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谈述抗震建筑结构抗震鉴定与加固大专

收藏本文 2024-04-17 点赞:4222 浏览:10437 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:本文作者评述了国内外建筑抗震鉴定与加固的管理规定,剖析了我国现行规范和规程中有关设防目标、评估方法、加固技术措施等关键问题,针对结构设防目标、剩余寿命、加固方法等重要概念提出了意见,以期保证建筑结构安全,减少人民财产损失。
关键词:抗

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震鉴定;加固;设防目标;整体性能

建筑物的抗震鉴定及加固是灾后重建的一项重要内容,“5·12”汶川特大地震造成四川全省农村347.6 万户农房受损、1200 万人无家可归,需重建的永久性住房达 126.3 万户,需维修加固的农房221.3 万户;城镇住房有 31.4 万套需重建,141.8 万套需维修加固,鉴定加固方法的合理性、经济性受到广泛关注,本文通过对目前国内鉴定加固现状的考察,对其中存在的若干不合理问题进行了评述,希望引起关注。

1 抗震鉴定及加固实施中存在的问题

后我国第一次面临如此大规模的鉴定、加固工作,虽然建立了较为完善的规范体系,但实施过程中仍存在一定问题,包括:
1.1 鉴定加固研究的基础工作多针对未出现损伤的结构,对遭受地震破坏的结构当前规范在若干方面的规定还不够完善,例如如何考虑震损后构件的强度折减,如何体现后加部分在模型中的刚度贡献等。

1.2 检测手段相对落后,鉴定过程中人为因素影响大,不同鉴定单位或人员标准不统一。

1.3 部分设计、施工单位缺乏加固经验,方案选择及施工工艺不合理。

1.4 缺少施工操作规范、规程及质量验收标准,施工操作水平低,随意性大。

1.5对加固后结构承载力、抗震性能等方面的评价缺乏详细标准。

1.6 现有建筑如何定义。

1.7 不同时期建造的建筑的合理后续使用年限及其不同的抗震鉴定方法。

1.8 现有建筑抗震鉴定的设防目标不明确。

2 相关问题规定

2.1 设计使用年限及设防目标

震后建筑加固的设计使用年限及设计目标有三种取法:
2.1.1 从加固设计开始算 50 年,结构的设防目标按最新规范的要求做到小震不坏、中震可修和大震不倒,必须按此目标进行全面加固,楼面活荷载取值、抗震措施等比起旧规范都有所增加,构件可靠指标也有了提高,因此加固工程量和投资会较大;
2.1.2 从建成算起 50 年,结构的设防目标按建成当时规范的各项要求进行复核并进行相应的加固,有明确的小震不坏、中震可修和大震不倒的设防目标;
2.1.3 较重要的竖向构件设计年限从现在算起 50 年,次要部分从原设计算起 50 年,只按原抗震规范的要求进行复核,看是否满足规范要求。没有很明确的小震不坏、中震可修和大震不倒的设防目标。
但目前在加固的设计中设计使用年限是取建成后 50 年,设防目标大多还是与新建建筑的设防目标一致,即“小震不坏、中震可修、大震不倒”,设防烈度以国家最新批准的抗震设防烈度来确定;设防分类,以最新的国家标准 GB 50223 建筑工程抗震设防分类标准的规定来执行。

2.2 剩余寿命

《建筑抗震鉴定标准》中现有建筑应根据实际需要和可能,按下列规定选择其合理的后续使用年限,其应符合下列规定:
2.2.1 在20 世纪 80 年代及以前建造的现有建筑,应至少采用后续合理使用年限 30 年;条件许可时,应采用40 年或50 年。
2.2.2 在90 年代建造的现有建筑,应至少采用后续合理使用年限 40 年,条件许可时应采用 50 年;当本地区设防烈度高于原设计的设防烈度时,也应允许采用 30 年。
2.2.3 在 2001 年及以后建造的现有建筑,应采用50 年;当本地区设防烈度高于原设计的设防烈度时,也应允许采用 40 年。从总体上来看,建筑的设计年限还是在 50 年左右,根据实际情况有所变化。

