建 筑 抗 震 加 固
建筑结构抗震加固
建筑结构抗震加固建筑抗震加固改造是重要的工程项目,由于很多建筑的建设年限逐渐逼近设计边缘,建筑抗震加固改造工程在施工中容不得一丝马虎,应合理设计改造方案,准确部署改造施工工作。
未来要如何一如既往地“大震不倒”一、新时期要及时刷新工法《建筑业10项新技术(2017版)》公布后,抗震、加固与监测技术作为新技术之一,从多个方面列举分享技术内容。
抗震方面消能减震技术主要应用于多高层建筑,高耸塔架,大跨度桥梁,柔性管道、管线(生命线工程),既有建筑的抗震(或抗风)性能的改善,文物建筑及有纪念意义的建(构)筑物的保护等。
建筑隔震技术一般应用于重要的建筑,一般指甲、乙类等特别重要的建筑;也可应用于有特殊性使用要求的建筑,传统抗震技术难以达到抗震要求的或有更高抗震要求的某些建筑,也可用于抗震性能不满足要求的既有建筑的加固改造,文物建筑及有纪念意义的建(构)筑物的保护等。
加固方面结构构件加固技术常用的有钢绞线网片聚合物砂浆加固技术和外包钢加固技术。
钢绞线网片聚合物砂浆加固技术是在被加固构件进行界面处理后,将钢绞线网片敷设于被加固构件的受拉部位,再在其上涂抹聚合物砂浆。
外包钢加固法是在钢筋混凝土梁、柱四周包型钢的一种加固方法,可分为干式和湿式两种,两者的承载力提高效果与施工便捷度有所区别。
钢绞线网片聚合物砂浆加固技术适用于砌体结构砖墙、钢筋混凝土结构梁、板、柱和节点的加固。
外包钢加固技术适用于需要提高截面承载能力和抗震能力的钢筋混凝土梁、柱结构的加固。
《建设工程抗震管理条例(征求意见稿)》也对抗震加固工程提出了相应要求,例如以下条款。
第十五条【施工要求】工程总承包单位、施工单位及监理单位应当加强对抗震措施、关键节点施工质量的管理,确保施工质量符合抗震设防标准。
第十九条【减震隔震工程设计】采用减震隔震技术的建设工程,设计单位应当在设计文件中对减震隔震装置技术性能、检验检测、减震隔震构造措施、施工安装和使用维护提出明确要求。
抗震加固规定
抗震加固规定《建筑抗震加固技术规程》JGJ 116-983. 0. 1现有建筑抗震加固前,应进行抗震鉴定。
抗震加固设计应符合下列要求:3. 0. 1. 1加固方案应根据抗震鉴定结果综合确定,可包括整体房屋加固、区段加固或构件加固;3. 0. 1. 2加固方法应便于施工,并应减少对生产、生活的影响。
3. 0. 2抗震加固的结构布置和连接构造应符合下列要求:3. 0. 2. 1加固的总体布局,应优先采用增强结构整体抗震性能的方案,应有利丁•消除不利抗震的因素,改善构件的受力状况。
3. 0. 2. 2加固或新增构件的布置,应避免局部加强导致结构刚度或强度突变。
3. 0. 2. 4增设的构件与原有构件之间应有可靠连接,增设的抗震墙、柱等竖向构件应有可靠的基础。
3. 0. 2. 5女儿墙、门脸、出屋顶烟囱等易倒塌伤人的非结构构件,不符合鉴定要求保留时应加固。
3. 0. 3抗震加固时的结构抗震验算,应符合下列要求:3. 0. 3. 1当抗震设防烈度为6度时,可不进行抗震验算。
3. 0. 3. 2采用楼层综合抗震能力指数进行验算,加固后楼层综合抗震能力指数不应小于1. 0。
3. 0. 3. 4加固后结构的分析和构件承载力计算,尚应符合下列要求:(1)结构的计算简图,应根据加固后的荷载、地震作用和实际受力状况确定:当加固后结构刚度和重力荷载代表值的变化分别不超过原來的10%和5%时,可不计入地震作用变化的影响:(2)结构构件的计算截面面积,应采用实际有效的截面面积;(3)结构构件承载力验算时,应计入实际荷載偏心、结构构件变形等造成的附加内力,并应计入加固后的实际受力程度、新增部分的应变滞后和新旧部分协同工作的程度对承载力的影响。
3. 0. 4抗震加固所用的材料应符合下列要求:3. 0.4. 1粘土砖的强度等级不应低T- MU 7.5;混凝土小型空心砌块的强度等级不应低于MU5:砌体的砂浆强度等级不应低JTI2. 5。
建筑结构抗震设计能力措施方法论文(共6篇)
建筑结构抗震设计能力措施方法论文(共6篇)第1篇:房屋建筑结构设计体系选型和抗震设计分析前言我国目前房屋建筑的抗震设计工作还有很长的路要走,相关建筑企业应把房屋1具体使用需求,对不同建筑结构进行有效的功能区分,实现建筑结构资源与建筑功能的完美结合。
现阶段,我国建筑的功能越来越多样化、综合化和复杂化,用户对于建筑物的使用需求也越来越多,因此,要科学划分建筑物的使用功能,合理对建筑内部的空间进行规划,综合考虑建筑结构、建筑设计等相关规范要求,对建筑结构进行科学选型,做到既满足建筑物功能要求,又提高建筑物使用效率,又有效节约建筑建造和运营的有关成本和费用。
1.1.3充分考虑结构材料的特性和功能建筑结构的选型过程中需要考虑的最为重要的就是选择建筑结构材料,要对相关材料的基本特性、材料的功能以及特点进行充分地分析,在建筑选型以及布置过程中充分分析建筑结构所具有的优势和特点,科学合理地调整好建筑结构。
现代建谓的水平承重结构,此类型的结构一般包含有无梁楼盖结构、密肋楼盖结构、肋形楼盖以及平板体系几种,而这些结构一个最大的应用优势在于能够有效增加楼层层数。
1.2.3下部结构的选型对于建筑物来说,特别是高层建筑,其最为重要的一个组成部分就是基础选型,即下部结构。
此类结构选型的好坏,会对结构的安全、建筑工程的造价以及施工工期产生重要影响,因而做好高层建筑的基础选型工作有着十分重要的意义。
常见的高层建筑的基础形式有以下几种,分别为:①柱下独立基础:此类基础适合用于层数较少,土质较好的框架结构。
地基为岩石地质时,则可以利用地錨在岩石上锚固好基础,要注意锚入长度≥40d。
②交叉梁基础:即双向为条形基础。
适用:层数不2够与第三抗震性能的水准相满足。
2.1.2地震作用下结构设计要求在多遇地震时,计算结构构件的承载力以及复核结构变形时都要跟弹性设计要求相满足。
经弹性计算分析后可知,结构沿着主轴方向产生的振动形式相似,并且结构的振型、周期、位移形态以及量值都要能够保持在合理的范围:结构所具有的地震作用要能够跟高度分布进行响应:有效的质量系数跟楼层剪力的大小要相关的规范要求相满足,同时要确保剪力墙和连梁截面跟剪应力的控制要求、配筋都在合理范围内。
建筑行业抗震加固与节能改造方案
建筑行业抗震加固与节能改造方案第1章抗震加固与节能改造概述 (3)1.1 抗震加固背景与意义 (3)1.1.1 抗震加固背景 (3)1.1.2 抗震加固意义 (3)1.2 节能改造背景与意义 (4)1.2.1 节能改造背景 (4)1.2.2 节能改造意义 (4)1.3 抗震加固与节能改造的关系 (4)第2章建筑结构抗震加固技术 (4)2.1 抗震加固设计原则与方法 (4)2.1.1 设计原则 (4)2.1.2 设计方法 (5)2.2 抗震加固常用材料与工艺 (5)2.2.1 常用材料 (5)2.2.2 常用工艺 (5)2.3 抗震加固施工组织与管理 (5)2.3.1 施工组织 (5)2.3.2 施工管理 (5)第3章建筑围护结构节能改造技术 (6)3.1 节能改造设计原则与方法 (6)3.1.1 设计原则 (6)3.1.2 设计方法 (6)3.2 节能材料选择与应用 (6)3.2.1 节能材料选择原则 (6)3.2.2 节能材料应用 (6)3.3 节能改造施工技术及质量控制 (6)3.3.1 施工技术 (6)3.3.2 质量控制 (7)第4章既有建筑抗震功能评估 (7)4.1 抗震功能评估方法 (7)4.1.1 文献调研法 (7)4.1.2 现场勘查法 (7)4.1.3 结构计算分析法 (7)4.1.4 专家评估法 (7)4.2 抗震功能评估指标体系 (7)4.2.1 结构体系指标 (7)4.2.2 材料功能指标 (7)4.2.3 构造措施指标 (7)4.2.4 地震响应指标 (8)4.3 抗震功能评估案例与分析 (8)4.3.1 案例概述 (8)4.3.2 评估方法 (8)4.3.3 评估结果 (8)4.3.4 分析与建议 (8)第5章节能改造经济效益分析 (8)5.1 投资估算与经济效益评价指标 (8)5.1.1 投资估算 (8)5.1.2 经济效益评价指标 (9)5.2 节能改造经济效益计算方法 (9)5.2.1 能源费用节约计算 (9)5.2.2 投资回收期计算 (9)5.2.3 内部收益率(IRR)计算 (9)5.3 经济效益分析与评价案例 (9)第6章抗震加固与节能改造一体化设计 (10)6.1 一体化设计理念与原则 (10)6.1.1 设计理念 (10)6.1.2 设计原则 (10)6.2 一体化设计方法与流程 (10)6.2.1 设计方法 (10)6.2.2 设计流程 (10)6.3 一体化设计案例与应用 (11)6.3.1 案例一:某多层住宅楼抗震加固与节能改造 (11)6.3.2 案例二:某办公楼抗震加固与节能改造 (11)6.3.3 案例三:某学校教学楼抗震加固与节能改造 (11)第7章抗震加固与节能改造施工关键技术 (11)7.1 施工准备与质量控制 (11)7.1.1 施工前准备工作 (11)7.1.2 质量控制措施 (11)7.2 施工过程监控与检测 (12)7.2.1 施工过程监控 (12)7.2.2 施工检测 (12)7.3 施工安全与环境保护 (12)7.3.1 施工安全措施 (12)7.3.2 环境保护措施 (13)第8章抗震加固与节能改造工程验收与评价 (13)8.1 验收标准与程序 (13)8.1.1 验收标准 (13)8.1.2 验收程序 (13)8.2 验收内容与方法 (13)8.2.1 验收内容 (13)8.2.2 验收方法 (13)8.3 工程评价与反馈 (13)8.3.1 工程评价 (13)8.3.2 反馈机制 (14)第9章抗震加固与节能改造政策与法规 (14)9.1 国家相关政策与法规概述 (14)9.2 地方政策与法规实施情况 (14)9.3 政策与法规对行业的影响及建议 (15)第10章抗震加固与节能改造行业发展趋势与展望 (15)10.1 国内外行业现状与发展趋势 (15)10.1.1 国外行业现状 (15)10.1.2 国内行业现状 (15)10.1.3 发展趋势 (15)10.2 技术创新与产业发展 (16)10.2.1 技术创新 (16)10.2.2 产业发展 (16)10.3 挑战与机遇展望 (16)10.3.1 挑战 (16)10.3.2 机遇 (16)第1章抗震加固与节能改造概述1.1 抗震加固背景与意义地震是自然灾害中破坏性最强、影响最广的一种,给人类带来了巨大的生命财产损失。
