新型抗震加固技術(shù)綜述

第一章：緒論1.1建筑抗震加固的時代背景和社會意義在過去的年里，世界各地的地震現(xiàn)象此起彼伏。特別是近年，罕遇地震頻頻出現(xiàn)。上世紀(jì)90年代至今,世界各大地震所引發(fā)的震害經(jīng)濟(jì)財產(chǎn)損失屢創(chuàng)新高，遠(yuǎn)超出了社會的預(yù)期和可承受的范圍。我國地處環(huán)太平洋地震帶與歐亞地震帶的交匯部位，地震活動頻度高、強度大、震源淺、分布廣，是一個震災(zāi)嚴(yán)重的國家。據(jù)統(tǒng)計資料顯示，中國的陸地地震占全球陸地地震的三分之一，地震及其他自然災(zāi)害的嚴(yán)重性構(gòu)成了中國的基本國情之一。隨著城市化進(jìn)程的加快，震害對人類的生命財產(chǎn)安全的影響愈演愈烈。如何降低地震對建筑物、構(gòu)筑物及城市生命線工程的損傷，減少震害帶來的經(jīng)濟(jì)損失，就變得極其重要，成為人們越來越關(guān)心的問題。工程界開展了諸多工作，除了研發(fā)更為準(zhǔn)確合理的抗震理論、方法、新技術(shù)外,以提高現(xiàn)有建筑物、構(gòu)筑物抗震性能為目標(biāo)的加固改造也是重要的組成部分。當(dāng)前，世界各國建筑抗震設(shè)計規(guī)范大多采用“小震不壞、中震可修、大震不倒”的三水準(zhǔn)設(shè)防準(zhǔn)則。該理論以保障生命安全為基本目標(biāo)，在工程實踐中取得了巨大的成功，在發(fā)生地震的情況下有效的保障了使用者的生命安全。但上世紀(jì)年代發(fā)生的幾次大地震，引發(fā)了世界地震工程界對設(shè)防水準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)安全和經(jīng)濟(jì)性之間合理關(guān)系的重新認(rèn)識。一次次慘痛的地震災(zāi)害告訴我們,隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展、人類城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)和土地人口密度的增加，地震引發(fā)的震害損失呈上升態(tài)勢。甚至于中等強度的地震都會導(dǎo)致遠(yuǎn)超社會預(yù)期的巨大經(jīng)濟(jì)損失。在現(xiàn)實生活中，社會和建筑物使用者對于建筑物抗震的需求是多層次的，而非單一的目標(biāo)，現(xiàn)代以及未來的人類建筑不僅需要能夠在地震中抵御倒塌的危險，還必須控制地震所帶來的經(jīng)濟(jì)損失、延續(xù)結(jié)構(gòu)的使用功能。當(dāng)前以保證人的生命安全為目標(biāo)的單一設(shè)防理念己不能完全滿足社會的需求。強化結(jié)構(gòu)的抗震安全目標(biāo)并提高結(jié)構(gòu)的抗震功能要求，已經(jīng)成為工程抗震領(lǐng)域魚待解決的課題。1.1.1建筑抗震加固的時代背景地震災(zāi)害的主要屬性是土木工程災(zāi)害，土木工程是災(zāi)害的主要載體,而土木工程手段又是防災(zāi)減災(zāi)的主要手段。提高建筑物抗震性能是防止并減輕震害損失的核心內(nèi)容。建國至今,我國的建筑設(shè)計思想從抗震不設(shè)防到抗震設(shè)防，建筑抗震設(shè)計規(guī)范的從無到有，歷經(jīng)變遷，深刻地反映了時代的發(fā)展、社會的進(jìn)步，同時也造成了我國建筑領(lǐng)域各時代建筑類型多樣、條件多變、情況復(fù)雜的局面。在我國的地震區(qū)內(nèi)存在相當(dāng)一部分的建筑物、構(gòu)筑物I其結(jié)構(gòu)抗側(cè)力不足，不能滿足抗震要求。原因大致可歸納為以下幾點：（1）地震區(qū)劃圖的修訂使得抗震設(shè)防烈度有所提高，或原結(jié)構(gòu)設(shè)計時未進(jìn)行抗震設(shè)計。（2）建國前后甚至更早年代建造的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)，己接近或超過其服務(wù)基準(zhǔn)期，結(jié)構(gòu)的安全性下降，是否滿足抗震要求，需要進(jìn)行抗震鑒定。