抗震加固設計在建筑結(jié)構(gòu)的應用
時間:2022-04-07 03:23:09
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[摘要]作為社會經(jīng)濟發(fā)展的基礎,建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性至關(guān)重要。提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,保障建筑安全,成為時代的要求。本文結(jié)合工作實踐,對抗震加固設計的內(nèi)容進行了總結(jié),并深入探究了如何在建筑結(jié)構(gòu)中應用抗震加固設計,以期為提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,保障建筑安全提供參考,為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供借鑒。
[關(guān)鍵詞]抗震加固設計;建筑結(jié)構(gòu)
1前言
作為一種常見的自然災害,地震具有突發(fā)性強、破壞力大的特點,一旦發(fā)生地震,往往伴隨著建筑物大規(guī)模倒塌等事故,并引起火災等次生災害,嚴重威脅國民的生命健康財產(chǎn)安全。對于我國來說,由于地處環(huán)太平洋地震帶與地中海-喜馬拉雅地震帶,地震災害事件時有發(fā)生,唐山地震、汶川地震、玉樹地震等大規(guī)模地震災害給國家、人民帶來了巨大的損失。因此,如何有效進行抗震加固設計,提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,增強建筑的抗震性能,保障居民的居住安全與財產(chǎn)安全,成為了業(yè)內(nèi)研究的重點。
2建筑結(jié)構(gòu)抗震加固設計的內(nèi)容
隨著建筑設計與施工工藝的進步,抗震加固設計水平也隨之提高,總結(jié)來看,現(xiàn)階段建筑結(jié)構(gòu)中應用的抗震加固設計主要從減少地震破壞作用、提高建筑自身抗震性能與結(jié)構(gòu)強度、基于結(jié)構(gòu)被動控制抗震加固等方面入手。2.1減少地震破壞作用的抗震加固設計。減少地震破壞作用的抗震加固設計主要有隔震加固技術(shù)與耗能減震技術(shù)。在現(xiàn)階段建筑結(jié)構(gòu)設計及工程施工中,往往采用高阻尼高變形材料吸收地震產(chǎn)生的能量。鉛橡膠作為一種優(yōu)良材料被放置在基礎和上部結(jié)構(gòu)之間,用于隔振。使地基與上層完全分離。地震發(fā)生時,隔震墊會在水平方向發(fā)生較大變形,同時消耗大量因地震產(chǎn)生的能量,將上部地震力降到最低。另外,由于地震作用與建筑物的結(jié)構(gòu)阻尼成反比。在實際工程項目中,通過在結(jié)構(gòu)變形較大的地方放置減振器來增加結(jié)構(gòu)的阻尼,控制地震作用下的預期變形,使地震對建筑結(jié)構(gòu)的垂直和水平方向的影響降到最低,從而保證建筑在震中不會被破壞,達到吸能減震的目的。2.2提高建筑自身結(jié)構(gòu)強度的加固設計。提高建筑自身結(jié)構(gòu)強度的加固設計,主要是通過加強建筑物的側(cè)向力系統(tǒng)和組件結(jié)構(gòu)的延性與承載力,增強建筑的整體結(jié)構(gòu)強度。在進行建筑結(jié)構(gòu)的抗震加固設計過程中,要避免因局部構(gòu)建結(jié)構(gòu)強度過高引起的應力向薄弱結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移過程??偨Y(jié)來說,基于提高建筑自身結(jié)構(gòu)強度的加固設計主要有以下幾點。(1)自身整體的加固設計:基于提高建筑整體的完整性原則,提高一般構(gòu)件的抗震性能和自身承載能力,此類設計一般與其他加固方法結(jié)合使用,很少單獨使用。常見的方案有灌注水泥砂漿、樹脂漿鋼構(gòu)件加固等方式,對建筑結(jié)構(gòu)的自身裂縫等進行加固,提高其整體性,從而達到提高自身結(jié)構(gòu)強度的目的。(2)外包強化加固設計。通過在建筑結(jié)構(gòu)外設置加固層,以提高結(jié)構(gòu)抗震性能與變形性能,也是最常見的加固設計方案。工程中往往應用外包鋼筋混凝土層、鋼筋網(wǎng)、鋼構(gòu)件等對結(jié)構(gòu)外包加固。(3)附加結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固設計:在原建筑變形與承載力不足的構(gòu)建部分附加柱構(gòu)建加固或附加支撐構(gòu)建加固,從而提升結(jié)構(gòu)的抗變形能力、抗震承載力,增強結(jié)構(gòu)的整體性。應用附加結(jié)構(gòu)構(gòu)件對建筑加固時,應統(tǒng)籌考慮新組件的抗震性能指標與安裝后對建筑整體結(jié)構(gòu)強度的影響。(4)構(gòu)件間的連接加固設計:各部分構(gòu)件的可靠連接是建筑結(jié)構(gòu)具備優(yōu)良抗震性能的前提。有效的結(jié)構(gòu)連接可以最大程度地降低建筑物倒塌的風險。