钢筋混凝土框架结构的抗震加固问题探究

引言:

地震灾害是常见的一种突发性和毁灭性自然灾害。由于地震对国家财产及人类生命的威胁越来越大, 建筑物的抗震加固工作显得越来越重要。

1 抗震加固的必要性

我们国家幅员辽阔, 人口基数大, 由于近些年来地球板块的活动日益频繁, 导致我们国家经常性发生向地震、泥石流这样的地质灾害, 这给我们国家和人民造成了难以估计的损失。自2008汶川地震以来, 有关部门展开对震源比较集中的区域的建筑物的稳固性展开调查, 现已完成房屋结构加固的房屋数仅仅只占到全部的1/3, 还有2/3的房屋尚未或者正在进行抗震加固设计, 这说明群众对于建筑物的抗震结构设计仍旧比较重视, 由于各方面原因导致推行进展比较缓慢。建筑物抗震加固设计能够抵抗较大的外部压力和内剪力的破坏, 从而在较大程度上降低自然灾害导致的人员伤亡和财产损失。灾害直接导致几十万无家可归, 无数人死于地震灾害的破坏, 直接造成的经济财产损失难以估, 由于受1975年海城地震的影响, 天津某发电设备厂及时的对场内重点区域内的建筑物结构进行抗震加固结构设计, 以至于在后来的唐山大地震中整个工厂中没有出现过建筑物坍塌的事故, 从而挽救了厂内工人的性命, 并且在震后的恢复重建工作中它是首批展开自救生产的厂商之一, 而与之仅一墙之隔的天津重机厂厂内多数建筑物坍塌、设备损毁严重, 灾难结束后一直推迟了半年多才开始恢复生产自救, 这给我们留下了很多的历史经验和教训。时隔几十年的2008年的5.12汶川地震后重点受灾现场的惨况也是惨绝人寰, 只有极少数的像都江堰宁江中学老教学楼和宁江幼儿园这类建筑在后期进行过整体加固, 所以在灾难发生时建筑物基本保持原状没有发生较大程度的受损, 一直广为人知。

2 结构现状检测

通过对建筑物的整体情况进行评估, 它的整体结构设计和布置相对比较合理、对称, 整个房屋受力的分配也比较均匀, 房屋骨架采取的是双主轴、双向布置的结构设计, 整体构造比较合理, 存在的缺陷在于它的第5层凸出部分局部存在抽柱, 这会导致局部的受力得不到有效的分散。建筑物的整体设计框架以及重要部位的受力情况和采用的施工材料均满足建筑行业的相关标准和要求。但是也存在着一些比较明显的问题:A、D轴纵梁下部支座处的配筋率不达标;中柱部分的承重钢筋间距不达标, 其他的都严格按照施工的最高要求来严格执行。楼板之间采用的预制空心板除了局部极少数地方存在着裂缝以外并没有产生明显的裂缝及变形。并且整个建筑物的基础部分质量较好, 不存在下沉、变形、开裂等比较严重的质量问题。

3 验算分析及抗震鉴定结果

查询《民用建筑可靠性鉴定标准》 (GB50292-1999) 可知, 对于主要的混凝土构件:若R/ (γ0·S) ≥1.0, 则归为au级;若R (γ0·S) ≥0.95, 则归为bu级;若R/ (γ0·S) ≥0.90, 则归为cu级;若R/ (γ0·S) ≤0.90, 则归为du级。如果构件的建设等级为au级或bu级时, 说明它的安全系数较高, 不需要对建筑物进行加固处理;如果构件的建设等级为cu级或者du级时, 说明建筑物的安全性能存在一定的隐患, 需要进行加固防护。我们在计算机上借助PKPM软件来对实际情况进行了模拟;考虑地震作用时, 该结构的梁、柱验算结果为:1层及2层弹性层间位移角超出规范限值;底层柱、2层中柱及3层 (1) ~ (5) 及 (10) ~14) 轴线中柱承载力不足, 见图1;

4 抗震加固方案

本次检测对象的建筑物类型为钢筋混凝土结构, 在考虑对其进行抗震加固处理时需要结合实际中可能会遇到的困难以及从经济成本进行考虑, 可以通过这三种形式来对该公寓进行加固:增设剪力墙、增设钢支撑、扩大柱截面。

(1) 增设剪力墙来分散建筑物内部的应力。根据建筑物的实际情况以及从安全方面来进行考虑来合理的设置一定数量和长度的剪力墙。

(2) 运用X形结构来对建筑物进行支撑布局。用来进行支撑的双角钢规格为L80×50×8, 它在布置时需要考虑到结构弹性位移角限值和刚度均匀分布两个因素。在原结构各层A列及D列 (1) ~ (2) 、 (7) ~ (8) 、13) ~14) 轴线间布置纵向支撑, 在原结构各层A~B轴、C~D轴与 (1) 轴、 (5) 轴、 (10) 轴、14) 轴相交处布置横向支撑。

(3) 增大建筑物的截面来进行加固。这是一种比较常见的加固方法, 它通过增大原结构的截面来提高整个建筑物的承压能力。各层柱截面设计加大后尺寸:1层框架柱中的截面会变大为550mm×550mm, 2层和3层框架柱中的截面会变大为500mm×500mm, 四层框架柱中的截面会变大为450mm×450mm。

5 总结:

目前, 我国正处在社会主义的初级阶段, 必须坚持走可持续发展道路, 倡导我国抗震加固技术安全化、经济化、可持续化。

摘要：基于大量钢筋混凝土框架结构建筑物接近设计使用年限, 或者部分建筑在遭受地震后出现不同程度的损坏、或者国内部分地区抗震设防要求提高等原因, 许多建筑物需要按照现行规范进行抗震加固。本文就钢筋混凝土框架结构的抗震加固问题进行讨论。

关键词：钢筋混凝土,框架结构,抗震加固,问题

参考文献

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