建筑抗震鉴定标准GB50023
确定后续使用年限
A类建筑抗震鉴定
B类建筑抗震鉴定
鉴定过关
通过
通过
第一级鉴定 未通过
第二级鉴定
抗震措施鉴定
抗震承载力验算
未
通 过
通过 抗震能力综合评定
未通过
未通过
采取措施
鉴定过关ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3. 不同后续使用年限建筑的抗震设防目标(1.0.1) 后续使用年限50年的现有建筑,具有与现行国家标准
《建筑抗震设计规范》GB50011相同的设防目标;后续使 用年限少于50年的现有建筑,在遭遇同样的地震影响时,其 损坏程度略大于按后续使用年限50年的建筑。
1995
2009
11+3
11+7
25(144) 36(292)
24
21
78 以前,烈度提高 所有现有建筑
⑵粘贴钢板加固(6.3.10) ⑶粘贴碳纤维布加固(6.3.11) ⑷消能减震加固技术进行了原则性规定(6.3.16) ⑸增设支撑加固(6.3.15) ⑹楼盖现浇层加固(7.3.3、7.3.4)
GB50023 抗震鉴定标准 1995 版与 2009 版的比较
项目 章、附录
节(条) 强制性条文 适用范围 设防目标 烈度分档 检查手段 验算要求 衡量指标 鉴定结论
一、标准修订背景
1. 标准实施已十多年,期间一些相关标准已进行了修订 2. 汶川地震后,地震灾区开展了大规模的房屋抗震鉴定
工作,依据什么标准进行鉴定成为当务之急 3. 中小学校舍安全工程启动,现有中小学校舍如何鉴定 4. 标准应体现近年来出现的新的成熟的技术与方法 5. 原标准中存在的一些问题
二、标准修订过程
⑷A类砌体房屋中属重点设防类的,在第一级鉴定中增 加了对构造柱设置的鉴定内容(5.2.4),不符合要求时需对 综合抗震能力予以折减(5.2.14)。
北京市住房和城乡建设委员会关于印发《北京地区既有建筑外套结构抗震加固技术导则(试行)》的通知
北京市住房和城乡建设委员会关于印发《北京地区既有建筑外套结构抗震加固技术导则(试行)》的通知文章属性•【制定机关】北京市住房和城乡建设委员会•【公布日期】2012.03.06•【字号】京建发[2012]145号•【施行日期】2012.03.06•【效力等级】地方规范性文件•【时效性】失效•【主题分类】城乡建设综合规定正文北京市住房和城乡建设委员会关于印发《北京地区既有建筑外套结构抗震加固技术导则(试行)》的通知(京建发〔2012〕145号)各区县住房城乡建设委(房管局),东城、西城区住房城市建设委(房管局),经济技术开发区建设局(房地局),各区县规划分局,各有关单位:为规范我市房屋建筑抗震加固工作,市住房城乡建设委、市规划委依据《北京市人民政府关于印发北京市房屋建筑抗震节能综合改造工作实施意见的通知》(京政发〔2011〕32号)和国家、本市现行规范标准的规定,组织编制了《北京地区既有建筑外套结构抗震加固技术导则(试行)》(以下简称《导则(试行)》),现印发给你们,请参照执行。
采用《导则(试行)》第四章规定的方法进行抗震加固设计的,实施责任主体应当提前告知属地区县房屋建筑抗震节能综合改造工作领导小组办公室(以下简称区县领导小组办公室),由区县领导小组办公室组织专家进行初步设计专项审查,并于审查前书面告知市房屋建筑抗震节能综合改造工作领导小组办公室(以下简称市领导小组办公室),市领导小组办公室将视情况会同市规划委参与初步设计审查。
综合改造工程设计单位应当严格执行初步设计专项审查意见,施工图审查机构应依据专项审查意见及相关规范标准,进行施工图审查工作。
《导则(试行)》执行过程中,各综合改造工程的实施责任单位、设计和施工单位要积极总结经验,及时反馈市领导小组办公室,以便于对《导则(试行)》进一步完善。
特此通知。
二O一二年三月六日既有建筑外套结构抗震加固技术导则(试行)编写说明为指导北京市房屋建筑抗震节能综合改造工程采用外套结构加固技术的设计与施工,编制本导则。
砖混结构房屋抗震加固方法介绍
砖混结构房屋抗震加固方法介绍2010-05-03 09:53关键词:抗震;加固;砖混结构;施工方法多层砖混结构房屋是我国现存民用建筑中主要的结构形式之一。
砖混结构房屋占我国民用建筑总量的百分之九十以上。
刚刚发生的汶川大地震,多层砖混结构破坏十分严重。
事实再一次证明:做好现有的未经抗震设计砖混结构房屋的抗震加固是十分必要的,保证现有的砖混结构民用住宅、重要建筑在地震中不倒是工程界急需解决的热点问题之一。
1 砖混结构抗震加固方法简介从结构抗震机理出发,抗震加固可以分为减小地震作用加固法、增大结构抗震能力加固法和多道防线抗震加固法。
减小地震作用主要是通过增大结构周期或加大结构阻尼来实现,一般应用于大型公共建筑的抗震加固,如北京火车站中央大厅、北京饭店西楼等;增大结构抗震能力的加固方法,如增大墙体抗震性能的外包钢筋混凝土面层、钢筋网水泥砂浆面层加固法;增大结构整体性的压力灌浆加固法、增设圈梁(构造柱)加固法、拉结钢筋加固法;通过增设抗震墙来降低抗震能力薄弱构件所承受地震作用的增设墙体法等,这些方法施工相对简单,大量应用于多层的砖混结构当中,尤其是民用建筑中。
多道抗震防线加固是建筑物采用多重抗侧力体系,第一道防线的的抗侧力构件在强烈的地震作用下遭到破坏后,后备的第二道乃至第三道防线的抗侧力构件立即接替,抵挡后续的地震冲击,可保证建筑物安最低限度的全,免于倒塌。
从结构抗震加固方法[1]上来讲,抗震加固施工方法主要有外加固法,内加固法,夹板墙加固法。
外加固法一般结合砖混结构的层数及抗震鉴定的结果,需要在建筑外侧增加不同数量的构造柱,圈梁,以及保证构造柱、圈梁和抗震墙体协同工作的拉杆。
这种方法一般不占用室内建筑面积,用于住宅楼,对住户影响较小,但对建筑立面造型影响较大;内加固法基本原理同外加固法,也需要增设构造柱,圈梁及拉杆,必要时,如原有抗震墙体间距过大,需加设抗震墙体,内加固法不会改变建筑立面造型,一般适用于公共建筑,特别是临街建筑;夹板墙加固法为在加固原有抗震墙体的基础上提高抗震性能,目前最常用的是钢筋网水泥砂浆面层加固法,即在要加固墙体的单面或双面加设钢筋网,用锚筋、插入短筋、拉结筋等方法把钢筋网四周与楼板或大梁、柱或墙体连接。
建筑抗震规范
建筑抗震规范《建筑抗震设计规范》Code for seismic design of buildingsGB 50011-2010主编部门:中华人民共和国建设部批准部门:中华人民共和国建设部施行日期:2010年12月1日中华人民共和国住房和城乡建设部公告第609 号关于发布国家标准《建筑抗震设计规范》的公告现批准《建筑抗震设计规范》为国家标准,编号为GB 50011-2010,自2010 年12 月 1 日起实施。
其中,第 1.0.2、1.0.4、3.1.l、3.3.1、3.3.2、3.4.1、3.5.2、3.7.1、3.7.4、3.9.1、3.9.2、3.9.4、3.9.6、4.1.6、4.1.8、4.1.9、4.2.2、4.3.2、4.4.5、5.1.1、5.1.3、5.1.4、5.1.6、5.2.5、5.4.1、5.4.2、5.4.3、6.1.2、6.3.3、6.3.7、6.4.3、7.1.2、7.1.5、7.1.8、7.2.4、7.2.6、7.3.1、7.3.3、7.3.5、7.3.6、7.3.8、7.4.1、7.4.4、7.5.7、7.5.8、8.1.3、8.3.1、8.3.6、8.4.1、8.5.1、10.1.3、10.1.12、10.1.15、12.1.5、12.2.1、12.2.9 条为强制性条文,必须严格执行。
原《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001 同时废止。
本规范由我部标准定额研究所组级中国建筑工业出版社出版发行。
中华人民共和国建设部2010 年5 月31 日前言本规范根据原建设部《关于印发(2006 年工程建设标准规范制订、修订计划(第一批))的通知》(建标[2006]77 号)的要求,由中国建筑科学研究院会同有关的设计、勘察、研究和教学单位对《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001 进行修订而成。
修订过程中,编制组总结了2008 年汶川地震震害经验,对灾区设防烈度进行了调整,增加了有关山区场地、框架结构填充墙设置、砌体结构楼梯间、抗震结构施工要求的强制性条文,提高了装配式楼板构造和钢筋伸长率的要求。
某高度超限多层砌体结构教学楼抗震加固设计
3 . 6
第3 7卷 第 2 9期 2011 10月 年
S HANXI ARCHI EC URE T T
山 西 建 筑
Vo . 7 No 2 13 . 9 0c . 201 t 1
文章 编号 :0 9 6 2 ( 0 ) 9 0 3 - 2 10 - 8 5 2 1 2 —0 6 0 1
类; 梁柱荷载 : 梁柱构件 自重容重 近似 取 2 N m 。 6k / 角等位置 。同时也 对 房屋 易倒塌 部位 进行 了加 强 。采 用钢 丝 网 水泥砂浆面层 和钢筋混 凝土板 墙加 固后 , 1层墙 体 的抗 震抗 力效 3 设置 构造 柱 : 据鉴定 结果 , 项 目构造柱 的设置 数量 以 ) 根 本
的变形能力 , 保证混 凝 土楼 板 和砌体 之 间的变形 协调 , 相关 砌 体 结构设计软件以及鉴定加固设计软件亟待开发 。 3 设计应保持 原有 结构的规则性 。 )
图 2 纵 、 交 接 处 配 筋 加 强 带 横
4 外廊悬挑梁 端部增设 钢筋 混凝土柱 : ) 本教学楼 结构是外廊 式, 外走廊下悬挑 大梁 外挑 18m, . 此类单跨建 筑横 向偏 心受 力 ,
重 。在汶川地震 中, 不少 类似建 筑挑 梁下部 窗 问墙受 损严 重 ; 部 分外廊受竖 向地震力作用直接掉 落 , 同时带动和其相 连接部位 破 坏, 致使 教学楼逃生通道丧失 。
Hale Waihona Puke 对于超高 、 层数超过限制 , 高宽 比超限等建 筑 , 计算满 足要 在 在加 固设计 中 , 悬挑梁外侧加设纵 向一排通长 的钢筋混 凝土 求 的同时 , 应采取相应 的构造措施 , 降低墙体应 力 , 防止其 在大震 柱, 并在纵 向柱顶设 置一 排拉梁 , 能使 结构 横 向大梁从单 跨 变成 时发 生脆性破 坏。 两跨 , 同时增加 了结构纵 向的刚度 。将外 廊这一安 全通道 的可靠 5 加 固设计应充分考虑成本 。 ) 性 大幅提高 , 教学楼结构 的高宽 比也得 以相应 降低 。 加固设计 应采 用高效 、 经济 、 施工 方便 的方 法。原则上 , 固 加
