淺析砌體房屋抗震加固設計

1、淺析砌體房屋抗震加固設計摘要:結構缺陷的存在和難避免性致使結構承載力低，嚴重影響房屋使用安全，若要繼續(xù)使用，需對原結構進行全面檢測和抗震鑒定，按照新規(guī)范進行抗震驗算并加固。本文討論了多層砌體房屋抗震加固的原則,對目前常用的多層砌體房屋的加固方法進行了簡要的論述,提出了各種方法的特點和適用范圍以及需要注意的問題,并指出了將來可能的發(fā)展方向。關鍵詞:缺陷抗震加固;多層砌體;方法中圖分類號：TU973+.31文獻標識碼：A文章編號：0建筑結構面臨的新挑戰(zhàn)地震是一種嚴重的自然災害,可能給人類帶來重大損失。我國是一個多地震的國家,地震活動的分布范圍十分廣泛,絕大多數(shù)省份都曾發(fā)生過6級以上的地震。在20世

2、紀,震級大于等于8的強震達9次之多,其中發(fā)生于人口稠密地區(qū)者,損失更是慘重,如唐山大地震死亡24萬余人。為此,對于地震區(qū)新建房屋必須搞好抗震設計,對于未考慮抗震設防的已有房屋則應進行抗震鑒定,并采取有效的防震加固措施。砌體結構,通常是指由粘土磚、混凝土砌塊等砌成的結構,由于砌體的抗拉、抗剪強度均較低,因而砌體房屋的抗震性能相對較差,在國內外歷次強烈地震中,砌體結構的破壞率相當高。1923年的日本關東大地震,東京約有7000幢磚石房屋,大部分遭到嚴重破壞,僅有1000余座平房可修復使用。1948年蘇聯(lián)阿什哈巴地震,磚石房屋的破壞率達70%80%。1976年我國唐山大地震,在1000余幢多層磚混結

3、構房屋中,倒塌率為70%90%;1991年的柯坪地震、1993年的云南普洱地震,多層磚混結構房屋的破壞率達到75%。砌體結構又是我國居住、辦公、學校等建筑中普遍使用的一種結構形式,但材料脆弱、延性較差,因此是抗震加固的主要對象。抗震加固可以極大地減小建筑物的破壞,從而減少人員傷亡和財產損失。1976年的唐山大地震中,天津發(fā)電設備廠在震前對64項主要建筑物和設備進行了加固。在地震時,加固的建筑物基本沒有出現(xiàn)嚴重破壞現(xiàn)象,沒有一個車間倒塌,設備也完好無損。震后僅用了一天的時間就恢復了生產。而與此相鄰的天津重型機械廠,由于震前沒有采取加固措施,地震中破壞嚴重,停產半年。1996年麗江地震中,麗江地區(qū)

4、的大禮堂因經費不足,只加固了禮堂的中間部位和觀眾廳,兩邊的舞臺和前廳沒有加固,結果這次地震造成舞臺部分和前廳倒塌。說明在同一建筑上,加固部位和沒有加固部位在地震中的表現(xiàn)也是不同的。在國外的地震中如日本、美國、墨西哥、土耳其等國家的地震中情況都是類似,說明了未進行抗震設防并未進行抗震加固的建筑物的地震破壞比進行抗震設防或采取加固措施的建筑物的破壞嚴重得多。1多層砌體房屋的抗震加固原則多層砌體房屋的抗震加固實質是通過改善結構的構件、結構受力的途徑,以提高結構的抗震能力,從而減少結構的地震破壞。其抗震加固原則如下:(1)多層砌體房屋的抗震加固,要以結構的抗震鑒定結果為基礎。抗震鑒定是通過檢查現(xiàn)有建筑

5、的設計、施工質量和現(xiàn)狀,按規(guī)定的設防要求,對結構在地震作用下的安全性進行評估。根據(jù)抗震鑒定的結果有針對性地進行加固。可選擇整體加固、區(qū)段加固和構件加固。(2)在確定加固方案時,要對結構的現(xiàn)狀進行深入的調查,特別應查明結構是否存在局部損傷,對已有的損傷應進行專門的研究,在抗震加固時加以考慮。(3)在確定抗震加固方案時,如果是抗震鑒定不合格,要重點考慮結構總體功能的恢復,而不要求每個構件都恢復功能;如果是靜載下出現(xiàn)的破壞,以各種承重墻(柱)等的加固為主。(4)在承載力和變形能力的協(xié)調中,首先以承載力為主,側重于利用承載力的提高來彌補變形的不足;但抗震鑒定結果僅為整體性不足時,仍以改善整體性的加固方

