固技術規(guī)程》JGJ116-2009和文獻的基礎上,針對各個薄弱環(huán)節(jié)的位置和特點提出了相應的有效加固措施。邊框架柱的加固措施主要是為了提高其水平抗剪性能,采取墻外扶壁柱加固法,不僅提高了框架柱的尺寸,增強了結構的整體剛度,更增大了其水平剪切面積和美觀性,抗剪性能的提高利于結構的抗震。
電梯井處的構造梁采取植筋并適當增大其截面積,或用U型槽鋼板通過對拉螺栓進行加固,施工方便。走廊上部的構造梁由于屬于“準暗梁”,即下部超出樓板的尺寸較小,植筋和U型槽鋼板加固均無從下手,主要使用角撐型鋼,其中型鋼一端施加于走廊兩旁的框架柱上的卡口中,另一端通過淺U型鋼支撐于“準暗梁”上,采用分段間斷支撐。通過以上加固措施,按照《建筑抗震鑒定標準》GB50023-2009的要求對其結構進行了再一次的鑒定檢驗,結果顯示加固措施是有效的,滿足工程抗震要求。
五、結束語
建筑抗震是進行工程設計和建設的前提,抗震性能的好壞對結構的強度、剛度和穩(wěn)定性起直接決定作用。因此,對結構進行抗震性能鑒定和加固勢在必行。文章通過對震后八層框架結構的檢測和抗震鑒定,找出了其薄弱環(huán)節(jié),并針對每種問題提出了有效的加固措施,使得建筑結構的抗震性能有了改善,這些研究內(nèi)容可為類似工程的抗震鑒定和加固提供參考和借鑒意義。
作者:趙洪葉單位:浙江天成工程設計有限公司