工程鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震加固的方法選擇

田 彪

（山東省鄒平縣科技局地震辦公室，山東 鄒平 256200）

工程鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震加固的方法選擇

田 彪

（山東省鄒平縣科技局地震辦公室，山東 鄒平 256200）

由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)面臨各種復(fù)雜因素的制約，存在各種抗震鑒定的方法，某些鑒定方法并不能一步到位地反映具體的構(gòu)件抗震能力情況。為此，文本將在對鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震加固內(nèi)容分析的基礎(chǔ)上，對幾種抗震加固方法進(jìn)行對比研究，最后提出具體的抗震鑒定思路等抗震加固建議。

工程加固；鋼筋混凝土；框架抗震

1 工程鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震加固的內(nèi)容

關(guān)于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震加固內(nèi)容，包括墻體增設(shè)、加固框架、修補(bǔ)灌漿、增加構(gòu)件連接、裝置耗能減震等，大致內(nèi)容如下：

1.1 墻體和翼墻等的增設(shè)

鋼筋混凝土的框架結(jié)構(gòu)在考慮對稱的前提下，沿豎向荷載均勻和連續(xù)性增設(shè)剪力墻和翼墻，并做好各層剛度差別、剪力墻結(jié)構(gòu)自重、基礎(chǔ)承載重力等的控制工作，以免梁跨度驟然變小而剪切破壞。這種方法能夠提高框架結(jié)構(gòu)的防震動(dòng)剪切破壞的能力。

1.2 加固框架

有兩種類型，一種是鋼構(gòu)套加固框架，也就是我們常說的濕式外包鋼加固方法，是在原有型鋼和原構(gòu)件的基礎(chǔ)上，利用乳膠水泥填塞兩者之間的孔隙，或者用環(huán)氧樹脂提高兩者的粘結(jié)能力，以提高框架結(jié)構(gòu)各構(gòu)件之間的共同受力水平，對于構(gòu)件抗彎能力、抗剪能力、承載能力的提高，大有裨益。另一種鋼筋混凝土外套加固框架，是用與原有框架材料一樣的鋼筋混凝土，加大原來構(gòu)件的截面面積，以提高框架結(jié)構(gòu)的剛度、抗變形能力、承載力等，也被我們稱之為加大截面加固法。

1.3 修補(bǔ)灌漿法

這種方法主要針對出現(xiàn)裂縫、局部損傷的構(gòu)件，對其修補(bǔ)的目的是恢復(fù)構(gòu)件的承載能力和抗變形能力。該法主要原理是將水泥砂漿、細(xì)石混凝土等，用壓縮空氣機(jī)噴射到結(jié)構(gòu)面的鋼筋網(wǎng)、金屬夾板、金屬套箍等上面，提高混凝土的抗?jié)B能力和抗裂能力，并消除附加的荷載效應(yīng)，同時(shí)在混凝土摻加的除銹劑，能夠有效防止混凝土內(nèi)部鋼筋的腐蝕。

1.4 其他方法

包括鋼板箍加固柱、支托加固、拉筋加固、粘結(jié)鋼板加固等方法，目的是增加構(gòu)件間的連接，提高抗剪能力和承載力，并減少構(gòu)件的變形和裂縫出現(xiàn)，但具體哪一種方法，必須根據(jù)具體的抗震加固要求確定，譬如利用耗能減震裝置的抗震加固方法，消除風(fēng)荷載和輕微地震的耗能作用，提高結(jié)構(gòu)的彈性水平，并由足夠的側(cè)向剛度，但這種方法不能應(yīng)對強(qiáng)烈地震驟然增大的結(jié)構(gòu)受力和變形，在強(qiáng)烈地震下仍然有可能遭受破壞。

2 工程鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震加固的方法

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震加固，需要在理順抗震鑒定思路的基礎(chǔ)上，對影響局部和體系的系數(shù)進(jìn)行確定，然后對不同的抗震加固方面進(jìn)行詳細(xì)的選擇分析：

2.1 抗震加固鑒定思路

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震加固的鑒定，具體思路如下：

2.1.1 鑒定的目的

框架結(jié)構(gòu)在地震的影響下沒有出現(xiàn)損壞，并且沒有修理的必要性時(shí)，可以繼續(xù)使用，而一旦在本地區(qū)的地震影響超出了框架結(jié)構(gòu)所能承受的最大抗震能力，就有可能出現(xiàn)損壞情況，甚至出現(xiàn)倒塌等嚴(yán)重事故現(xiàn)象。在這種情況下，就必須對框架結(jié)構(gòu)的抗震加固進(jìn)行科學(xué)鑒定，然后根據(jù)鑒定的結(jié)果確定是否進(jìn)行抗震加固。

2.1.2 鑒定的原則

抗震設(shè)防的目的是提高框架結(jié)構(gòu)的抗震能力，不僅需要確?？拐鹪O(shè)防之后的主體結(jié)構(gòu)經(jīng)得起各種級(jí)別地震災(zāi)害的“推敲”，譬如入口女兒墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，要做好防倒塌措施。

