高層建筑結(jié)構(gòu)抗震加固方法研究進展

孟慶成　盧敬華

摘 要：近十幾年來，全世界的經(jīng)濟水平突飛猛進，中國作為一個經(jīng)濟大國在全球整體環(huán)境下大大的加快了我國經(jīng)濟的發(fā)展速度。經(jīng)濟水平的大幅度提高使我國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)得到了很大程度的提高。我國也開始了超高層建筑的發(fā)展，在現(xiàn)階段的條件之下我國超高層建筑的發(fā)展情況十分良好。由于超高層建筑所耗費的人力、物力、財力極其巨大，一旦出現(xiàn)問題所造成的損失將是不可估算的，所以高層建筑應(yīng)當做好建筑抗震的相關(guān)設(shè)計，而且還應(yīng)該更加嚴格進行監(jiān)督檢查，這樣才能保證高層建筑的安全。結(jié)合近幾年的工程施工經(jīng)驗，對現(xiàn)在全球的超高層建筑的抗震反應(yīng)譜進行詳細分析，得出了我國的高層建筑在抗震設(shè)計方面所存在的若干問題。

關(guān)鍵詞：高層;建筑結(jié)構(gòu);抗震設(shè)計;不足;對策

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點

一是結(jié)構(gòu)受力狀況。超高層建筑結(jié)構(gòu)整體的柔性和承載力受建筑受力均衡性的影響，建筑受力均衡性對在強震環(huán)境下超高層建筑的穩(wěn)定性有重要的影響，因此我們在對超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中要切實關(guān)注受力狀況，加強對結(jié)構(gòu)構(gòu)件和連接點之間的受力狀況的監(jiān)測，確保強震環(huán)境下臨時能量對超高層建筑的沖擊，確保受力平衡，保障主體結(jié)構(gòu)的完整性。二是軸向變形問題。超高層建筑的豎向載荷大，能夠使得柱中引起較大的軸向變形，進而影響連續(xù)梁彎矩，這一方面會造成連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小，另一方面還會造成跨中正彎矩和端支座負彎矩值的增大，同時也對預(yù)制構(gòu)件的下料長度產(chǎn)生影響。因此，我們要加強軸向變形的計算，從而及時調(diào)整下料長度，調(diào)整結(jié)構(gòu)剪力和側(cè)移的影響。三是結(jié)構(gòu)延展性。結(jié)構(gòu)延展性是超高層建筑的一個重要設(shè)計指標，與低層樓房相比高層樓房結(jié)構(gòu)更加柔軟，這導(dǎo)致其在地震作用下的變形也更大，為了避免地震情況下的倒塌，使超高層建筑結(jié)構(gòu)在塑性變形后仍然具有一定的變形能力，需要我們在構(gòu)造上采取一定的措施來提高建筑的延性。

2 設(shè)計原則

2.1 整體性原則。在進行高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計工作時，為了給予其科學(xué)指導(dǎo)，則需要設(shè)計人員遵循整體性原則。在這種設(shè)計原則的支持下，高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計人員可通過對剪力墻、框架柱、豎向構(gòu)件功能特性的考慮與合理設(shè)置，完成好相應(yīng)的設(shè)計工作，滿足高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用中的抗震性能可靠性要求。同時，通過對整體性原則要求下高層建筑結(jié)構(gòu)方面的抗震設(shè)計，可使其豎向構(gòu)件與高層建筑的整個結(jié)構(gòu)相適應(yīng)，健全相應(yīng)的抗震設(shè)計方案。

2.2 剛度原則。為了避免地震作用力對高層建筑結(jié)構(gòu)造成較大的威脅，加大其結(jié)構(gòu)問題發(fā)生率，則需要設(shè)計人員在剛度原則的指導(dǎo)下，積極開展相應(yīng)的抗震設(shè)計工作。在此期間，應(yīng)做到：充分考慮高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用中可能出現(xiàn)的變形問題，加強其變形控制，針對性地開展結(jié)構(gòu)剛度設(shè)計工作，有效應(yīng)對地震作用力的影響，促使高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計更加科學(xué)。同時，高層建筑的填充墻應(yīng)采用輕質(zhì)材料，減輕結(jié)構(gòu)總重量，以此減少高層建筑在受風(fēng)荷載及地震作用時的內(nèi)力及變形影響，提高高層建筑結(jié)構(gòu)剛度的同時細化其抗震設(shè)計內(nèi)容。

2.3 規(guī)則與均勻原則。高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計工作進行中，通過對規(guī)則與均勻原則的考慮，可使這類建筑結(jié)構(gòu)的豎向布局更加合理，有效應(yīng)對結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度變化，避免側(cè)向剛度突變對高層建筑抗震性能造成不利影響。同時，為了避免為避免高層建筑在地震作用下產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)，則其平面布置使應(yīng)滿足這些要求：采用地震作用影響較小的平面形狀，且平面布置應(yīng)規(guī)則、對稱，避免質(zhì)量和剛度分布不均勻;地震力不同作用方向上的結(jié)構(gòu)抗側(cè)力剛度不宜差距過大，平面長度不宜過長。