多层砖砌体房屋抗震鉴定与加固
合构造影 响进行综合 评价。
A类 建筑 抗震鉴定强调房屋综合抗震能力 , 房屋 整体 从
隐患 , 当地震发 生时 , 极易 造成建筑 物破坏 , 至倒塌 , 甚 给人 民造成 严 重 的生 命 财 产损 失。对 现 有建 筑 物 进行 抗 震 鉴 定, 并对不满 足鉴定要求的建筑 采用适 当 的加固措施 , 是减
1 现有 建筑 抗震鉴定的方法
( ) 现行 G 523 20 ( 1 B02 — 08 建筑 工程抗 震设 防分类标
准》 规定 , 筑工程 应分 为 四个抗 震设 防 类别 , 建 分别 为特殊 设 防类 、 重点设 防类 、 标准 设防类 、 度设防类 , 适 分别简称 甲 类、 乙类 、 丙类 、 丁类。总结汶川 大地震 经验 , 次修订将 医 此 院建筑 中二 、 三级 医院 的门诊 、 医技 、 院用 房及 教育 建筑 住 中幼儿 园 、 学 、 小 中学 的教学 用房规 定为 重点设 防类 , 乙 即 类 设防 , 需要 比当地一般建筑物提高一度设 防。 ( ) 现行《 2 建筑抗 震鉴定 标准》, 针对 震害 规律 , 多层 砌体结构 房屋的抗 震 鉴定 主要从 房屋 高 度 和层数 、 体 实 墙 际材料强 度 、 结构 体系的合理性 、 主要 构件 整体连 接构造 的
出发 , 根据现有房屋特点 为其抗震 能力进行 分级鉴 定 , 大量
现有建 筑 , 过 较少 几项 检查 即可评 定 , 少不 必 要 的逐 通 减
项、 逐条 的鉴定 , A类多层砌体房屋 的两级抗震鉴定 见图 l 。
轻 地震灾害 的重要途 径。下面结合 鉴定 实例简 述教 学类多
单体建筑无筋砌体加固体系的抗震韧性研究
第46卷㊀第3期2024年5月地㊀震㊀工㊀程㊀学㊀报C H I N A E A R T H Q U A K EE N G I N E E R I N GJ O U R N A LV o l .46㊀N o .3M a y,2024㊀㊀收稿日期:2023G06G19㊀㊀基金项目:河南省科技厅科技攻关项目(202102310529);河南省教育厅项目(21A 630042)㊀㊀第一作者简介:魏淑静(1988-),女,硕士,讲师,主要从事工程管理的研究.E Gm a i l :w s j658485@163.c o m .魏淑静,杨中宣.单体建筑无筋砌体加固体系的抗震韧性研究[J ].地震工程学报,2024,46(3):566G574.D O I :10.20000/j .1000G0844.20230619001W E I S h u j i n g ,Y A N GZ h o n g x u a n .S e i s m i c r e s i l i e n c e o f t h e r e i n f o r c e m e n t s y s t e mo f u n r e i n f o r c e dm a s o n r yi n a n i n d i v i d u a l b u i l d Gi n g [J ].C h i n aE a r t h q u a k eE n g i n e e r i n g J o u r n a l ,2024,46(3):566G574.D O I :10.20000/j.1000G0844.20230619001单体建筑无筋砌体加固体系的抗震韧性研究魏淑静1,杨中宣2(1.郑州工业应用技术学院建筑工程学院,河南郑州451191;2.中原工学院经济管理学院,河南郑州450007)摘要:单体建筑无筋砌体结构的抗震韧性较差,在地震中容易发生严重破坏和倒塌.为此,以抗震韧性为参数指标,对单体无筋砌体结构进行加固并分析,研究其在地震作用下的抗震能力.以某实际工程作为研究对象,运用A N S Y S 软件建立单体建筑无筋砌体加固有限元模型,选取中国汶川地震波㊁日本阪神大地震波㊁美国克恩县地震波㊁中国台湾集集地震波及人工地震波作为地震动输入,利用韧性指数法和韧性等级法,从无筋砌体加固体系在震后的修复费用㊁修复时间及人员伤亡等方面进行分析,得到抗震韧性评估结果.研究表明:(1)在罕遇地震㊁设防地震和多遇地震的情况下,单体建筑无筋砌体结构的层间位移㊁层间剪应力㊁破坏程度均大于单体建筑无筋砌体加固体系;(2)在受到地震强弱因素影响下,无筋砌体结构的抗震韧性指数最高为0.877,而其加固体系的抗震韧性指数最低为0.908;(3)在经历不同地震波后,无筋砌体结构受到较大损害等级占比较高,人员伤亡较重,需要花费较长的时间和较多的费用完成灾后重建;而经过加固后的无筋砌体结构,加固体系受到较小损害等级占比较高,人员伤亡较轻,且能够用较短的时间和较少的费用完成灾后重建.关键词:无筋砌体加固体系;抗震韧性;单体建筑;韧性指数法;韧性等级法中图分类号:T U 352㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1000G0844(2024)03-0566-09D O I :10.20000/j.1000G0844.20230619001S e i s m i c r e s i l i e n c e o f t h e r e i n f o r c e m e n t s ys t e mo f u n r e i n f o r c e dm a s o n r y i na n i n d i v i d u a l b u i l d i n gW E I S h u j i n g 1,Y A N GZ h o n gx u a n 2(1.S c h o o l o f A r c h i t e c t u r a lE n g i n e e r i n g ,Z h e n g z h o uU n i v e r s i t y o f I n d u s t r i a lT e c h n o l o g y ,Z h e n gz h o u451191,H e n a n ,C h i n a ;2.S c h o o l o f E c o n o m i c s a n d M a n a g e m e n t ,Z h o n g y u a nU n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ,Z h e n gz h o u450007,H e n a n ,C h i n a )A b s t r a c t :A n u n r e i n f o r c e dm a s o n r y s t r u c t u r e i s p r o n e t o s e v e r e d a m a g e a n d c o l l a p s e d u r i n g ea r t h Gq u a k e sb ec a u s e o f i t s p o o r s e i s m i c r e s i l i e n c e .I nt h i s s t ud y,s e i s m i c r e s i l i e n c ew a su s e da sa p a Gr a m e t e r i n d e x f o r a n a l y z i n g t h e s e i s m i c c a p a c i t y o f t h e r e i n f o r c e m e n t o f a nu n r e i n f o r c e dm a s o n r ys t r u c t u r e .Af i n i t e e l e m e n tm o d e l f o r t h eu n r e i n f o r c e dm a s o n r y s t r u c t u r e i nb u i l d i n gsw a s e s t a b Gl i s h e du s i n g t h es o f t w a r eA N S Y S.T h e i n p u tw a v e sw e r et h e W e n c h u a ne a r t h q u a k ew a v e,t h e H a n s h i n e a r t h q u a k ew a v e i n J a p a n,t h eK e r ne a r t h q u a k ew a v e i n t h eU n i t e dS t a t e s,t h eC h iGC h i e a r t h q u a k ew a v e i nT a i w a n,C h i n a,a n d a n a r t i f i c i a l e a r t h q u a k ew a v e.R e s i l i e n c e i n d e x a n d r e s i l iGe n c e g r a d ew e r eu s e d i ne v a l u a t i n g t h es e i s m i cr e s i l i e n c eo f a nu n r e i n f o r c e d m a s o n r y r e i n f o r c eGm e n t s y s t e mi n t e r m so f r e p a i r c o s t,r e p a i r t i m e,a n d p e r s o n n e l c a s u a l t i e sa f t e ra ne a r t h q u a k e.R e s u l t s i n d i c a t et h a t(1)t h e i n t e rGs t o r y d i s p l a c e m e n t,i n t e rGs t o r y s h e a rs t r e s s,a n de x t e n to f d a m a g e i n t h e u n r e i n f o