（3）建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計、施工中存在失誤，或在建筑使用基準(zhǔn)期內(nèi)出現(xiàn)使用變更、建筑物加層、附加設(shè)施改變等情況。（4）經(jīng)受過地震的結(jié)構(gòu)，需要進(jìn)行抗震鑒定及加固處理。因此，現(xiàn)在有大量的建筑物迫切的需要抗震鑒定及加固,特別是建造年代久遠(yuǎn)的、偏遠(yuǎn)落后地區(qū)的中小學(xué)校舍和多層建筑。對現(xiàn)有建筑物進(jìn)行抗震鑒定并對不滿足設(shè)防要求的建筑采取抗震加固措施,可以顯著提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，是減輕地震災(zāi)害的重要途徑。1.1.2建筑抗震加固的社會意義對現(xiàn)有建筑物進(jìn)行抗震鑒定及加固，是減輕地震災(zāi)害的有效手段，有著巨大的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益。當(dāng)前我國需要進(jìn)行抗震加固的建筑,有著基于我國特殊國情的鮮明特征，首當(dāng)其沖的是兩類典型建筑。（1）抗震能力不足且正在使用期限內(nèi)的城市生命線工程、生產(chǎn)生活經(jīng)營密集區(qū)域建筑物、構(gòu)筑物。此類工程維系著城市的正常運行,與社會群眾的生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。該類建筑的破壞會直接導(dǎo)致城市各項功能局部或全部喪失，并引發(fā)嚴(yán)重的次生災(zāi)害。從國內(nèi)外歷次的震害資料顯示，該類建筑的破壞波及范圍最廣，影響最深，持續(xù)時間最長，經(jīng)濟(jì)損失最嚴(yán)重,同時也嚴(yán)重制約著城市的災(zāi)后重建工作。生命線工程是連接城市生活圈的紐帶,是城市生活群落物質(zhì)、能量交換的大動脈，牽一發(fā)而動全身。提高城市生命線工程的抗震性能，不僅可以將震害引發(fā)的次生災(zāi)害降低到最小,而且可以在最短的時間恢復(fù)城市的各項功能，開展重建,從而在全局上實現(xiàn)社會效益、經(jīng)濟(jì)效益的最優(yōu)化處置。（2）建造年代久遠(yuǎn)的古、近現(xiàn)代建筑物。人類歷史源遠(yuǎn)流長，文化藝術(shù)世代相傳，而留存至今的古代建筑無一不是文化的活化石，結(jié)構(gòu)類型各異,技藝豐富多變，是凝結(jié)了古人智慧、見證了歷史變遷的無價之寶。近現(xiàn)代中國風(fēng)起云涌，各種文化思想交織碰撞，更是孕育了一大批獨具特色、中西合璧的珍貴作品，在中國的歷史發(fā)展中占據(jù)了風(fēng)格獨特的一席之地。無論是中國古典的建筑珍寶,還是中西結(jié)合的建筑遺存，都?xì)v經(jīng)風(fēng)雨，代表著那個年代的技術(shù)和文化，有著其不可磨滅的歷史價值，是人類文化遺產(chǎn)的重要組成部分。現(xiàn)有的古、近現(xiàn)代建筑，結(jié)構(gòu)類型各異，歷盡風(fēng)雨,結(jié)構(gòu)嚴(yán)重老化，功能喪失，遠(yuǎn)超自身的設(shè)計使用年限，加強抗震性能、加固修復(fù)刻不容緩。古、近現(xiàn)代建筑的抗震鑒定、評價、加固與修復(fù)保護(hù)不僅關(guān)系到人類社會物質(zhì)文明的發(fā)展而且與人類文化遺產(chǎn)的延續(xù)息息相關(guān)。對現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的抗震加固意義重大。1976年唐山大地震得出的最重要的教訓(xùn)之一就是震前建筑物加固與否將導(dǎo)致完全不同的后果。在天津地區(qū),海城地震后進(jìn)行加固的二萬多間民房，在唐山地震過程中無一倒塌，而附近未加固的相同類型民房有的嚴(yán)重破壞，甚至倒塌。又如天津發(fā)電設(shè)備廠，所有64幢主要建筑單層工業(yè)廠房，在海城地震后進(jìn)行了加固，消耗鋼材約40噸,這些建筑物在唐山地震的襲擊下,無一嚴(yán)重破壞或落架、倒塌，主震后僅72小時即恢復(fù)了正常生產(chǎn)。