底框砌體結(jié)構(gòu)的震害分析及加固方法

韓+雙++孫永濤

摘 要：底框砌體結(jié)構(gòu)的破壞原因主要是豎向剛度分布不均和抗震墻分布不合理兩方面造成的，本文根據(jù)底框砌體結(jié)構(gòu)的不同部分提出了詳細(xì)的加固方法，最后提出了幾種常用的加固設(shè)計方法。

關(guān)鍵詞：底框砌體結(jié)構(gòu)；剛度；加固

一、引言

底框砌體結(jié)構(gòu)因其在使用上的方便性和靈活性而被廣泛采用。雖然底框砌體結(jié)構(gòu)對于抗震十分不利，但是如果嚴(yán)格按照規(guī)范設(shè)計，并采用合理的措施，還是能保證其在地震中的安全。本文將研究底框砌體結(jié)構(gòu)在地震中的破壞模式、原因，以及震害評估、加固方法，以幫助人們將底框砌體結(jié)構(gòu)在地震中的破壞降到最低。

二、底框砌體結(jié)構(gòu)在地震作用下的破壞模式及防范措施

1、底框砌體結(jié)構(gòu)破壞模式及原因

當(dāng)?shù)卓蚱鲶w結(jié)構(gòu)底層框架部分剛度較大時，上部砌體結(jié)構(gòu)容易在地震中破壞，其破壞形式和多層砌體結(jié)構(gòu)類似。當(dāng)?shù)卓蚱鲶w結(jié)構(gòu)底層框架部分剛度較小時，底部框架結(jié)構(gòu)容易在地震中破壞。這是由于上部砌體結(jié)構(gòu)質(zhì)量大，在地震中產(chǎn)生很大的水平地震力，這使得底部框架不但承受上部的豎向荷載，而且還要承受很大的剪力，受力比較復(fù)雜。

2、減小底框砌體結(jié)構(gòu)破壞的措施

從整體上看，減小底框砌體結(jié)構(gòu)破壞的措施主要是限制建筑的層數(shù)、高度、高寬比，同時限制建筑的層間剛度比，防止結(jié)構(gòu)的剛度分布過分不均勻。底層框架-抗震墻房屋的縱橫兩個方向，第二層與底層側(cè)向剛度的比值，6、7度時不應(yīng)大于2.5，8度時不應(yīng)大于2.0，且均不應(yīng)小于1.0；底部兩層框架-抗震墻房屋的縱橫兩個方向，底層與底部第二層側(cè)向剛度應(yīng)接近，第三層與底部第二層側(cè)向剛度的比值，6、7 度時不應(yīng)大于2.0，8度時不應(yīng)大于1.5，且均不應(yīng)小于1.0。

三、底框砌體結(jié)構(gòu)震害加固方法

1、底框砌體結(jié)構(gòu)各部分的加固方法

(1)底部框架結(jié)構(gòu)加固

當(dāng)橫墻間距符合鑒定要求但抗震承載力不能滿足要求時，可以對原有墻體采用鋼筋網(wǎng)砂漿面層或板墻加固；也可增設(shè)磚或鋼筋混凝土抗震墻加固。當(dāng)橫墻間距超過規(guī)定值時，宜在橫墻間距內(nèi)增設(shè)磚或鋼筋混凝土抗震墻加固；或?qū)υ袎w采用板墻加固且同時增強(qiáng)樓蓋的整體性和加固鋼筋混凝土框架、磚柱混合框架；也可在磚房外增設(shè)抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。

(2)中部轉(zhuǎn)換層加固

底框砌體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層由最后一層框架的托梁、樓蓋和上一層的墻體構(gòu)成。在地震中轉(zhuǎn)換層的破壞原因各不相同，有些是由于樓板剛度不夠，使得地震中樓蓋不能有效地將底層框架柱連成整體，共同受力。還有的轉(zhuǎn)換層的托梁由于在地震中受到豎向偏心荷載、水平力、扭矩等，受力十分復(fù)雜，在地震中發(fā)生彎剪扭等破壞。

(3)上部砌體結(jié)構(gòu)加固

2、當(dāng)房屋抗震承載力不能滿足要求時，有下列加固措施：

①對于強(qiáng)度過低的原墻體可拆除重砌，重砌和增設(shè)抗震墻的材料可采用磚或砌塊，也可采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土。②對已開裂的墻體，可采用壓力灌漿修補(bǔ)，對砌筑砂漿飽滿度差或砌筑砂漿強(qiáng)度等級偏低的墻體，可用滿墻灌漿加固。③在墻體的一側(cè)或兩側(cè)采用水泥砂漿面層、鋼筋網(wǎng)砂漿面層或現(xiàn)澆鋼筋混凝土板墻加固，等等

(1)添加抗震墻

添加抗震墻不但可以降低梁、柱承擔(dān)的地震作用，還能有效調(diào)整結(jié)構(gòu)振型。添加抗震墻也不是越多越好，因?yàn)樘砑涌拐饓龃髽菍觿偠?，使薄弱層移動?/p>

(2)鋼筋網(wǎng)砂漿面層或板墻

鋼筋網(wǎng)砂漿面層或板墻加固是在墻體的一側(cè)或兩側(cè)采用水泥砂漿面層、鋼筋網(wǎng)砂漿面層、鋼絞線網(wǎng)-聚合物砂漿面層或現(xiàn)澆鋼筋混凝土板墻加固。

(3)注漿加固法

注漿加固法指針對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于各種原因產(chǎn)生的裂縫，采用環(huán)氧樹脂類粘合劑及密封劑灌漿加固修補(bǔ)的方法。

(4)增大截面

加大截面法是以同種材料增大構(gòu)件截面面積，達(dá)到提高結(jié)構(gòu)承載能力的加固方法，廣泛適用于混凝土粱、柱、板和墻體等結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)和補(bǔ)強(qiáng)，受力可靠，是工程中常用的一種加固方法。

(5)、置換混凝土

置換混凝土進(jìn)行加固是將構(gòu)件承載力不夠的材料去掉，替換為強(qiáng)度符合要求的材料。

(6)外粘型鋼

外包鋼加固法，是指在原結(jié)構(gòu)截面外全部或部分包裹鋼結(jié)構(gòu)或補(bǔ)加受拉鋼筋，以提高結(jié)構(gòu)承載能力的加固方法。

(7)粘貼纖維復(fù)合材料

粘貼纖維復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是指采用高性能粘結(jié)劑將碳纖維布粘貼在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面，使兩者同工作，提高構(gòu)件抗彎、抗剪承載能力，由此達(dá)到對建筑物進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。

(8)粘貼鋼板

粘貼鋼板加固法是指用膠粘劑將鋼板粘貼在構(gòu)件外部的一種加固方法，該法在房屋建筑的加固、補(bǔ)強(qiáng)、修復(fù)中的應(yīng)用廣泛。

四、結(jié)論

(1)底框砌體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的震壞主要是剛度豎向和水平方向上分布不均造成的，從總體上限制建筑的層數(shù)、高度、高寬比，同時限制建筑的層間剛度比，防止結(jié)構(gòu)的剛度分布過分不均勻。

(2)剛度、延性、強(qiáng)度是地震區(qū)建筑的三個最重要的結(jié)構(gòu)特性，由于底框砌體結(jié)構(gòu)在豎向上剛度嚴(yán)重分布不均勻，所以在地震中結(jié)構(gòu)剛度突變處的內(nèi)力(主要是彎矩和剪力)會發(fā)生突變，為此很容易在地震中破壞。所以我們在對底框砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固時應(yīng)該首先考慮結(jié)構(gòu)的剛度，再考慮結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和延性。