r c e dm a s o n r y s t r u c t u r e a r e g r e a t e r t h a n t h o s e o f t h e u n r e i n f o r c e dm a s o n r y w i t h r e i n f o r c e m e n t s y s t e m d u r i n g r a r e,f o r t i f i c a t i o n,a n df r e q u e n te a r t h q u a k e s;(2)t h e m a x iGm u ms e i s m i c r e s i l i e n c e i n d e x o f t h e r e i n f o r c e dm a s o n r y s t r u c t u r e i s0.877,a n d t h em i n i m u ms e i sGm i c r e s i l i e n c e i n d e xo f t h eu n r e i n f o r c e dm a s o n r y w i t hr e i n f o r c e m e n t s y s t e mi s0.908a t d i f f e r e n t e a r t h q u a k e i n t e n s i t i e s;(3)t h eu n r e i n f o r c e dm a s o n r y s t r u c t u r e s u f f e r f r o ms e v e r ed a m a g e l e v e l s a n dh e a v y c a s u a l t i e s a n dn e e d s l o n g t i m e a n dh i g h c o s t s f o r p o s tGd i s a s t e r r e c o n s t r u c t i o nw h e nd i fGf e r e n t s e i s m i cw a v e s a r e i n p u t t e d.B y c o n t r a s t,t h eu n r e i n f o r c e d m a s o n r y s t r u c t u r ew i t ha r e i nGf o r c e m e n t s y s t e mh a sah i g h p r o p o r t i o no fm i n o rd a m a g ea n df e wc a s u a l t i e sa n dc a nb er e c o nGs t r u c t e d i na s h o r t t i m ew i t h l o wc o s t s.K e y w o r d s:r e i n f o r c e m e n ts y s t e m o fu n r e i n f o r c e d m a s o n r y;s e i s m i cr e s i l i e n c e;i n d i v i d u a lb u i l dGi n g;r e s i l i e n c e i n d e xm e t h o d;r e s i l i e n c e g r a d em e t h o d0㊀引言单体建筑是指不与其他建筑物相连,独立存在于一定场地内的建筑物.通常情况下,单体建筑包括住宅㊁别墅㊁庙宇㊁古塔㊁城堡及高层建筑等[1].在地震的影响下,单体建筑面临着一定的破坏风险,特别是许多早期的单体建筑均采用无筋砌体结构.这种结构的抗震能力相对较弱,一旦发生地震,建筑物很容易遭受严重的破坏,导致人员伤亡和财产损失[2].由于历史原因和技术条件限制,许多单体建筑的外观和结构很难进行大规模的改造和重建.因此,针对这种类型的单体建筑进行抗震加固具有重要意义.抗震加固是通过改善结构的抗震性能,提高建筑的抗震能力,从而减小或消除地震对建筑物和人员的损害[3].近年来,学者们从不同角度对建筑抗震韧性进行了相关研究和探索.康现栋等[4]选取一栋已经布设了观测台阵的学校建筑作为研究对象,构建O p e n S e e s模型,通过参数校正验证所构建数学模型有效性,计算并分析各楼层之间的位移角和地震反应,根据两种破坏模式的损失率以及出现概率进行功能损耗R l o s s及强度R f u n c t i o n的分析;但所提出的O p e n S e e s模型是基于假设和理论构建的,与实际情况可能存在偏差,当地震波信号测量精度较低时可能会影响参数辨识精度.张学智等[5]以提高我国城市地震恢复力为目标,通过结合耗能㊁阻尼㊁隔震等技术,开展针对建筑结构的强震韧度增强与强震性能优化,揭示其对强震韧度的作用机理;但由于这些技术在实际应用中存在成本较大㊁维护困难等问题,难以推广.P a t h a n等[6]以降低强度和刚度为代价,通过单跨单层钢支撑框架振动台对T D A混凝土防屈曲支撑在谐波㊁周期㊁脉冲和地面运动荷载下进行试验;但试验中采用的荷载类型有限.C h o n r a t a n a等[7]采用非线性静力法对钢筋混凝土建筑结构进行抗震计算,分析钢筋框架㊁柱和墙的不同抗震能力;但其结构参数存在一定的不确定性,如持续时间㊁震后损伤指数等因素.I s s a等[8]通过试验和数值模拟相结合的方法评估弹簧活塞支撑框架的抗震反应,构建迟滞模型以获取响应峰值;但该模型适用性有待进一步提高.基于以上研究背景,本文以中国汶川地震波㊁日本阪神大地震波㊁美国克恩县地震波㊁中国台湾集集地震波等作为地震震动输入,以提高有限元模型辨识精度;通过有限元数值模拟方法对单体建筑无筋砌体加固体系进行响应分析,并结合韧性指数法评价单体建筑的抗震韧性.本研究对于进一步提高单体建筑的抗震性能具有一定的现实意义.1㊀有限元建模及研究对象分析1.1㊀构建无筋砌体结构有限元模型依据一跨两层平面无筋砌体结构信息,采用765第46卷第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀魏淑静,等:单体建筑无筋砌体加固体系的抗震韧性研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀A N S Y S软件对单体建筑结构进行有限元建模.1.1.1㊀研究对象单体建筑在地震中容易受到破坏,因此需要进行无筋砌体结构加固处理,以提高其抗震能力.同时,单体建筑无筋砌体加固体系在全国范围内被广泛应用,由此以某实例工程的单体建筑无筋砌体加固体系作为研究对象,以代表此类建筑的抗震加固.单体建筑无筋砌体结构加固示意如图1所示.图1㊀单体建筑无筋砌体结构加固示意图F i g.1㊀S c h e m a t i c d i a g r a mo f r e i n f o r c e m e n t o f u n r e i n f o r c e dm a s o n r y s t r u c t u r e i na n i n d i v i d u a l b u i l d i n g选择的单体建筑无筋砌体结构共2层,总高度为5.07m,第一层高度为3.23m,第二层高度为1.84m.单体建筑无筋砌体加固体系平面垂直方向为2榀,即为双梁结构,东梁跨度为5.07m,西梁跨度为3.23m.无筋砌体结构加固单体建筑水平方向为1榀,跨度为5.07m.下部基础梁高度为0.5m,用于承受地震力和支撑整个单体建筑的重量.1.1.2㊀加固措施及试件尺寸选择碳素钢板作为单体建筑无筋砌体加固材料.在砌体正㊁负两侧分别安装并连接钢板,通过拉伸试件将力传递到结构的其他部位,形成连接网格以增加钢板与砌体之间的黏结强度.在承受压力的砌体部位安装压缩试件,防止砌体结构发生扭曲㊁变形和破坏,使压力分散到试件上,减轻砌体部位的应力集中,从而降低结构的应力水平.利用弯曲试件承受砌体的弯曲力矩,改善单体建筑整体刚度,有效地减小结构振动.将剪切试件安装在梁柱连接处,加强砌体结构之间的剪切承载能力,保证连接的稳定性.无筋砌体结构加固体系的尺寸对单体建筑抗震性能有重要影响,因此需要确定所研究的结构尺寸.单体建筑无筋砌体结构加固体处于高地震烈度区域,其主要考虑的试件包括拉伸试件㊁压缩试件㊁弯曲试件㊁剪切试件.以某段无筋砌体为例,结构加固试件如图2所示.其中,拉伸试件长度为200mm,宽度为50mm,厚度为5mm;压缩试件长度为300mm,宽度为100mm,厚度为50mm;弯曲试件长度为500mm,宽度为50mm,厚度为10mm;剪切试件直径为50mm,厚度为20mm .图2㊀无筋砌体结构加固试件图F i g.2㊀D r a w i n g o f r e i n f o r c e m e n t s p e c i m e n s o fu n r e i n f o r c e dm a s o n r y s t r u c t u r e 1.1.3㊀有限元建模根据某实例工程的单体建筑无筋砌体结构加固的形状和尺寸,建立相应的有限元模型.使用A NGS Y S软件中的S H E L L181壳单元处理无筋砌体结构和无筋砌体加固结构的荷载和应力.在单体建筑顶部和底部分别设置刚性垫块,确保无筋砌体结构受到压力时荷载能够均匀分布,避免应力集中现象导致有限元分析失败.在无筋砌体结构加固中采用连续体模型加固砖墙[9G11],模拟无筋砌体结构的开裂状态和压碎状态.采用F u s i o n双面网格类型对单体建筑进行网格划分,匹配率达到89%以上即为满足需求.将单体建筑结构分解为若干个单元,单元基本尺寸为0.8mm,单元总数为34718,最大纵横比为2.6,最小纵横比为1.2,平均纵横比为1.4,网格匹配率为94.5%,相互匹配率为92.3%.材料参数选择砖块和混凝土,根据实际情况设定弹性模量㊁泊松比㊁拉伸强度和抗压强度等.本文的有限元模型不考虑加固层与无筋砌体结构之间的黏结滑移现象.单体建筑有限元模型如图3所示.