相反的，僅一路之隔的天津重機(jī)廠，因震前未加固，許多類似建筑在唐山地震過程中嚴(yán)重?fù)p壞，被迫停產(chǎn)半年以上，損壞建筑物的修理與加固消耗了700噸以上的鋼材，約為發(fā)電設(shè)備廠加固用鋼量的17.5倍。以上兩個實際例子充分證明了對那些抗震能力不足的現(xiàn)有建筑物進(jìn)行抗震加固是一項具有重要意義的工作?！?】美國專家麥克羅斯基說“在地震中殺死人們的不是地震的震級而是貧窮和不堅固的建筑物?！眹鴥?nèi)外無數(shù)地震災(zāi)害的研究和實踐均表明，加強建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的抗震加固是減輕震害財產(chǎn)損失，降低震害人員傷亡的重要手段1.2抗震加固技術(shù)的發(fā)展概況抗震加固需要投入大量的人力、物力和資金支持，如何在有限資源的條件下達(dá)到最佳的加固效果,即實現(xiàn)預(yù)期的抗震設(shè)防目標(biāo)，就要求工程師根據(jù)工程實際，對抗震加固設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，改進(jìn)抗震加固技術(shù)方法,選取合適的抗震加固方案,綜合考慮安全、合理、經(jīng)濟(jì)的多項因素，盡可能減少工程量，降低投資。建筑抗震加固事業(yè)發(fā)展中，我國投入了大量的人力、物力，進(jìn)行了大量的實驗研究，取得了較為系統(tǒng)的成果，并積累了豐富的工程實踐。僅1977年到1989年底，國家、地方、部門和企業(yè)共加固2.9億多平方米的建筑，用于抗震的經(jīng)費共33.5億元。針對不同類型建筑結(jié)構(gòu)的抗震加固,我國形成了較為系統(tǒng)和完備的技術(shù)方案【2】，見表1.1。從抗震加固的思路出發(fā)，抗震加固的方法主要可以分為減小地震作用和提高結(jié)構(gòu)抗震能力兩大類別，進(jìn)而衍生出了眾多相關(guān)的技術(shù)方法。

表1.1結(jié)構(gòu)抗震加固方法一覽表Table1.1Seismicstrengtheningmethodsforstructures結(jié)構(gòu)類型抗震特點抗震加固方法砌體結(jié)構(gòu)1:抗震墻抗震能力不足提高承重墻體抗震性能：（1）外包鋼筋混凝土面層（2）鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層2：砌體變形性能不足增設(shè)墻體：（1）增設(shè)抗震墻降低抗震能力薄弱構(gòu)件所承受的地震作用3：房屋整體性不好提高結(jié)構(gòu)抗震整體性：（1）增設(shè)圈梁和構(gòu)造柱（2）拉結(jié)鋼筋（3）壓力灌漿框架結(jié)構(gòu)1：框架柱，梁抗震承載力不足提高柱，梁抗震性能（1）外部加設(shè)鋼筋混凝土面層（2）黏鋼加固（3）外包型鋼（4）碳纖維加固框架柱，梁抗震變形能力不足增設(shè)墻體（1）增加結(jié)構(gòu)抗震墻數(shù)量，減少抗震性能較差的梁，柱承受的地震作用1.2.1減小地震作用的技術(shù)地震作用和結(jié)構(gòu)反應(yīng)成正比例關(guān)系。降低地震作用，即減小了結(jié)構(gòu)的反應(yīng)，也就保證了結(jié)構(gòu)在地震發(fā)生時的安全,提高了結(jié)構(gòu)的抗震安全度，變相的對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了加固處理。結(jié)合工程實際，減小地震作用的加固方法可分為增大結(jié)構(gòu)周期隔震加固、加大結(jié)構(gòu)阻尼消能減震加固和降低低階振型被動控制減震加固。（1）隔震加固法結(jié)構(gòu)剛度和地震作用成正比。當(dāng)結(jié)構(gòu)周期變大時，剛度隨之減小，進(jìn)而降低了地震作用。目前工程實踐中,以增大周期為目的的加固技術(shù)方法多為隔震技術(shù)，其中最有代表性的就是鉛芯橡膠隔震。該方法充分利用了橡膠、鉛芯兩種材料阻尼值相對較高、水平變形比較大且能大量吸收并散耗地震動能量的特點,將鉛芯橡膠隔震布置在地基基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)之間，使二者完全脫開。