2.1.3 鑒定的標(biāo)準(zhǔn)

框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防鑒定的最基本標(biāo)準(zhǔn)是在符合抗震設(shè)防規(guī)

50 中國建筑金屬結(jié)構(gòu)定和滿足抗震驗(yàn)算的基礎(chǔ)上，對框架結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)部位等進(jìn)行抗震設(shè)防設(shè)計(jì)。其中鑒定的基本標(biāo)準(zhǔn)是協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范要求，在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，滿足各種等級(jí)的鑒定要求，以便進(jìn)一步定量分析結(jié)構(gòu)的抗震水平。

2.2 確定局部和體系的系數(shù)

為了將整體結(jié)構(gòu)的抗震能力體現(xiàn)出來，樓層的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和變形能力，一般是構(gòu)造影響系數(shù)和屈服強(qiáng)度系數(shù)的乘積，結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求具有一定的彈性水平，結(jié)合結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度高低要求，利用體系和局部影響系數(shù)，調(diào)整樓層的屈服系數(shù)，并確定樓層的綜合抗震能力指數(shù)。關(guān)于局部和體系系數(shù)的確定標(biāo)準(zhǔn)，大致表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：

2.2.1 框架結(jié)構(gòu)的抗側(cè)能力來自兩個(gè)方向，但總體要求是體系規(guī)則、對稱和簡單，這樣也比較容易的對地震的反應(yīng)進(jìn)行估算，以及確定抗震措施和處理細(xì)部。在地震結(jié)構(gòu)體系中經(jīng)常存在薄弱的環(huán)節(jié)。譬如某高層混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防，其抗震水平是九度設(shè)防，在體系影響系數(shù)出現(xiàn)變動(dòng)之后，各個(gè)樓層的抗震能力指數(shù)就會(huì)從1.0以下變?yōu)?.0以上，說明構(gòu)造影響系數(shù)取值的敏感度。

2.2.2 結(jié)構(gòu)剛度的突變情況，所產(chǎn)生的豎向不規(guī)則應(yīng)力，是影響抗震作用的普遍現(xiàn)象，這一點(diǎn)經(jīng)常出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的薄弱位置，要求在確定局部和體系系數(shù)的基礎(chǔ)上，減少下層間位移的超限，以彌補(bǔ)鑒定的缺陷，類似這種定性的規(guī)定有很多，其中要求抗震加固鑒定的時(shí)候，利用一個(gè)較粗的定性系數(shù)乘以精確的定量指標(biāo)，然后確定增大的適用范圍，盡管所計(jì)算的抗震能力指數(shù)具有一定的主觀性，但對于結(jié)構(gòu)鑒定結(jié)果的影響并不大。除此之外，筆者還認(rèn)為除了需要利用構(gòu)造影響系數(shù)、樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)來表現(xiàn)結(jié)構(gòu)抗震能力和變形能力，還需要結(jié)合結(jié)構(gòu)體系、梁柱箍筋、軸壓比等的鑒定。

2.2.3 框架結(jié)構(gòu)體系的復(fù)雜性，要求結(jié)構(gòu)體系具備良好的變形耗能能力，普通的梯度值層次規(guī)范缺乏可操作性，再加上結(jié)構(gòu)體系、梁柱箍筋、軸壓比的規(guī)定性要求比較多，如果沒有多層次的規(guī)范性系數(shù)，是沒有辦法確定局部和體系系數(shù)的合理取值的。另外系數(shù)的精確指標(biāo)，需要以邏輯性的計(jì)算方法，或者以參數(shù)表的模式細(xì)化系數(shù)值的變化梯度，這樣框架結(jié)構(gòu)的抗震加固也就有據(jù)可依。

3 結(jié)束語

綜上所述，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)作為建筑物的主要組成部分，其抗震性能直接關(guān)系到整個(gè)建筑物的穩(wěn)定性。為了提高建筑物結(jié)構(gòu)的抗震能力，我們需要對鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震加固。筆者根據(jù)工程的施工實(shí)踐，認(rèn)為框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防鑒定的最基本標(biāo)準(zhǔn)是在符合抗震設(shè)防規(guī)定和滿足抗震驗(yàn)算基礎(chǔ)，結(jié)合結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度高低要求，利用體系和局部影響系數(shù)，調(diào)整樓層的屈服系數(shù)，并確定樓層的綜合抗震能力指數(shù)。

[1]邵蓮芬，丁紅.多層混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震加固技術(shù)實(shí)用性研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2009，（3）：46-49.

[2]歐陽煜，張文杰.防屈曲耗能支撐加固鋼筋混凝土框架抗震效果分析[J].工業(yè)建筑，2009，（11）：118-121.

[3]竇樂朝.淺談鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)的抗震加固方法及發(fā)展[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2011，（1）；104-106.

（編輯：唐榮波）

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1671-3362（2013）04-0050-01