2.3 基于整体性能的鉴定加固方法

对于混凝土及砌体结构,目前可行的加固方法有三大类:
2.3.1 会同时较大幅度地增大构件的强度和刚度,甚至增大的刚度幅度远大于强度,如增大截面加固法;
2.3.2 构件刚度增加不大,而强度增强明显,如: 外粘型钢、钢板加固法(砌体结构的构造柱),置换加固法,增设支点加固法,粘贴纤维复合材加固法,外加预应力加固法等;
2.3.3 刚度与强度都未明显增强,如隔震、消能减震。一般而言,结构中某构件经局部加固后,虽然能提高被加固构件的强度和刚度,但这不意味着该承重结构在地震再次作用下,此构件就是安全的,结构整体承载能力是安全的。因为,对于被加固构件,刚度增强,在地震中所分配的力就越大;就整个结构而言,其安全性取决于加固后各构件的协同工作,避免形成此强彼弱; 更取决于原结构方案及其布置的合理性,构件之间连接的可靠性,其原有构造措施的有效性等等。现行规范指出,加固设计的范围,可按整幢建筑物或其中某独立区段确定,也可按制定的结构、构件或连接确定,但均应考虑该结构的整体性,要使加固后的结构具有足够的延性和冗余度,同时应考虑结构刚度增大后导致的地震作用效应增大的影响,要注意不能出现因局部加强或刚度突变而形成的新薄弱部位。根据实际建筑物,按照概念设计原理进行结构或构件的延性加固,在保证构件承载力的最低要求基础上,尽量增加结构或构件的延性。
因此,建议结构布置和连接构造应满足下列要求: 1) 优选增强结构整体抗震性能和整体牢固性的方案; 2) 加固后结构质量刚度分布均匀对称; 承载力分布均匀; 刚度无突变; 3) 增强损伤集中的薄弱部位或楼层的承载能力;4) 新旧构件可靠连接;5) 非结构构件加固。
提高结构布置合理性应满足下列要求: 1) 结构规则性; 2) 传力途径; 3) 加固损伤部位; 4) 防止薄弱层转移等,从而满足结构在加固后的整体性。

2.4 计算方法

原砌体结构在出现裂缝后或受到破坏后刚度折减如何定量地评定。《四川省建筑抗震鉴定与加固技术规程》(试行) 中规定:加固后进行承载力验算时,原结构部分的承载力应折减,震损程度属于中等或严重的,该折减系数可取 0.7 ~ 0.9;震损程度属于轻微和基本完好的,不需修复的,不折减。仅给一个范围,人为的因素影响较大。
砌体结构计算方法不明确,目前仅规定了混凝土加固的计算方法,对于砌体加固后的承载力,刚度的增强还有待研究。新加部分与原结构受力如何考虑共同工作。《混凝土结构加固设计规范》中规定原结构折减系数取 0.85。不管原结构的破坏程度如何就定折减系数为 0.85,与实际相差较远。
3 结语
当前加固技术的展望向更为先进的方向发展,更注重整体抗震概念,发展新材料,开发新工艺,引进新理念。抗震鉴定加固应注重对整体结构抗震性能的加强,避免出现加固了某些构件,却使其他构件成为薄弱环节的情况。抗震鉴定加固应从抗震概念的角度出发,对已有建筑物结构方案、构造措施进行分析,避免单纯注重抗震验算、构造加强。应大力发展隔震,消能减震研究与应用。
参考文献:
[1]GB 50223-2008,建筑工程抗震设防分类标准[S].
[2]GB 50367-2006,混凝土结构加固设计规范[S].
[3]DB 51/5059-2008,四川省建筑抗震鉴定与加固技术规程[S].
[4]GB 50023-2009,建筑抗震鉴定标准[S]

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