地震中,隔震墊產(chǎn)生較大的水平變形，吸收并消耗大量的能量，增加上部結(jié)構(gòu)的周期,使得上部結(jié)構(gòu)的地面水平加速度大幅降低，實現(xiàn)減小上部結(jié)構(gòu)地震力的目的。（2）消能減震加固方法在工程抗震原理中，結(jié)構(gòu)阻尼與地震作用為反比關(guān)系。在工程實踐中,增加結(jié)構(gòu)阻尼主要通過在結(jié)構(gòu)變形較大的部位設(shè)置阻尼器的消能減震方法來實現(xiàn)。利用阻尼器來控制結(jié)構(gòu)在地震作用下的預(yù)期變形,通過降低建筑結(jié)構(gòu)在水平、豎直兩個方向的地震作用，確保建筑物在罕遇地震作用下不出現(xiàn)嚴(yán)重的破壞。（3）結(jié)構(gòu)被動控制下的減震加固方法該方法的原理是通過在建筑結(jié)構(gòu)的頂部加設(shè)阻尼器，也稱為調(diào)諧質(zhì)量,減小結(jié)構(gòu)在地震作用下的頂層最大位移或降低結(jié)構(gòu)降低低階振型的地震能量。該技術(shù)方法在對現(xiàn)役結(jié)構(gòu)加層改造等領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景?？梢栽诓粚ο虏拷Y(jié)構(gòu)加固的情況下，直接加層，新建部分采用隔震橡膠支座同原結(jié)構(gòu)連接，進(jìn)而減小原有結(jié)構(gòu)的地震作用,達(dá)到抗震加固的效果。在新建的高層或超限高層建筑物頂部設(shè)置大噸位的風(fēng)阻尼器，可以有效減緩建筑物的晃幅，也能夠吸收地震作用對結(jié)構(gòu)頂部的沖擊，顯著的改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。1.2.2提高結(jié)構(gòu)抗震能力的方法（1）加強自身整體法該技術(shù)方法適用于對一般結(jié)構(gòu)構(gòu)件自身承載力和抗震性能進(jìn)行的提高，多見于對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)構(gòu)件震后裂縫的修復(fù)或施工缺陷的修補。提高結(jié)構(gòu)自身整體性的加固方法一般不單獨使用,同其他加固方法一同使用?；谠摲椒ǖ某Ｒ娂庸淌侄我姳?.2。表1.2提高結(jié)構(gòu)自身整體性加固方法一覽表Table1.2Methodstoimprovetheintegrityofthestructure分類適用范圍壓力灌注樹脂漿鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫的加固鐵把鋸加固砌塊墻體裂縫的加固壓力灌注水泥砂漿混凝土構(gòu)件，砌塊墻體裂縫的加固砌筑砂漿強度低于M1的砌塊墻體的承載力加固

(2)外包加固法該方法是一種通過在建筑結(jié)構(gòu)外圍設(shè)置加強層，來提高構(gòu)建抗震能力、變形性能和整體性的常見方法，能夠大幅提高結(jié)構(gòu)的抗震能力,一般做法見表1.3【2】。表1.3外包加固技術(shù)措施一覽表Table1.3Technicalmeasuresforoutsourcingreinforcement分類實現(xiàn)方法及加固原理優(yōu)點局限適用范圍外包鋼筋混凝土面層加固支模板現(xiàn)澆或噴射混凝土，在構(gòu)件外部增設(shè)鋼混面層，增設(shè)鋼筋，增大構(gòu)件界面顯著提高構(gòu)件承載力，延性和剛度，效果可靠，易控制工程質(zhì)量，耐久施工周期長，限制結(jié)構(gòu)正常使用，濕作業(yè)，現(xiàn)場環(huán)境不好范圍較廣泛鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固鋪設(shè)鋼筋，將鋼筋網(wǎng)與原構(gòu)件固定，分層抹灰，養(yǎng)護(hù)能提高構(gòu)件整體性，施工簡單，效果好，耐久增設(shè)配筋量較少，加固面層厚度有限制加固磚柱，磚墻等鋼構(gòu)套加固在構(gòu)件外圍包以型鋼加固，根據(jù)使用粘結(jié)劑與否分為干法和濕法兩種施工方便，能有效提高構(gòu)建抗震性能需注意對鋼構(gòu)套表面涂刷防銹漆，或用水泥砂漿適用于加固鋼筋混凝土梁柱，以及磚柱，