6、案為主。(5)加固后的樓層綜合抗震能力不應超過規(guī)定值的30%,且不宜超過下一樓層綜合抗震能力的20%,超過時,應同時增強下一層的綜合抗震能力。(6)同一樓層內,非承重墻體和自承重墻體加固后的綜合抗震能力不宜超過未加固的承重墻體的綜合抗震能力,否則應加固承重墻體。(7)加固方案的選擇要避免發(fā)生內力重分布形成新的薄弱部位或導致薄弱部位轉移,如果發(fā)生轉移,應對新的薄弱部位進行處理。(8)增設磚墻等改變磚房受力體系和傳力途徑時,應對結構計算簡圖作相應改變使受力體系和傳力途徑符合實際,并力求減少原房屋的地震作用。(9)抗震加固是以結構的安全性為重點,也應考慮到結構適用和美觀,達到科學合理以及安全美觀的有

7、機統(tǒng)一。(10)應選用經濟的加固方法,且便于施工,盡量減小對生產和生活的影響。2砌體房屋的抗震加固技術分析目前在抗震加固中采用的具體方法有:(1)房屋承載力不滿足要求時,可選用下列加固方法。拆砌或增設抗震墻:對強度過低的原墻體可拆除重砌。材料可以采用磚或砌塊,也可以采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土。該方法改變受力分配、傳力途徑,甚至改變抗震分析簡圖,總體上提高房屋抗震能力,減少薄弱環(huán)節(jié)。修補和灌漿:對已經開裂的墻體,可采用壓力灌漿修補,對砌筑砂漿飽滿程度差或砌筑砂漿強度等級偏低的墻體,可用滿墻灌漿加固。該方法可以提高已開裂墻體的承載力。修補可恢復到未開裂時的承載力,壓力灌漿可按比原砂漿強度等級提高一級估計其

8、承載力。面層或板加固:在墻體的一側或兩側采用水泥砂漿面層、鋼筋網(wǎng)砂漿面層或現(xiàn)澆鋼筋混凝土板加固。該方法主要提高墻體的承載力,也可以增加樓板的支承長度。(2)當房屋的整體性不能滿足要求時,可選擇下述加固方法。當墻體布置在平面內不閉合時,可增設墻段形成閉合,在開口處增設現(xiàn)澆鋼筋混凝土框;當縱橫墻連接較差時,可采用鋼拉桿、長錨桿、外加柱或外加圈梁等加固;樓、屋蓋構件支撐長度不能滿足要求時,可增設托梁或采取增強梁、屋蓋整體性等措施;對腐蝕變質的構件應更換;對無下弦的人字屋架應增設下弦拉桿。(3)當圈梁設置不符合鑒定要求時,應增設圈梁。外墻圈梁宜采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土,內墻圈梁可用鋼拉桿或在進深梁端加錨桿代替。(4)對房屋中易倒塌部位,可采用下述方法加固。承重窗間墻寬度過小或抗震能力不能滿足要求時,可增設鋼筋混凝土窗框或采用面層、板墻等加固;隔墻無拉結或拉結不牢,可采用鑲邊、埋設鐵夾套、錨筋或鋼拉桿加固;支撐大梁等的墻段抗震能力不能滿足要求時,可增設砌體柱、鋼筋混凝土柱或采用面層、板墻加固;出屋面的樓梯間、電梯間和水箱間不符合鑒定要求時,可采用面層或外加柱加固,其上部應與屋蓋構件有可靠連接,下部應與主體結構的加固措施相連;出屋面的煙囪、無拉結女兒墻超過規(guī)定的高度時,宜拆矮或采用型鋼、鋼拉桿加固;懸挑構件的錨固長度不能滿足要求時,可加拉桿或采取減少懸挑長