如果原建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力滿足要求,但構(gòu)件之間的連接較差,仍然會對整個建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能產(chǎn)生影響。常用的構(gòu)件連接加固方法有拉桿加固、鋼夾加固、注漿錨桿加固、更換構(gòu)件加固等。當磚墻與梁、柱沒有有效連接時,往往使用拉桿加固,鋼筋的一段用膨脹螺栓焊接在梁或柱的斜孔位置,另一端固定到磚縫等,可實現(xiàn)比較好的連接加固效果。梁、頂棚、隔墻之間的連接常采用鋼夾加固,可在很大程度上防止墻體倒塌。采用注漿錨桿加固可以大大提高建筑磚混結(jié)構(gòu)中墻體之間的連接質(zhì)量,通過加一根長錨桿,使長錨桿的一端與外柱或外縱墻預埋件牢固連接。另一端嵌入內(nèi)橫壁。此外,如果建筑結(jié)構(gòu)中存在延展性差、強度低的部件,可以通過更換部件來提高延展性和強度。更換部件的方法也有很多,可以根據(jù)實際情況選擇合理的更換方法。2.3基于結(jié)構(gòu)被動控制的抗震加固設計。通過在建筑結(jié)構(gòu)頂部設置阻尼器,從而減少建筑結(jié)構(gòu)的應力及頂層的最大位移。該技術(shù)在當前的抗震加固設計中應用前景廣闊?;谠撛O計,可以直接用隔震橡膠支座將新建部分與原結(jié)構(gòu)連接起來,其不僅能夠?qū)崿F(xiàn)良好的抗震性能,還可以大大降低設計難度與施工成本,此外,在新建高層建筑的頂部設置大噸位風阻尼器,可以降低地震時建筑物的震動幅度,有效吸收地震對建筑結(jié)構(gòu)頂部的沖擊力,顯著提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。
3抗震加固設計在建筑結(jié)構(gòu)中的應用分析
建筑結(jié)構(gòu)中進行有效的抗震加固設計是提高建筑抗震性的有效手段??拐鸺庸淘O計的具體設計內(nèi)容直接影響到建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。這就需要在抗震加固設計階段充分考慮建筑的整體結(jié)構(gòu),并從建筑設計的使用需求及耐久性需求等方面出發(fā),進行具有適應性的抗震加固設計,從而有效地提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震穩(wěn)定性。(1)提高結(jié)構(gòu)設計人員對抗震加固設計重要性的認識,設計人員的風險意識及對抗震加固重要性的認識也直接影響著建筑結(jié)構(gòu)加固設計方案的質(zhì)量,有必要重視從業(yè)人員的知識水平更新與技能培訓,從各個方面提高抗震加固設計的設計水平。(2)結(jié)合建筑的結(jié)構(gòu)設計及實際施工情況,進行抗震加固設計。由于我國建筑類型和風格呈現(xiàn)出多樣化的趨勢,建筑的抗震加固設計也需要充分考慮實際情況,選擇合適的抗震加固設計方案。例如新老構(gòu)件的協(xié)同情況、工藝水平與施工難度、后期維護成本等方面,在對建筑結(jié)構(gòu)進行充分調(diào)查評估的基礎上,對建筑結(jié)構(gòu)的原始設計數(shù)據(jù)和施工數(shù)據(jù),以及建筑結(jié)構(gòu)材料強度、配筋數(shù)據(jù)、防震縫設計、構(gòu)件承載力、抗震能力等指標進行具體的分析驗算,制定全面合理的設計方案,提高建筑物的抗震性能,保障建筑安全。(3)結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的基本參數(shù)和現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果制定抗震加固設計方案,并嚴格按照相關(guān)工作程序和抗震建筑標準進行施工,以確保抗震加固設計工作的有效性。在具體的施工過程中,要保證施工人員的專業(yè)素質(zhì)達標,嚴格按照設計圖紙進行施工。在滿足建筑結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性的基礎上,進行抗震加固設計時設計人員應充分考慮造價的影響,控制施工成本。
4結(jié)束語
我國建筑行業(yè)高速發(fā)展,建筑的數(shù)量及體量規(guī)模不斷擴大,人們對建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能也提出了更高的要求。我國政府也逐漸提高了建筑抗震設計標準,在這一時代背景下,高水平的抗震加固設計意義重大,進行抗震加固設計時,應當根據(jù)實際方案,按照法律法規(guī)、技術(shù)規(guī)范高標準進行,本文對如何應用抗震加固設計進行了分析,以期為相關(guān)研究提供參考,為工程中應用抗震加固設計提供借鑒,從而提高我國建筑的抗震性能,為人民生命財產(chǎn)健康安全提供保障。
參考文獻
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作者:劉陽 單位:青島騰遠設計事務所有限公司
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10抗震設計原則