面層保護(hù)磚煙囪等粘鋼加固采用粘結(jié)劑粘結(jié)鋼板與原構(gòu)件，提高構(gòu)件承載力，抗裂性和延性施工方便，快捷，施工場地環(huán)境條件好，對使用影響小需對鋼板進(jìn)行保護(hù)，環(huán)境溫度不能大于60°C承受靜力作用的一般受彎及受拉構(gòu)建碳纖維加固采用樹脂類高性能復(fù)合材料將碳纖維片材黏貼于構(gòu)件表面，提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力和強度碳纖維彈模和強度高，質(zhì)量輕，體積小，耐久性和耐腐蝕性好，便于施工費用較高，使用環(huán)境不能大于60C混凝土構(gòu)件，鋼結(jié)構(gòu)，木結(jié)構(gòu)(3)外加構(gòu)件法通過在原建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件外部增設(shè)構(gòu)件,加強結(jié)構(gòu)抗震承載力、變形能力和整體性的方法稱為增設(shè)構(gòu)件法。該方法可以對建筑物中承載力和變形能力不足的構(gòu)件進(jìn)行加強,但使用該方法進(jìn)行構(gòu)件的加固設(shè)計時，需重點關(guān)注新增加的構(gòu)件對加固后結(jié)構(gòu)整體抗震性能的影響。常用的技術(shù)方案有增設(shè)構(gòu)造柱圈梁加固、增設(shè)墻體加固、增設(shè)柱子加固、增設(shè)拉桿加固、增設(shè)支托加固、增設(shè)支撐加固和增設(shè)門窗加固等具體使用范圍見表1.4。表1.4增設(shè)構(gòu)件加固技術(shù)措施一覽表增強連接加固法構(gòu)件的可靠性連接是結(jié)構(gòu)抗震性能的重要指標(biāo)，可以有效降低地震中結(jié)構(gòu)倒塌的風(fēng)險。在原結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力滿足，但構(gòu)件連接較差的情況下，必須進(jìn)行增強連接的處理。常見的方法有：a：鋼夾套加固鋼夾套加固適用于隔墻與頂板、梁的加固連接。使用鋼夾套連接墻體和梁板，可有效防止磚墻的倒塌。b：拉結(jié)鋼筋加固該方法適用于對磚混結(jié)構(gòu)中硅梁柱與磚墻無有效連接的進(jìn)行加固的情況。新增設(shè)的拉結(jié)鋼筋一端彎曲后錨入磚墻的灰縫另一端錨固到梁柱斜孔或與梁柱通過膨脹螺栓進(jìn)行焊接。c:壓漿錨桿加固該技術(shù)措施適用于改善磚混結(jié)構(gòu)中縱橫墻連接較差的情況。加設(shè)長錨桿，一端嵌入內(nèi)橫墻，一端與外縱墻或外加柱相嵌固。（5）替換構(gòu)件加固法當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)中存在部分因為強度低、延性差而不滿足規(guī)范抗震要求的構(gòu)件時，可采用強度高、延性好的新構(gòu)件對原有構(gòu)件進(jìn)行替換加固。常見的構(gòu)件替換有：a:鋼筋混凝土替換砌塊b:鋼結(jié)構(gòu)替換木結(jié)構(gòu)第二章：基于性能的抗震設(shè)計理論及方法2.1我國《建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范》的三水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)我國現(xiàn)行的《建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范》明確規(guī)定了我國建筑抗震設(shè)計的“三水準(zhǔn)”和“兩階段”原則。其中“三水準(zhǔn)”是指：第一水準(zhǔn)（小震不壞）：當(dāng)遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時,一般不受損壞或不需修理即可繼續(xù)使用。第二水準(zhǔn)（中震可修）：當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時，可能損壞,但經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。