这种建模方式可以将真实的结构转化为数学模型,通过计算机模拟预测结构在地震振动作用下的响应,缩短试验周期和降低试验成本,同时还可以控制试验条件,使研究结果更加准确可靠.1.2㊀地震波信息考虑到地震的多样性和复杂性,根据单体建筑抗震设计规范[12],在综合考虑目标区域的地层类型㊁地下介质特性㊁构造条件等因素下,选取中国汶865㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀地㊀震㊀工㊀程㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2024年川地震波(最大水平地震动)㊁日本阪神大地震波(最大垂直地震动)㊁美国克恩县地震波(柔性地基反应谱)㊁中国台湾集集地震波(硬性地基反应谱)及人工地震波作为地震震动输入,以更好地模拟地震波在目标区域内的传播和响应.选取的地震波加速度反应谱在罕遇地震设计谱和多遇地震设计谱之间,涵盖了不同场景条件下的地震,能够提高抗震韧性设计的可靠性;且在较小的计算量下,能够全面考虑各种地震条件下的单体建筑结构响应,有利于深入分析单体建筑地震响应情况.通过楼层之间最大加速度调幅[13],分析单体建筑的地震响应情况.地震波详细信息如表1所列.图3㊀有限元模型F i g.3㊀F i n i t e e l e m e n tm o d e l表1㊀地震波信息T a b l e1㊀S e i s m i cw a v e i n f o r m a t i o n地震波名称地震等级地震中心烈度中国汶川地震波7.811日本阪神大地震波7.27美国克恩县地震波7.37中国台湾集集地震波7.691.3㊀时程分析采用G e nS p e c软件导入表1中的5条地震波[14G16],得到地震动过程中地震波的加速度反应谱.时程结果如图4所示.本文所选的单体建筑具有一定代表性,不同功能类型建筑的分布情况适合用于无筋砌体结构加固之后的单体建筑抗震韧性分析.2㊀单体建筑抗震韧性分析方法2.1㊀韧性指数法韧性指数法是一种基于结构动力性能评估的方法,通过计算结构在地震作用下的韧性指数评估其图4㊀单体建筑无筋砌体加固的时程结果F i g.4㊀T i m eGh i s t o r y r e s u l t s o f r e i n f o r c e m e n t o f u n r e i n f o r c e dm a s o n r y i na n i n d i v i d u a l b u i l d i n g抗震韧性水平.韧性指数能够定量地评估结构在地震后的恢复时间,更加准确地评价单体建筑的震后恢复过程[17].其具体计算公式为:λ=ʏt0+T a l l t0f(t)d t T a l l㊀(1)式中:f(t)表示单体建筑功能的恢复函数;t0表示地震开始的时刻;T a l l表示单体建筑震后恢复的所需时间,其公式为:T a l l=T y+T G㊀(2)式中:T y表示恢复单体建筑功能的延迟时间;T G表示恢复单体建筑功能的时间.由于单体建筑震后恢复所需时间和功能恢复延迟会影响建筑在震后的使用情况,为了确保单体建筑的修复和功能恢复达到合理规划,假设恢复单体965第46卷第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀魏淑静,等:单体建筑无筋砌体加固体系的抗震韧性研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀建筑功能的延迟时间与单体建筑震后恢复的所需时间存在函数关系.通过评估震后恢复需要的工作量㊁资源配备㊁工程进度和外部条件等因素,提高整个恢复过程的效率和质量,最大限度地恢复和改善单体建筑功能.将t 0+T y 之后的单体建筑恢复曲线转化为直线,得到无筋砌体结构的单体建筑在地震作用下的韧性指数平均值:λ=f (t )+T a l l (j m ax +1)γ㊀(3)式中:γ为时间系数[18G19],其值越小说明地震作用下单体建筑的救援和功能恢复响应速度越快;j 为震后最大位移.利用韧性指数得到单体建筑的抗震韧性指数平均值:ϑ=ðSi =1h iλH㊀(4)式中:S 表示地震烈度;h i 表示单体建筑层高;H 表示单体建筑总高度.功能恢复曲线的绘制能够表征单体建筑在地震后的功能损失和震后恢复过程.通过式(4)得到无筋砌体结构单体建筑的恢复曲线,如图5所示.图5㊀单体建筑的恢复曲线F i g .5㊀R e c o v e r y c u r v e o f i n d i v i d u a l b u i l d i n g以上过程为韧性指数法分析单体建筑抗震韧性的具体过程.2.2㊀韧性等级法韧性等级法是一种基于结构的韧性性能等级分类方法,通过分析结构在地震作用下的人员伤亡㊁修复费用㊁修复时间等情况,将结构分为严重损害㊁较大损害㊁较小损害等级.韧性等级法可以将结构的抗震韧性水平以明确的等级进行分类,便于设计者对结构的抗震性能进行快速评估和比较.建筑在震后发生破坏会导致人员伤亡,根据C o r n e l l 等[20]的概率解析型地震模型,计算震后建筑破坏的人员伤亡均值.其公式为:N S =φρð5i =1(∂i εS i )㊀(5)N W =φρð5i =1(∂i εW i )㊀(6)式中:N S 和N W 表示建筑破坏导致受伤和死亡的人数均值;φ表示室内受灾人员的占比;ρ表示受灾建筑的人口密度;∂i 表示建筑破坏等级,i =1,2,3,4,5;εS i 和εW i 表示不同建筑破坏等级下的人员受伤率和死亡率.单体建筑在地震发生后的经济损失和修复时间计算需要精确到每一个建筑构件破坏程度.单体建筑在地震后的修复费用的计算公式为:C T =C J σ0㊀(7)式中:σ0表示G e nS p e c 软件在计算过程中的单方损失;C J 表示单体建筑的建设成本.单体建筑大多为钢筋混凝土结构且属于住宅建筑,建筑震后修复时间与已知参数构成一定联系,得到如下关系:T 0=ξ0l ㊀(8)式中:ξ0表示单体建筑的震后损伤指数;l 表示循环动应力.单体建筑在震后需要进行一定修复,其中楼层面积不会影响修复时间,因此单体建筑的抗震韧性等级数值为:U 0=(N S +N W )C TT 0ˑ100%㊀(9)3㊀单体建筑抗震韧性分析3.1㊀层间位移分析单体建筑在风载作用下产生振动,过大的振动加速度会加大层间位移,影响单体建筑结构承载力.设定特征周期为0.5s ,活荷载为0.25k N /m 2,根据地震动输入记录单体建筑无筋砌体结构和单体建筑无筋砌体加固结构在罕遇地震㊁设防地震和多遇地震下的单体建筑结构承载力,其结果如图6所示.从图6的结果可以看出,单体建筑在选定地震动下层间位移均符合«建筑抗震设计规范»[12].但在罕遇地震㊁设防地震㊁多遇地震的情况下,单体建筑无筋砌体结构第二层顶部均产生损失,造成单体建筑发生轻微位移.而单体建筑无筋砌体加固结构在罕遇地震㊁设防地震㊁多遇地震的情况下均未发生075㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀地㊀震㊀工㊀程㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2024年位移,这是因为使用碳素钢板形成连接网格,将钢板与砌体之间形成良好的黏结,提高了结构的整体黏结强度.这种黏结强度能够将拉伸试件上的力传递到其他结构部位,从而分散压力和减轻砌体部位的应力集中.在地震荷载下有效地传递力量和吸收能量,降低结构的应力水平,减小结构振动.由此证明,单体建筑无筋砌体加固体系具有更好的稳定性和整体刚度,能够更好地抵御地震力的作用,减小结构的变形和位移.图6㊀单体建筑结构承载力结果F i g .6㊀B e a r i n g c a p a c i t y r e s u l t s o f t h e i n d i v i d u a l b u i l d i n g st r u c t u r e 3.2㊀层间剪应力分析层间剪应力可以衡量单体建筑在地震荷载下的剪切承载能力,并评估结构的整体抗震性能.已知砌体内聚力为10k P a ,设定砌体摩擦角为28ʎ,通过分析结构连接部位的剪应力分布和传递情况,获取无筋砌体结构和无筋砌体加固结构在罕遇地震㊁设防地震和多遇地震下的单体建筑结构受剪破坏.其结果如图7所示.从图7的结果可以看出,无筋砌体结构在罕遇地震下发生局部开裂现象,这是因为砌体结构无内图7㊀单体建筑结构受剪破坏结果F i g .7㊀S h e a r f a i l u r e r e s u l t s o f t h e i n d i v i d u a l b u i l d i n g st r u c t u r e 部钢筋等增强措施,无法有效承受剪切力,但是砌体本身具有一定的抗剪强度,所以在发生轻微损伤后整体结构可以保持相对稳定.在设防地震下出现大面积砌体断裂现象,这是因为设防地震引起的地震力较大,超过了砌体的承载能力,其无法承受设防地震荷载的破坏性效应,所以造成整个建筑结构失稳.在多遇地震下发生一定程度损坏,造成脱离现象,这是由于长期频繁地震作用下砌体结构的疲劳损伤逐渐积累,进而导致砌体失稳.而单体建筑无筋砌体加固结构在罕遇地震㊁设防地震㊁多遇地震的情况下仅发生轻度损伤,整体结构能够承受地震力并有较好的韧性.以上现象是由于无筋砌体加固结构采用了碳素钢板等加固材料,并通过安装弯曲试件㊁拉伸试件㊁剪切试件㊁压缩试件等,将部分压力分散到试件上,增加整体结构的刚度,改善结构的振动特性,进而减轻砌体部位的应力集中,以保证结构之间连接的稳定性,从而降低了受剪破坏的风险.3.3㊀不同地震等级下单体建筑的地震响应分析按照«建筑抗震韧性评价标准»[21]将单体建筑175第46卷第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀魏淑静,等:单体建筑无筋砌体加固体系的抗震韧性研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀损伤等级划分为完好㊁轻微㊁轻度㊁中度㊁重度.其中,完好等级的损伤指标为0.00~0.10,轻微等级的损伤指标在0.10~0.30之间,轻度等级的损伤指标为0.30~0.55,中度等级的损失指标为0.55~0.85,重度等级的损伤指标为0.85~1.00.根据中国汶川地震波㊁日本阪神大地震波㊁美国克恩县地震波㊁中国台湾集集地震波及人工地震波的时程结果,对两个单体建筑损伤等级进行划分,结果如图8所示.