3 建筑框架剪力墻特點分析

抗震加固措施指的是為使現(xiàn)有建筑工程達到規(guī)定的抗震設(shè)防要求所采取的增加強度、提高延性、加強整體性和改善傳力途徑等措施。

3.1 框架剪力墻建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點

框架剪力墻建筑是需要一定數(shù)量的剪力墻來完成，具有不容易被拆遷和安放，靈活性較差的缺點，該建筑結(jié)構(gòu)將以前的剪力墻與框架結(jié)構(gòu)相結(jié)合，具備其各自優(yōu)點，并且通過實踐證明可有效的運用到建筑行業(yè)中。

3.2 框架剪力墻建筑受力特點

從主觀上看，框架剪力墻是與地面互相垂直存在的結(jié)構(gòu)，并且結(jié)構(gòu)中心都為空心狀態(tài)，當受力較大時，承受不住導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象。

3.3 抗震性能

我國地面景觀建筑規(guī)定中對剪力墻建筑抗震等級都有所規(guī)定，所以要對框架剪力墻建筑剛度比例進行規(guī)范合理的設(shè)計，這為變電站地面建筑結(jié)構(gòu)建設(shè)中最重要的部分。

3.4 地面建筑剛度特征

在一般的情況下，當變電站地面建筑物底部長度占總長度的四分之一時，框架剪力墻建筑與普通墻面具有一樣的抗壓力時，會影響建筑的整體剛度，為此必須標注該建筑的抗震等級，當?shù)孛娼ㄖ锏撞块L度占總長度的四分之三時，此建筑物結(jié)構(gòu)剛性較小，這時應(yīng)該采取一定的措施進行減震測試。

4 建筑結(jié)構(gòu)抗震加固措施

4.1 注漿加固法

該技術(shù)出現(xiàn)較早，其是注漿技術(shù)的應(yīng)用，在早期的工程建筑中，該技術(shù)被普遍的使用。隨著建筑行業(yè)質(zhì)量要求的不斷提高，現(xiàn)代建筑技術(shù)不斷的創(chuàng)新，注漿技術(shù)也不斷的創(chuàng)新與完善，該技術(shù)主要應(yīng)用于混凝土建筑中，在存在縫隙或水分的巖石或土顆間，利用注漿管將漿液輸送至地基中，通過漿液的作用將地基縫隙填滿或者將其中的水分逼出，在漿液凝結(jié)后，其與建筑充分結(jié)合，完成對建筑結(jié)構(gòu)的加固。

4.2 直接加固技術(shù)

纖維加固技術(shù)在運用時通常要與粘貼的形式相結(jié)合，對材料在受拉位置進行固定，很大程度的提升與房屋建筑混凝土結(jié)構(gòu)有關(guān)的承載力和抗拉力，從而實現(xiàn)對混凝土結(jié)構(gòu)的加固。在運用這種技術(shù)對混凝土結(jié)構(gòu)進行加固的過程中，能夠體現(xiàn)非常突出的抗?jié)裥院湍透g性，在不影響混凝土結(jié)構(gòu)的同時，也能節(jié)約很多成本。在實際施工過程中，需要設(shè)置專門的防火處理系統(tǒng)，對粘貼的鋼板進行持續(xù)敲擊，通過超聲波的探測，從而能實時監(jiān)控粘貼的實際效果。在對截面進行加固的過程中，主要是通過與混凝土結(jié)構(gòu)受彎曲的面積相結(jié)合，增加截面的高度，通過不斷加強正截面的抗彎能力，與此同時，在實際加固過程中對原結(jié)構(gòu)抗彎能力進行加強，通過不斷改善混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)性能，從而能夠增強混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力。在對截面進行加固的過程中，不但可以體現(xiàn)出工藝的簡潔性，同時也能體現(xiàn)出較明顯的實用性。

5 結(jié)束語

近三十年來，我國城鎮(zhèn)化進行不斷加快，高層建筑項目不斷增加，這很好地解決了廣大群眾的居住和辦公問題。由于高層建筑可容納人口多、設(shè)備集中、成本造價高，如果高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計不合理，一旦出現(xiàn)強震，就會造成嚴重的經(jīng)損失，危害人民群眾的生命財產(chǎn)安全，由此可見，研究高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計和加固措施具有是否重要的意義。

參考文獻

[1]汪盛.磚混結(jié)構(gòu)房屋抗震加固設(shè)計方法研究[J].智能城市，2018，4（20）：43-44.

[2]胡敏.淺談房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震性能鑒定及加固改造措施[J].中國標準化，2018（20）：38-39.

[3]王卉.淺談多層建筑結(jié)構(gòu)的抗震加固技術(shù)[J].智能城市，2018，4（19）：40-41.

[4]王靜，張波.芻議土建結(jié)構(gòu)中的抗震加固技術(shù)[J].綠色環(huán)保建材，2018（09）：174+176.