第三水準(zhǔn)（大震不倒）當(dāng)遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的罕遇地震影響時，不致倒塌或危及生命的嚴(yán)重破壞?？拐鹪O(shè)計的“兩階段”是指：第一階段抗震承載力驗算和相應(yīng)的構(gòu)造措施,以滿足第一水準(zhǔn)的設(shè)防目標(biāo)。第二階段防倒塌的彈塑性變形驗算和提高變形能力的構(gòu)造措施?，F(xiàn)行的“三水準(zhǔn),兩階段”的建筑抗震設(shè)計方法,主要包涵了兩方面的問題。（1）基于地震重現(xiàn)周期、基本烈度和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的大、中、小震的概念我國地震烈度的概率分布符合極值三型，設(shè)計基準(zhǔn)期一般為50年時。50年內(nèi)超越概率為63.2%的眾值烈度為第一水準(zhǔn)烈度，即多遇地震水平（小震），地震重現(xiàn)周期為50年；50年內(nèi)超越概率為10%的地震影響為第二水準(zhǔn)烈度,與國家現(xiàn)行地震區(qū)劃圖的基本烈度（中震）大致相當(dāng)，地震重現(xiàn)周期為475年；50年內(nèi)超越概率為2~3%的地震影響為第三水準(zhǔn)，即罕遇地震大震，地震重現(xiàn)周期為2475~1641年。（2）對應(yīng)與地震烈度的性能目標(biāo)小震不壞，即一般意義上的抗震計算范疇，以多遇地震烈度作用下結(jié)構(gòu)保持彈性為判定依據(jù)。在設(shè)計中，通過基于小震的彈性分析、可靠度計算和構(gòu)造措施共同保證。中震可修,要求結(jié)構(gòu)在遭受基本烈度的地震的情況下，依然具有修復(fù)的余地。設(shè)計中主要用包含保證構(gòu)件、節(jié)點言行的構(gòu)造措施加以實現(xiàn)，即通常意義上的強剪弱彎、強柱弱梁、強節(jié)點強錨固。大震不倒,除正常的抗震承載力計算外，需要補充罕遇地震下的結(jié)構(gòu)驗算。以計算機(jī)模擬罕遇地震下的靜力、擬靜力、動力彈塑性分析為基礎(chǔ)，通過保證結(jié)構(gòu)的延性來實現(xiàn)性能目標(biāo)。2.2基于性能的抗震設(shè)計理論地震中，結(jié)構(gòu)基本上都經(jīng)歷了相當(dāng)大的非彈性變形,并由此引發(fā)了許多嚴(yán)重的地震災(zāi)害，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。當(dāng)前世界各國的抗震設(shè)計理論基本上多采取二級或三級設(shè)計思想，該思想以保障生命安全為基本目標(biāo),可以在地震中基本保證建筑物使用者的生命安全，卻無法有效控制結(jié)構(gòu)在罕遇地震、甚至是中小震作用下的直接、間接經(jīng)濟(jì)損失。隨著城鎮(zhèn)化、樓宇智能化進(jìn)程的發(fā)展，地震災(zāi)害造成的損失和破壞遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出建筑設(shè)計人員的設(shè)計預(yù)期,更超過了社會和業(yè)主所能承受的范圍。1989年及2001年版本的建筑抗震設(shè)計規(guī)范基本上均采用保證人類生命安全為目標(biāo)的一級設(shè)計理論，通過基于強度或承載力的抗震設(shè)計方法來實現(xiàn)這一目的，在當(dāng)時的歷史背景下具有相當(dāng)?shù)暮侠硇约艾F(xiàn)實意義，同時在實踐中取得了顯著的抗震效果。但該設(shè)計方法在抗震設(shè)防理念等方面都略有不足，需要在滿足社會適應(yīng)性的前提下進(jìn)行研究和發(fā)展。現(xiàn)代社會，建筑物使用者對于結(jié)構(gòu)的抗震安全性能具有多層次的需求，區(qū)別于傳統(tǒng)建筑，現(xiàn)在及未來的建筑不僅需要滿足安全、不倒塌的要求，還必須將地震對社會造成的經(jīng)濟(jì)損失控制在合理范圍,并且保證建筑結(jié)構(gòu)震后的使用功能延續(xù)等一系列問題。改進(jìn)現(xiàn)行的抗震設(shè)防理論,使結(jié)構(gòu)能在地震中符合人們的預(yù)期目標(biāo)，成為了世界工程界面臨的重要研究課題。