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建筑结构抗震加固方案——构件补强加固

2024-04-12

地震是自然灾害中最具破坏性的一种,通常是由地壳运动引起的,可直接造成建筑物的损坏甚至倒塌,给人们的生命和财产安全带来巨大威胁。

 

构件补强加固是最常用的抗震加固方法之一

 

根据中国建筑科学研究院工程抗震研究所的《建筑抗震鉴定标准》、《建筑抗震加固技术规程》资料:河北邢台分别于1966年的3月8日和3月22日,发生了6.5级和7.2级地震。3月8日地震后一部分村民使用铁丝将外闪的前后墙体拉结起来,后来在3月22日再次发生更强的地震时这些临时加固的房屋全都没有发生倒塌。经过多次地震灾害调查结果均表明,震前加固的效果十分有效,因此对建筑结构进行抗震加固是减轻地震灾害的有效手段之一。

 

 PART.01 事件回顾 

 

铭记历史,珍爱生命。

 

4·3花莲地震

2024年4月3日7时58分,台湾花莲县海域发生了7.3级地震,震源深度12千米。震中5公里范围内平均海拔约-3560米,是台湾1999年“921”地震发生25年后的最大规模地震。截至4月8日,本次地震已造成13人遇难、1145人受伤、仍有6人失踪。

 

5·12汶川地震

2008年5月12日14时28分04秒,四川汶川发生了8.0级特大地震,震源深度14千米,是新中国成立以来最大规模的地震,50万平方公里的地面被重创,截至6月3日,共发生10037次余震。截至2009年4月25日,共造成69227人遇难、374643人受伤、17923人失踪。

 

7·28唐山地震

1976年7月28日3时42分53.8秒,河北唐山发生了7.8级地震,震源深度12千米,地震持续约23秒,整个唐山市顷刻间夷为平地,全市交通、通讯、供水、供电全面瘫痪。唐山大地震共造成242769人遇难、16.4万人受伤,是20世纪世界十大自然灾害之一。

 

 PART.02 抗震加固方案与要求 

 

对抗震性能不满足要求的建筑进行抗震加固,是减轻地震灾害的重要途径。

 

01抗震鉴定

对现有建筑抗震加固前必须先做抗震鉴定。抗震加固设计与加固方案应根据抗震鉴定结果进行,包括整体加固、区段加固和构件加固。

 

02结构勘测

在进行加固设计之前,要先对结构进行深入调查,并对建筑本身的缺陷进行针对性分析,并在抗震加固时一起处理。

 

03避免多次施工

当建筑近期需要改造或维修时,抗震加固应与改造维修一并进行设计和实施。避免先加固后再进行改造维修,损坏现有建筑。为了保持原有建筑风貌,还应尽量采用室内加固方法。

 

04加固方法选择

加固方法要综合考量确定,应优先选择施工便捷,对建筑使用功能影响小,对生产和生活影响小的加固方法。

 

 PART.03 构件补强加固法 

 

构件补强加固法是通过加强构建自身强度,使其恢复或提高承载力和抗震性能。

 

01裂缝损伤修补

主要用于处理震前结构已有的裂缝缺陷和震后出现裂缝的构件。

采用封缝胶、压力灌注环氧树脂胶修补裂缝宽度≤6mm的钢筋混凝土构件,裂缝较宽时可加入适量水泥,从而节省环氧树脂用量。

 

02外包加固法

外包加固是只在构件表面增设加强层,以提高构建的整体性、抗震性能、承载力等。这种方法主要适用于抗震性能要求较高的构件或震后破坏严重的构件。

①外包钢筋混凝土面层加固法:又称增大截面加固法,用于加固钢筋混凝土结构梁、柱以及砖墙、砖柱、筒壁等构件,如钢筋混凝土板墙,通过植筋胶植入钢筋并浇筑灌浆料或混凝土增大构件截面面积,以提高构件承载力、截面刚度及抗震性能。

②钢筋网砂浆面层加固法:多用于砌体结构的墙、柱上;若采用改性砂浆面层,也可用于混凝土结构的墙、柱上。施工方便,无需支设模板,铺设钢筋网后分层抹水泥砂浆。

③包钢加固法:适用于钢筋混凝土梁、柱、砖柱等构件抗震加固,施工便捷,但需要对钢材进行防锈蚀处理,高湿度环境下不适用。

 

03粘贴加固法

粘贴加固是指在构件表面通过高强度环氧树脂结构胶粘贴高强度材料,以提高构件抗震性能、承载力等。这种加固方法的优势在于基本不影响结构外形和使用空间,但承载力提高幅度不能超过40%。

碳纤维布加固法:广泛适用于各种混凝构件加固,施工便捷,通过碳纤维浸渍胶,将碳纤维布粘贴于构件表面,使之形成具有整体性的复合截面,以提高构件抗震性能、承载力并改善受力性能。

②粘钢加固法:适用于钢筋混凝土受弯、斜截面受剪、受拉及大偏心受压构件的加固,采用粘钢胶将钢板粘贴于构件表面,使之形成具有整体性的复合截面,以提高构件抗震性能、承载力等。

 

 PART.04 抗震加固构造要求 

 

01增强结构整体性能

在规划抗震加固方案时,总体布局首要考虑的是增强整体结构的性能,且有助于消除不利因素,例如结合维修改造同时对建筑物做抗震处理,将不利于抗震的建筑平面形状分割成规则单元。

 

02改善构件的受力状况

改善构件的受力状况是抗震加固的核心。在加固时,必须注意防止结构的脆性破坏,避免局部加强造成结构承载力和刚度突然变化。尤其是在对框架结构进行加固时,应尽量消除强梁弱柱的受力状态,改善抗震性能。

 

03结构质量均匀分布

加固或新增构件的布置,应该使结构的质量和刚度分布均匀、对称,以减少扭转效应。需要避免局部加强导致的结构刚度或强度出现突变的情况。

 

04减少场地效应

考虑减少场地效应对于加固方案至关重要。必须充分考虑建筑场地情况和现有建筑的类型,尽可能选择地震反应较小的结构体系,避免加固后地震作用的增大超过结构抗震性能的提高。

 

05减少地基工程

加固方案中应尽量减少地基基础的加固工程量。因为地基处理耗费巨大且困难,应该优先采取增强上部结构整体性等加固措施,以提高抵抗不均匀沉降能力。

 

06重点加强薄弱部位

需要特别加强抗震薄弱部位的抗震构造措施。对于易产生附加地震效应的局部凸出部分,或不同类型结构相接处的连接部位进行抗震加固时,应使其承载力或变形能力优于一般部位。

 

07新旧构件可靠连接

新增构件与原有构件之间的连接要牢固。在抗震加固过程中,新、旧构件的连接是确保加固后结构整体协同工作的关键。

 

08新增竖向构件要有可靠基础

新增的抗震墙、柱等竖向构件必须有可靠的基础。这些构件不仅要传递竖向荷载,还需要直接抵抗水平地震作用。基础应自上而下连续设置并落在地基上,不得直接支承在楼层梁板上。

 

09非结构构件抗震处理

对于女儿墙、门脸、出屋顶烟囱等易倒塌伤人的非结构构件,如果不符合抗震鉴定要求,应优先考虑拆除或改为轻质材料或栅栏。需要保留时,应进行抗震加固。

 

在未来,我们将继续致力于建筑结构加固与维护的创新研究,不断提升我们的材料品质。每一个工程项目都是对我们承诺的延续,也是对行业标准的践行。我们深信,通过努力和创新,结构加固将迎来更加可靠和持久的明天。感谢您的阅读、分享与关注!