框架结构建造抗震加固方法分析论文

框架结构建造的抗震加固方法分析

【摘要】我国存在大量的未考虑抗震设防的钢筋混凝土框架结构,其中，包括很多具有历史价值的建筑,为确保这些建筑物在地震作用下的安全，必须对其进行抗震鉴定与加固,而已进行了抗震设计的结构由于使用功能的改变等原因需要再加固时，设计时仍需要考虑结构抗震的要求。本文基于建筑框架结构设计中的抗震设计，对抗震加固设计及加固后结构层刚度的识别进行了初步研究。 【关键词】建筑结构；抗震设计；加固设计

框架结构中对于混凝土强度等级的提高影响最大的是框架柱，而梁、板混凝土强度等级的提高对于其受力性能的提高是很有限的。因为框架柱主要承受竖向荷载，其受力主要为受压，混凝土强度等级的提高对其受压强度会有很火的提升。而梁、板为受弯构件，混凝土在梁、板中的受力主要为受拉，混凝土强度等级的提高对其受拉强度的提升是很小的。 1 建筑结构抗震设计的衡量标准

对于性能的要求，现行抗震设计规范有两种基本的表达方式：一种是以损坏的程度来描述，另一种是以用途的重要性即抗震设防分类来描述。建筑结构中的损坏程度划分为不损坏和属正常维修下的损坏、可修复的破坏和倒塌；抗震设防分类则氛围甲、乙、丙、丁四类。对某些钢筋混凝土结构，现行规范给出了正常维修和倒塌的层问变位角作为定量指标。对于不同的设防类别，先行规范规定了不同的抗震措施，如乙类建筑的抗震措施要比丙类建筑的有关规

定提高一度。按规范提高抗震措施后，存遭遇到相当于本地区设防烈度的地震影响时，由于地震作用步提高，乙类建筑毁坏程度比丙类建筑要轻些。在遭遇到本地区罕遇地震影响时，乙类建筑的抗倒塌能力比丙类建筑要明显提高。显然，结构的抗震能力仍然缺乏明确的数量的变化。

2 影响结构延性的构造因素分析

参照现行设计规范的有关内容和要求，对于除规则性要求外的抗震构造，初步划分如下：

2.1 砌体结构影响变化能力的构造，可将圈梁、构造柱设计数量、位置、截面尺寸和配筋的分级作为重点，而局部墙体尺寸等只考虑其局部影响。例如，多层砖房的构造柱设置数量，可将房屋四角和楼梯间四角设置作为第一等级，房屋隔开间内外墙交接处和楼梯间四角没置作为第二等级。房屋每开间内外墙交接处和楼梯间四角设置作为第三等级；不设置构造柱即与非抗震设计相同。当然，在同样设防烈度和同样的性能要求下，对层数不同的砌体结构，其基本延性构造要求仍不同，如构造柱设置要求随房屋层数的增加而提高。现在的问题是，需要通过具体实例的计算分析，研究同一地点同样的房屋按不同的等级采取措施后，其各种措施的构造影响系数如何取值?是否可在某个范围内(如0.6至1.5的范围内)取值。 2.2 钢筋混凝土结构影响变形能力的构造，可将内力调整、柱纵向钢筋和箍筋体积配箍率、抗震墙墙体边缘的布置和构造作为分级的重点，而短柱、框支层、连梁的构造作为局部的影响。在同样

设防烈度和同样的性能要求下，对层数不同的钢筋混凝土结构，其基本延性构造要求仍需不同。这里，内力调整、纵筋总配筋率和箍筋体积配箍筋率等均已有现成的分级和定量取值，只需研究如何转为相应的影响系数。

2.3 钢筋结构影响变形能力的构造，可将内力调整、节点域构造、构件长细比和支撑设置作为分级的重点，而构件宽厚作为局部影响。在同样设防烈度和同样的性能要求下，对层数不同的钢结构，其基本延性构造要求也需不同。现行高层民用钢结构规程也有一些现成的定量0取值，同样需研究将其转化为影响系数的方法。 3 抗震设计中结构延性的重要性

地震灾害是人类面临的严重自然灾害之一。在地震作用下，一味地追求结构的强度是不可取的，结构的延性是非常重要的，地震分为小震、中震和大震。受我国经济情况的制约，我们只能从概率的角度出发，使结构在一定的概率保证下能够安全正常地发挥作用。这就决定了抗震设计的基本原则，也就是我们通常所说的“小震不坏，中震可修，大震不倒”。

在“小震”作用下，要求结构不受损伤或不需修理仍可继续使用。从结构抗震分析角度来说，就是要求结构在“小震”作用下保持准弹性反应状态，而不进入使建筑物中断使用和产生非结构构件破坏的非弹性反应状态：同时结构的侧向变形应控制在合理的限制范围以内，目的是使结构具有足够的抗侧向力刚度，这样才能保证小震不坏。

中震基本接近于我们的设防烈度地震，当遭遇到中震作用时，结构可以有一定程度的损坏，经修复或不经修复仍可继续使用。从经济角度来说，维修费用不能太高。对发生概率极小的罕遇人震(“大震”的烈度比设防烈度约高一度左右)。要求当结构在遭遇“大震”作用时，不应发生倒塌或危及生命的严重破坏。这样一个抗震设防目标是非常经济合理的。

通常我们只需要按小震作用效应和其它衙载效应的基本组合，验算构件截面抗震承载力及结构的弹性变形。而中震作用效应则需要结构靠一定的塑性变形能力(即延性)来抵抗。所以结构延性对建筑抗震是极其重要的。

4 局部构件加固后结构层刚度的识别

震后损坏的局部构件加固后承载力和刚度虽然将得到大幅度的提高，但可能会引起原结构刚度在竖向产生突变，因此需要对局部构件加固后的房屋抗震性能进行深入分忻。要准确计算出绐受一定损伤且局部构件加固后整栋房屋的层刚度，难度较大，因此实际工作中常采用脉动法进行实测。该方法不需用起振设备，又不受结构型式和大小的限制，简单易行，是找出结构频率和振型比较容易的常用方法。

5 房屋整体结构加固设计

识别出结构层刚度后，若层刚度比满足《建筑抗震设计规范》(gb5011-2001)3.4.2的要求，可不进行第二阶段加固设计；反之，通常可采用以下两种方法对房屋进行结构整体加固以满足层刚度

比的要求。

5.1 钢支撑体系加固法

钢支撑体系抗震加固技术特别适用于多高层空间框架结构，可以满足各层抗侧强度、刚度和结构延性的要求。在建筑物外部设置钢支撑，加固工作不影响建筑内部使用、不会造成面积浪费，经济和功能效果俱佳。钢支撑加固技术的主要优势是合适选择支撑的数量和尺寸，能够相对容易地调整结构的刚度水平使设计合理。 5.2 增设钢筋混凝土抗震墙

当房屋刚度较小、明显不均匀或有明显的扭转效应时，可增设钢筋混凝土抗震墙或翼墙加固。该法实际上是通过在结构的适当部位增设一定数量的剪力墙，将原框架结构改变为框架一剪力墙结构，是提高框架结构各层刚度的均匀性及减小扭转效应的有效方法。除以上两种常用的整体结构加固方法外，还有消能减震法、隔震加固法等。 参考文献

[1]王光远等译校．结构动力学(第二版)．高等教育出版社，2006 [2]李洪泉．剪切型钢筋混凝土结构的地震损伤识别方法[j]．哈尔滨建筑大学学报，第29卷第2期，1996

[3]王振宇．建筑结构损伤评估的研究进展[j]．世界地震工程，2001，17(3)：43—48