图8㊀不同地震等级的单体建筑损伤等级占比图F i g.8㊀P r o p o r t i o nd i a g r a mo f d a m a g e g r a d e s o f i n d i v i d u a l b u i l d i n g w i t hd i f f e r e n t e a r t h q u a k e g r a d e s㊀㊀从图8的结果可以看出,在罕遇地震㊁设防地震和多遇地震的情况下,单体建筑无筋砌体结构的破坏程度大于单体建筑无筋砌体加固体系.这是由于作为加固材料的碳素钢板具有较高的强度㊁刚度㊁延性和韧性,在地震过程中能够吸收部分地震能量,从而减缓了破坏的发展速度和程度.通过拉伸试件㊁压缩试件㊁弯曲试件㊁剪切试件的布置,加固材料能够与结构有效连接并引导地震荷载沿预定路径传递和分散,减少砌体结构局部集中荷载,从而降低了整体破坏的风险.3.4㊀单体建筑抗震韧性指数分析利用式(4)计算中国汶川地震波㊁日本阪神大地震波㊁美国克恩县地震波㊁中国台湾集集地震波等地震波作用下,无筋砌体结构和无筋砌体加固结构在多遇地震㊁设防地震和罕遇地震作用下的韧性指数平均值,结果如表2所列.表2㊀无筋砌体结构和无筋砌体加固结构的韧性指数平均值T a b l e2㊀A v e r a g e v a l u e o f r e s i l i e n c e i n d e x o f u n r e i n f o r c e dm a s o n r y s t r u c t u r e a n d u n r e i n f o r c e dm a s o n r y s t r u c t u r ew i t h a r e i n f o r c e m e n t s y s t e m地震波名称多遇地震无筋砌体结构无筋砌体加固结构设防地震无筋砌体结构无筋砌体加固结构罕遇地震无筋砌体结构无筋砌体加固结构中国汶川地震波0.8770.9710.8450.9620.8260.911日本阪神大地震波0.8720.9630.8230.9440.8240.934美国克恩县地震波0.8470.9520.8340.9370.8130.918中国台湾集集地震波0.8410.9610.8180.9560.8250.928人工地震波0.8460.9660.8160.9620.7990.908㊀㊀从表2的结果可以看出,受到地震强弱因素的影响,对于无筋砌体结构而言,其抗震韧性指数平均值从多遇地震作用下的0.877下降到罕遇地震作用下的0.799.随着地震作用水平的增加,单体建筑无筋砌体结构的抗震韧性指数越来越小.无筋砌体结构加固体系在多遇地震㊁设防地震和罕遇地震作用下,韧性指数平均值显著提高,从多遇地震作用下的0.971下降到罕遇地震作用下的0.908.这是由于加固后的无筋砌体结构单体建筑增加了抗震韧性,增强其耗能能力,进而有效提高了建筑在地震作用下的韧性指数.3.5㊀单体建筑抗震韧性等级分析单体建筑抗震韧性等级综合考虑了建筑的震后修复费用㊁修复时间㊁人员伤亡指标,将建筑抗震韧性能力划分为严重损害㊁较大损害㊁较小损害的等级,以此评估地震时单体建筑的安全程度.具体划分依据如表3所列.表3㊀单体建筑抗震韧性等级划分标准T a b l e3㊀C l a s s i f i c a t i o n s t a n d a r d f o r s e i s m i c r e s i l i e n c e g r a d e s o f i n d i v i d u a l b u i l d i n g等级修复费用修复时间人员伤亡严重损害C T>10%T0>30d N Sɤ1.0ˑ1.0-3,且N Wɤ1.0ˑ1.0-4较大损害5%<C Tɤ10%7d<T0ɤ30d N Sɤ1.0ˑ1.0-4,且N Wɤ1.0ˑ1.0-5较小损害C Tɤ5%T0ɤ7d N Sɤ1.0ˑ1.0-5,且N Wɤ1.0ˑ1.0-6275㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀地㊀震㊀工㊀程㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2024年㊀㊀利用式(9)计算中国汶川地震波㊁日本阪神大地震波㊁美国克恩县地震波㊁中国台湾集集地震波及人工地震波作用下无筋砌体结构和无筋砌体加固结构的抗震韧性等级比例,结果如表4所列.表4㊀无筋砌体结构和无筋砌体加固结构的抗震韧性等级比例分布T a b l e 4㊀P r o p o r t i o nd i s t r i b u t i o no f s e i s m i c r e s i l i e n c e g r a d e s o f u n r e i n f o r c e dm a s o n r ys t r u c t u r e a n du n r e i n f o r c e dm a s o n r y s t r u c t u r ew i t ha r e i n f o r c e m e n t s ys t e m 地震波名称严重损害/%无筋砌体结构无筋砌体加固结构较大损害/%无筋砌体结构无筋砌体加固结构较小损害/%无筋砌体结构无筋砌体加固结构中国汶川地震波11.682.0787.237.681.0990.25日本阪神大地震波10.942.1686.496.412.5791.43美国克恩县地震波12.562.6483.035.024.4192.34中国台湾集集地震波11.832.1286.734.421.4493.46人工地震波10.962.4386.156.322.8991.25㊀㊀根据表4可知,单体建筑无筋砌体结构在经历地震波后单体建筑处于较大损害等级,人员伤亡较重,灾区修复时间长于7d 且修复费用较高,给灾区重建造成一定的困难和压力.单体建筑经过无筋砌体结构加固后,经历地震波后受到较小损害等级占比较多,人员伤亡较轻,修复时间少于7d 且和修复费用较低,短时间内即可完成灾区重建.这是因为无筋砌体加固体系提高了单体建筑在地震作用下的变形能力,使其可以承受更大的地震力,减少严重损害㊁较大损害的风险.由此说明加固之后,单体建筑的抗震韧性有所提高.4㊀结论本文研究单体建筑无筋砌体加固体系的抗震韧性.通过层间位移分析可知,单体建筑无筋砌体加固体系能够显著提高结构的抗震性能.具体得到以下结论:(1)在罕遇地震㊁设防地震和多遇地震的情况下,从层间位移㊁层间剪应力㊁地震响应角度测试,可以发现单体建筑无筋砌体加固体系可以有效降低建筑的破坏程度;(2)测试单体建筑抗震韧性指数结果表明,无筋砌体结构与加固后体系的最高抗震韧性指数分别为0.877和0.971,表明加固后的无筋砌体结构单体建筑具有较高的抗震韧性;(3)划分单体建筑抗震韧性等级测试发现,在多遇地震㊁设防地震㊁罕遇地震等环境下,单体建筑无筋砌体加固体系能够有效降低地震作用下的破坏程度,且减少人员伤亡㊁灾区修复时间和费用.参考文献(R e f e r e n c e s)[1]㊀姚晓军,暴诗雨,袁琨,等.北宋洛阳宫城大内后苑遗址复原探析[J ].中国园林,2023,39(2):139G144.Y A OX i a o j u n ,B A OS h i yu ,Y U A NK u n ,e t a l .D i s c u s s i o n o n t h e r e s t o r a t i o nd e s i g no f t h e r e a r g a r d e n r u i n s i n t h e i m p e r i a l P a l Ga c e o fL u o y a n g i n N o r t h e r nS o n g D y n a s t y [J ].C h i n e s eL a n d Gs c a peA r c h i t e c t u r e ,2023,39(2):139G144.[2]㊀徐珂,田立强,马志平.洛阳隋唐城应天门遗址保护建筑总体结构设计[J ].建筑结构,2021,51(21):111G118.X U K e ,T I A NL i q i a n g ,MAZ h i p i n g .O v e r a l l s t r u c t u r e d e s i g n o f t h e c o n s e r v a t i o nb u i l d i n g o fY i n g t i a n m e n a r c h a e o l o g i c a l s i t e o f L u o y a n g C i t y o fS u ia n d T a n g D y n a s t i e s [J ].B u i l d i n g St r u c Gt u r e ,2021,51(21):111G118.[3]㊀蒋利学,蒋璐,李向民,等.无筋砌体结构多层住宅振动台试验与抗震性能评估[J ].建筑结构学报,2021,42(8):25G35.J I A N G L i x u e ,J I A N G L u ,L I X i a n g m i n ,e ta l .S h a k i n g t a b l e t e s t a n d s e i s m i c p e r f o r m a n c e a s s e s s m e n t o f u n r e i n f o r c e dm u l t i Gs t o r e y m a s o n r y r e s i d e n c e [J ].J o u r n a lo fB u i l d i n g St r u c t u r e s ,2021,42(8):25G35.[4]㊀康现栋,付皓然,赵光,等.单体建筑抗震韧性评估方法研究与应用[J ].土木工程学报,2021,54(8):37G42.K A N G X i a n d o n g ,F U H a o r a n ,Z H A O G u a n g ,e ta l .R e s e a r c h a n da p p l i c a t i o no f e v a l u a t i o nm e t h o d s f o r e a r t h q u a k e r e s i l i e n c e o f i n d i v i d u a lb u i l d i n g s t r u c t u r e [J ].C h i n a C i v i lE n g i n e e r i n gJ o u r n a l ,2021,54(8):37G42.