而這樣的時代背景，就成為了基于性能的抗震設(shè)計思想誕生的土壤。2.2.1基于性能設(shè)計理論的概念1963年,挪威奧斯陸的NKB(NordiskaKomittenforByggbestammelser)對北歐5國現(xiàn)有建筑法規(guī)進(jìn)行統(tǒng)一化，取名基于結(jié)構(gòu)性能的抗震設(shè)計理論的4級框架;國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)分別于1980年、1984年頒布了基于結(jié)構(gòu)性能建筑法規(guī)的初步使用標(biāo)準(zhǔn)；英國(Heseltine1991)、新西蘭(BIA1995)和澳大利亞(ABCB1996)都對本國建筑法規(guī)進(jìn)行了基于性能設(shè)計方法的修訂；聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會以NKB框架體系為基礎(chǔ)，出臺了建筑條例法規(guī)(ECE1996)；1998年，日本也進(jìn)行了相應(yīng)的建筑法規(guī)修改。20世紀(jì)九十年代初期，美國加利福尼亞大學(xué)大學(xué)伯克利分校(UniversityofCalifornia,Berkeley)的J.Rmoehie教授首先提出了基于性能/位移的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計概念(Performance-BasedSeismicDesign,PBSD),并最先應(yīng)用于橋梁的設(shè)計。Rmoehie教授提出的基于性能的抗震設(shè)計理論的核心思想是保證結(jié)構(gòu)在彈塑性變形階段的變形能力能夠滿足的預(yù)定地震作用下的變形要求,在整體上控制結(jié)構(gòu)的層最大位移和層間位移水準(zhǔn)?；谛阅芪灰频慕ㄖ拐鹪O(shè)計方法,用量化的位移設(shè)計指標(biāo)主動控制建筑物的抗震性能，與以往強調(diào)力的概念的抗震設(shè)計方法相比較，前進(jìn)了一大步，深刻的影響了美國、日本和歐洲的土木工程界。基于性能的抗震設(shè)計被認(rèn)為是未來建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(PBSD)的主要防治方向成為21世紀(jì)世界抗震設(shè)計規(guī)范的大潮流。基于性能的抗震設(shè)計是指根據(jù)結(jié)構(gòu)自身的重要性和用途確定其性能目標(biāo)，根據(jù)不同的性能目標(biāo)提出不同的抗震設(shè)防水準(zhǔn)，使設(shè)計的結(jié)構(gòu)在使用期間和未來地震中具備預(yù)期的功能以滿足不同的性能目標(biāo)要求。基于性能的抗震設(shè)計并不是全新的概念，我國現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》實質(zhì)上就屬于強度承載力十延性的設(shè)計方法?；谛阅艿目拐鹪O(shè)計理論是建筑結(jié)構(gòu)“多級抗震設(shè)防”思想的具體細(xì)化，通過對結(jié)構(gòu)抗震的性態(tài)設(shè)計,以期能夠有效控制建筑物在不同地震設(shè)防水準(zhǔn)下的破壞狀態(tài)，實現(xiàn)預(yù)期的結(jié)構(gòu)性能水準(zhǔn)。從而使建筑結(jié)構(gòu)在整個生命周期內(nèi)，在遭受地震作用后，總體費用達(dá)到最小，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)使用基準(zhǔn)期內(nèi)的總體費效最優(yōu)【3】。2.2.2基于性能的設(shè)計理論在建筑加固設(shè)計中的應(yīng)用基于性能的抗震設(shè)計思想發(fā)展了當(dāng)前使用的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計理論和方法，但卻不排斥當(dāng)前的抗震設(shè)計方法?；谛阅艿目拐鸺庸淘O(shè)計，同樣是對當(dāng)前加固思想的發(fā)展,與現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)加固設(shè)計方法并不矛盾。