[5]㊀张学智,王鹏.基于减震和隔震技术的既有R C 框架建筑抗震韧性提升[J ].工程抗震与加固改造,2022,44(6):51G60,67.Z H A N GX u e z h i ,WA N G P e n g .R e s i l i e n c e Gb a s e dr e t r o f i t t i n g o f e x i s t i n g u r b a nR C Gf r a m e b u i l d i n g s u s i n g e n e r g y d i s s i pa t i o n a n d s e i s m i c i s o l a t i o n [J ].E a r t h q u a k e R e s i s t a n t E n g i n e e r i n g a n d R e t r o f i t t i n g,2022,44(6):51G60,67.[6]㊀P A T H A N NB ,C O U C H L ,T E H R A N I F M ,e t a l .E x pe r i m e n Gt a ls e i s m i c e v a l u a t i o n of n o v e l b u c k l i ng Gr e s t r a i n e d b r a c e d f r a m e s c o n t a i n i n g t i r e Gd e r i v e d a g g r e g a t e c o n c r e t e [J ].C i v i l E n g ,2023,4(2):551G566.[7]㊀C H O N R A T A N A Y ,C HA T P A T T A N A N A N V.T h es e i s m i cr e s i s t a n c e a n a l y s i s o ff r a m es t r u c t u r e sa n d w a l ls t r u c t u r e s u s i n g f e r r o c e m e n ta n de x p a n d e d m e t a l [J ].A p p l i e dS c i e n c e s ,2023,13(8):4704.[8]㊀I S S A A ,R A H G O Z A R N ,A L AM MS .S e i s m i c r e s po n s e e v a l u Ga t i o n o f s p r i n g Gb a s e d p i s t o n b r a c e d f r a m e s b y e m p l o y i n gc l o s ed Gl o o p d y n a m i c (C L D )te s t i n g [J ].E n g i n e e r i n g S t r u c G375第46卷第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀魏淑静,等:单体建筑无筋砌体加固体系的抗震韧性研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀。
砌体结构房屋抗震鉴定及加固设计方法的探究
砌体结构房屋抗震鉴定及加固设计方法的探究摘要:砌体结构的建筑整体性相对较低,如果没有通过抗震鉴定、抗震设计和抗震审查,就要对其进行抗震加固。
本文对砌体房屋结构进行了性能因素分析,并且提出了如何对它进行抗震加固。
关键词:砌体房屋;抗震;加固;抗震鉴定太平洋板块和亚欧大陆板块的积压导致我国成为世界上受灾害最严重的国家之一,并且地震区很大一部分都是没有进行抗震设计的砌体结构房屋,多次地震灾害表明,砌体结构建筑物的楼层数越高其所受的震害也就越重。
一、影响砌体房屋抗震性能因素分析1、砌体房屋纵墙的影响随着一些多层砌体住宅房屋内部的增大,有些设计方案和实际工程的外纵墙没有设置形成构造柱、圈梁与阳台门相连,使得外纵墙的开洞率大于55%。
多层砌体房屋的抗震性主要靠砌体墙,房屋的纵向墙虽然是横向墙的支撑,但是相对于横向墙要弱很多,如果因为地震开裂,就会削弱其对横向墙的支撑作用,对砌体房屋的整体抗震能力产生非常不利的影响。
在实际的多层砌体住宅房屋中,以及纵向阳台门和窗的中间砌筑240毫米乘以240毫米的砌体墙垛。
这个方案虽然比阳台开洞要好一些,但是该砌体墙垛的高宽比远大于4,在地震作用下为弯曲破坏,由于砌体墙垛的抗弯能力很差,所以该墙垛对房屋整体抗震能力基本没有什么贡献。
2、砌体墙段的局部尺寸《建筑抗震设计规范》明确规定:“局部尺寸不能满足时应采取局部加强措施弥补。
”局部尺寸的限值是为了在地震作用下该轴线的墙段各个击破,即个别墙率先开裂和破坏的概念出发,局部尺寸不足者不宜小于建筑抗震设计规范给出的限值0.8,其墙段的宽度可以从墙体外边缘算起。
二、砌体结构房屋的抗震加固1、抗震鉴定建筑后续使用年限是与多层砌体抗震鉴定方法的种类息息相关的,这直接影响了抗震设防目标变动和抗震鉴定结论以及加固方案的设计。
因此,必须明确建筑物的后续使用年限,才能进行对建筑物的抗震鉴定。
建筑物后续使用年限的概念为,A类建筑30年,B类建筑40年。
既有建筑抗震设计与加固改造方法
既有建筑抗震设计与加固改造方法【摘要】近年来,随着我国社会主义现代化建设的飞速发展,国家对人民生命财产安全的重视程度也越来越高;而地震灾害带来的毁灭性灾害往往是难以弥补的。
特别是改革开放40年来,我国建造了大量的房屋,存量房屋数量巨大,研究既有建筑加固方法、防灾减灾害成为中国城市建设发展的一大趋势。
【关键词】地震灾害;既有建筑;加固;防灾减灾近年来,地震灾害事故频繁发生,给人类生存环境带来了严重甚至是不可磨灭了的灾害,影响到了城市经济的持续与和谐发展。
在这样严酷的灾难面前,人们已开始重视既有建筑的抗震加固设计和方法,并已将整体抗震设计思想融入到既有建筑改造中。
1既有建筑结构抗震加固的重要性我国处在环太平洋火山地震带和欧亚地震带之间,是世界上地震灾害最严重的国家之一,地震也带给了我们惨痛教训。
多年来我们一致关注新建建筑的抗震设计,但随着地产开发进度放缓而存量房屋激增,既有建筑的抗震安全成为工程建设的关键问题。
由于地震灾害的不确定性,目前现有的科学技术很难做到精准预测,同时在防范措施方面也有一定的欠缺。
在这样的背景之下,就要求设计人员在既有建筑中加强抗震设计,并做好其结构方面的加固,尽可能降低地震对人们带来的灾害,达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标。
随着我国数十年的科学研究和工程实践,加之减隔震技术的发展和产品质量的提高,我国建筑抗震技术也已逐步从“抗震”转为“抗震”加“减隔震”,并取得了长足的进步,并已经在我国一些重大工程中得到成功应用。
2既有建筑抗震设计与加固改造方法2.1地基基础加固既有建筑地基基础加固是指已建建筑地基基础由于各种原因而需进行加固。
除了古建筑和近现代建筑外,最多的是1949年至20世纪80年代初建造的建筑,这些建筑有的建造年代过久;有的由于勘察、设计、施工、使用不当;有的由于使用功能改变;还有一部分建筑由于增加荷载、纠倾、移位、改建、遭受邻近深基坑开挖等需对其地基和基础进行加固。
抗震、加固与监测技术
抗震、加固与监测技术1 消能减震技术1.1 技术内容消能减震技术是将结构的某些构件设计成消能构件,或在结构的某些部位装设消能装置。
在风或小震作用时,结构具有足够的侧向刚度以满足正常使用要求;当出现大风或大震作用时,随着结构侧向变形的增大,消能构件或消能装置率先进入非弹性状态,产生较大阻尼,大量消耗输入结构的地震或风振能量,使主体结构避免出现明显的非弹性状态,且迅速衰减结构的地震或风振反应(位移、速度、加速度等),保护主体结构及构件在强地震或大风中免遭破坏或倒塌,达到减震抗震的目的。
消能部件一般由消能器、连接支撑和其他连接构件等组成。
消能部件中的消能器(又称阻尼器)分为速度相关型如粘滞流体阻尼器、粘弹性阻尼器、粘滞阻尼墙、粘弹性阻尼墙;位移相关型如金属屈服型阻尼器、摩擦阻尼器等和其它类型,如调频质量阻尼器(TMD)、调频液体阻尼器(TLD)等。
采用消能减震技术的结构体系与传统抗震结构体系相比,具有更高安全性、经济性和技术合理性。
1.2 技术指标建筑结构消能减震设计方案,应根据建筑抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件、建筑结构方案和建筑使用要求,与采用抗震设计的设计方案进行技术和经济可行性的对比分析后确定。
采用消能减震技术结构体系的设计、施工、验收和维护应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011和《建筑消能建筑技术规程》JGJ 297进行,设计安装做法可参考国家建筑标准设计图集《建筑结构消能减震(振)设计》09SG610-2,其产品应符合现行行业标准《建筑消能阻尼器》JG/T 209的规定。
1.3 适用范围消能减震技术主要应用于多高层建筑,高耸塔架,大跨度桥梁,柔性管道、管线(生命线工程),既有建筑的抗震(或抗风)性能的改善,文物建筑及有纪念意义的建(构)筑物的保护等。
2 建筑隔震技术2.1 技术内容基础隔震系统是通过在基础和上部结构之间,设置一个专门的隔震支座和耗能元件(如铅阻尼器、油阻尼器、钢棒阻尼器、粘弹性阻尼器和滑板支座等),形成刚度很低的柔性底层,称为隔震层。
建筑工程振震双控技术标准
建筑工程振震双控技术标准一、振动控制标准1. 振动幅度:在建筑结构设计中,应考虑控制结构的振动幅度。
对于风载、地震等自然因素引起的振动,其振动幅度应控制在一定范围内,以保证结构的安全性和稳定性。
2. 振动频率:控制结构的振动频率是减轻结构受迫振动的重要手段。
对于特定频率的振动源,应采取措施调整结构的自振频率,以避免共振现象的产生。
3. 阻尼比:结构阻尼比是衡量结构能量耗散能力的重要指标。
在设计中,应根据实际情况选择合适的阻尼比,以提高结构的抗震性能。
二、震动控制标准1. 震动加速度:建筑物应具有承受一定程度的震动加速度的能力。
在地震等自然灾害发生时,建筑物应能够减轻震动对内部设备和人员的影响。
2. 震动速度:震动速度的控制与震动加速度类似,也是衡量建筑物承受地震等自然灾害能力的重要指标。
3. 震动频率范围:建筑物的自振频率和地震动频率范围应进行控制。
在设计时,应考虑采取措施降低建筑物对高频和低频振动的敏感度。
三、地震防护标准1. 建筑抗震设防分类标准:根据地震烈度、场地类别、建构筑物的重要性、震后产生的社会影响等因素,将建筑分为甲、乙、丙、丁四类抗震设防类别。
各类别的建筑应按相应的设防标准进行抗震设计和施工。
2. 地震烈度与地震动参数:根据地震烈度和地震动参数,确定建筑物的抗震设防标准和相应的抗震措施。
3. 场地选择与地基处理:在选择建筑场地时,应选择对建筑物有利的地形和地质条件,避免不利的地段。
对于不利的场地条件,应进行地基处理或采取其他有效的抗震措施。
4. 结构体系与构件设计:在建筑结构设计中,应选择具有抗震性能良好的结构体系和构件,并采取措施提高结构的整体性和延性。
5. 机电设备与管道系统:对于建筑内的机电设备和管道系统,应采取措施提高其抗震能力。
设备和管道系统的支架应具有足够的刚度和稳定性,防止地震时发生位移或损坏。
6. 防灾措施与安全疏散:在建筑设计中,应考虑采取防灾措施和安全疏散措施。
建筑抗震设计规范
• 抗震设防烈度为 6 度及以上地区的建 筑,必须进行抗震设计
抗震设防烈度必须按国家规定的权限审 批、颁发的文件(图件)确定。
• 抗震设防烈度 按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的 地震烈度。一般情况,取50 年内超越概率10%的地震 烈度
山区建筑的场地和地基基础应符合下列要求: 1 山区建筑场地勘察应有边坡稳定性评价和防治方案
建议;应根据地质、地形条件和使用要求,因地制 宜设置符合抗震设防要求的边坡工程。 2 边坡设计应符合现行国家标准《建筑边坡工程技术 规范》GB 50330 的要求;其稳定性验算时,有关 的摩擦角应按设防烈度的高低相应修正。 3 边坡附近的建筑基础应进行抗震稳定性设计。建筑 基础与土质、强风化岩质边坡的边缘应留有足够的 距离,其值应根据设防烈度的高低确定,并采取措 施避免地震时地基基础破坏。
建筑形体及其构件布置的规则性
• 建筑设计应根据抗震概念设计的要求明确 建筑形体的规则性; 不规则的建筑应按规定采取加强措施; 特别不规则的建筑应进行专门研究和论证, 采取特别的加强措施; 不应采用严重不规则的建筑。
注:形体指建筑平面形状和立面、竖向剖面的变化。
• 建筑设计应重视其平面、立面和竖向剖面的规则性
• 抗震设计的建筑基本的抗震设防目标是:
• 当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时, 主体结构不受损坏或不需进行修理可继续使用;
• 当遭受相当于本地区抗震设防烈度的设防地震影 响时,其损坏经一般性修理仍可继续使用;
• 当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响 时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
1 当不设置防震缝时,应采用符合实际的计 算模型,分析判明其应力集中、变形集中或 地震扭转效应等导致的易损部位,采取相应 的加强措施。
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喷射混凝土施工
喷射混凝土是借助喷射机械,利用压缩空气 或其他动力,将按一定比例配合的拌合料,通过 管道输送并以高速喷射到受喷面上凝结硬化而成 的一种混凝土。 喷施混凝土利用其同被喷构件之间的粘结力, 镶嵌和咬合效应,将抗震构件固结为一个整体, 以提高其抗震能力。在施工时,也可采用钢丝网、 金属套箍、金属夹板、扒钉等配合使用,提高加 固效果。
压力灌浆修复施工
砌体建筑的墙体较为常见的是墙体裂缝,一 般先用压力灌浆修复砌体,再进行加固施工,达 到抗震要求。 压力灌浆是用空气压缩机或手压泵将粘合液 灌入墙体裂缝内。试验证明,这种方法修复后的 墙体均可达到原有强度。设备简单,施工方便, 价格便宜,很适合用于墙体裂缝的修复施工。 目前常用的粘合剂有两种,一种是用107胶 水泥砂浆粘合剂,一种是水玻璃砂浆粘结剂。
抗震加固工程质量验收的划分
抗震加固工程质量验收划分为单位工程、分 项工程和检验批。 单位工程:应按具备独立施工条件和使用功 能的建筑物为一个抗震加固单位工程。 分项工程:应按工种、材料、施工工艺等进 行划分,有模板工程、钢筋工程、混凝土工程、 钢拉杆工程和砂浆面层工程。 检验批:分项工程可由一个或若干个检验批 组成。检验批可根据施工及质量控制和验收需要 按楼层、部位等进行划分。
梁、柱的外包加固法
外包加固法是提高梁、柱抗震能力的主要方法 之一。 混凝土宜选用细石混凝土,强度等级不应低于 原构件强度等级。纵向钢筋宜采用2级钢,柱四角 竖向钢筋应伸过楼板上下连接。箍筋宜选1级钢, 且应封闭。直径不应小于O8,间距不应大于 200mm,靠柱端1/6净高范围内间距不应大于100 mm。
名词术语
抗震鉴定:检查现有建筑的设计、施工质量 和现状,按抗震设防要求对其在地震作用下的安 全进行评估。 抗震加固:使现有建筑达到规定的抗震要求 而进行的设计及施工。 面层加固法:在砌体表面增抹一定厚度的配 筋网或无筋的水泥砂浆,形成组合墙体的加固方 法。 板墙加固法:在砌体墙侧面浇筑或喷射钢筋 混凝土,形成抗震墙的加固方法。
型钢圈梁: 型钢圈梁的规格不小于8号槽钢或75x6的角钢, 并应每隔1~1.5米与墙体用锚杆普通螺栓拉结,螺 栓直径不小于O12。 型钢圈梁的连接应为斜角剖口焊接。圈梁拐角 45 处的连接应为45°斜角焊接。与墙体之间的缝隙 用1:2水泥砂浆塞严。
外加钢筋混凝土柱施工
为提高房屋整体性和抗倒塌能力,常采用外加 钢筋混凝土构造柱的加固方法。 外加柱应与圈梁或锚杆连成封闭的整体,混凝 土等级宜为C20,纵向配筋4O12或4O14,箍筋为 O6,间距150~200mm。当采用扁形柱时,柱宽度 不宜大于700mm,厚度不应小于120mm。 外加柱与墙体必须连接,可在楼层1/3和2/3层 高处同时设置拉结钢筋和销键与墙体连接。销键截 面积宜为240X180mm,入墙深度可为180mm,应 配4O12钢筋和O6箍筋,与外加柱必须同时浇筑。
震中烈度与地震震级的关系
震 级 2 3 4
3
5
6
7
8
8以上
震中 1~2 烈度
4~5 6~7 7~8 9~10 11 12
地震设防分类
在建筑设计时,根据其使用功能的重要性分 为甲类、乙类、丙类、丁类。 甲类建筑属于重大建筑工程,和地震时可能 发生严重次生灾害的建筑。 乙类建筑属于地震时使用功能不能中断或需 尽快恢复的建筑。 丙类建筑属于甲、乙、丁类以外的一般建筑。 丁类建筑属于抗震次要的建筑,一般为储存 物品价值底、人员活动少的单层库用材料,确保施工质量是保证抗震质 量的关键。 一、对砌体材料的要求: (1)普通粘土砖和多孔粘土砖的强度不应低于 MU10,砖砌体砂浆强度等级不应低于M5。 (2)混凝土小型砌块强度等级不应低于MU7.5, 砌体砂浆强度等级不应低于M7.5。
二、混凝土结构材料要求: (1)混凝土抗震等级为一级的框架梁、柱、 节点核心区、框支梁、框支柱不应低于C30,构 造柱、心柱、圈梁及其他各类构件不应低于C20。 (2)对于高强混凝土,考虑其有脆性性质的 因素,9度时不宜超过C60,8度时不宜超过C70。 (3)对一、二级抗震等级的框架结构,其纵 向受力钢筋采用普通钢筋时,钢筋的抗拉强度与 屈服强度实测值的比值不应小于1.25,且钢筋的 屈服强度实测值与屈服强度的标志值的比值不应 小于1.3。
三、对钢结构钢材的要求: (1)钢材的抗拉强度实测值与屈服强度实测 值的比值不应小于1.2。 (2)应有明显的屈服台阶,伸长率应大于 20%。 (3)应有良好的可焊性和合格的冲击韧性。 (4)钢材宜采用Q235等级B、C、D的碳素 结构钢,及Q345等级B、C、D、E的低合金高 强度结构钢。 施工中,当需要以强度等级较高的钢筋替代 原设计的纵向受力钢筋,应按受拉承载力相等的 原则换算,并应满足使用极限状态和抗震构造要 求。
外加圈梁施工技术
对于整体性能不好的砌体房屋可采取加设圈 梁来增加其整体性。有混凝土圈梁和型钢圈梁两 种。 现浇钢筋混凝土圈梁: 混凝土强度宜为C20,钢筋可为1级或2级。 截面尺寸不应小于180X120mm,配筋8级裂度 不应小于4O10,9级裂度不应小于4O12,箍 筋不应小于O6,间距不大于200mm。 外加圈梁应在紧靠楼、屋盖,且在同一水平 标高交圈闭合。 销键的高度同圈梁,深入墙体不应小于180。 水平间距可为1~2米。锚筋不应小于O12。
(4)普通钢筋宜优先采用延性、韧性、焊接 性较好的钢筋。普通钢筋的强度等级,纵向受力 钢筋宜选用HRB400级和HRB335级热轧钢筋, 箍筋宜采用HPB235级和HRB335级和HRB400 级热轧钢筋。 《抗震规范》在综合考虑设防烈度、建筑物 高度、建筑物结构类型、建筑物的类别及构件在 结构的重要性程度等因素,将结构划分为四个等 级。一级是最高等级,四级是最低等级。 如:抗震烈度为9级,抗震等级的框架结构 为一级。抗震烈度为6级,抗震等级的框架结构 为四~三级。
外加柱加固法:在砌筑墙交接处等增设钢筋混 凝土构造柱,形成约束砌体墙的加固法。 拉结钢筋:新增构造柱、圈梁、墙体墙面加 强层与原墙体和构件通过预埋一定数量钢筋连接, 包括锚杆、S形和L形锚固筋。 混凝土销键:新增构造柱、圈梁构件与原建 筑物墙体的连接,在原建筑物砌体上隔一定距离 设置孔洞和拉结钢筋,浇筑混凝土时与构造柱或 圈梁同时浇筑,增强与原建筑物的可靠连接的构 造措施。
建筑抗震加固
培训要点
我国建筑设计规范确定的设防目标
概括为 “小震不坏,中震可修,大震不到。” 三个水准的设防目标。 1、当遭受低于本地区抗震设防烈度的地震影响 时,一般不受损坏或不需修理可继续使用。 2、当遭遇相当于本地区抗震设防烈度的地震 影响时,可能损坏,经一般修理或不需修理仍可 继续使用。 3、当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕 见地震影响时,不至倒塌或发生危及生命的严重 破坏。