在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)抗震加固設(shè)計的基礎(chǔ)上,更加注重對結(jié)構(gòu)非線性靜力分析和位移性狀的強調(diào)。與目前的抗震加固設(shè)計理論相比，基于性能的抗震加固設(shè)計方法具有如下特點【4】多層級設(shè)防眾多研究文獻(xiàn)表明，基于性能的結(jié)構(gòu)抗震和加固設(shè)計理論較多的采用多層級設(shè)計的方法和理念，將地震設(shè)防等級按能量和重現(xiàn)期等因素劃分為大震、中震和小震。該多層級的地震等級劃分，與現(xiàn)行抗震設(shè)計規(guī)范和現(xiàn)行設(shè)計方法相似，又略有不同，即基于性能理論的結(jié)構(gòu)抗震加固設(shè)計的性能目標(biāo)由人身安全和財產(chǎn)損失兩部分組成。（1）全面性分析建筑物的抗震性能需要綜合考慮結(jié)構(gòu)實際受力情況、業(yè)主使用需求和投資能力等多種因素，選擇切實可行的抗震設(shè)防目標(biāo)。按預(yù)先設(shè)定的抗震加固性能目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計，而非單純的抗震驗算,全面分析結(jié)構(gòu)構(gòu)件、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件及內(nèi)部設(shè)施的破壞影響，優(yōu)化抗震加固設(shè)計方案〃達(dá)到費效最低的目標(biāo)。（2）靈活性選擇基于結(jié)構(gòu)性能的抗震加固設(shè)計理論對地震作用、層間位移等重要參數(shù)設(shè)定了最低的容許值，同時又可以給予設(shè)計人員更多的靈活性，進(jìn)行符合業(yè)主要求、滿足規(guī)范且具有設(shè)計師風(fēng)格的“個性化”設(shè)計，在實現(xiàn)業(yè)主需求的抗震性能目標(biāo)和設(shè)計方法以及相應(yīng)的構(gòu)造措施的同時,有利于新材料、新技術(shù)的推廣應(yīng)用。第三章：結(jié)構(gòu)抗震加固3.1結(jié)構(gòu)抗震加固程序首先,應(yīng)根據(jù)原設(shè)計圖紙、工程現(xiàn)狀和當(dāng)前載荷要求，按一《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》對己有建筑進(jìn)行抗震鑒定,查清現(xiàn)有建筑不滿足現(xiàn)行規(guī)范的方面。一般而言，對現(xiàn)有房屋的鑒定主要基于兩方面一是，整體結(jié)構(gòu)是否滿足抗震要求。主要指整個建筑的設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)總體方案是否滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。二是,單個構(gòu)件能否滿足抗震要求。單個構(gòu)件的檢測可利用超聲儀、回彈儀、裂縫顯微鏡、原位軸壓儀、萬向取芯機(jī)、點荷儀、拔出儀、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀等儀器檢測建筑構(gòu)件強度、缺陷評定建筑物性能。依據(jù)鑒定結(jié)果制定合理的加固方案。同時，應(yīng)保證其滿足現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的要求。并以提高建筑的綜合抗震能力，作為衡量抗震加固的標(biāo)志。其次,對已確定的加固方案，做進(jìn)一步的細(xì)化,繪制施工圖紙,并對施工工藝、施工方法、施工用料、施工注意事項等提出具體的要求。盡量避免損傷原構(gòu)件，以防止加固過程中對原有結(jié)構(gòu)造成新的破壞。3.2傳統(tǒng)抗震加固技術(shù)傳統(tǒng)抗震加固是指通過增強結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的承載力和延性來抵御地震作用，利用構(gòu)件的變形來耗散地震能量，以達(dá)到抗震加固的目的。目前常用的幾種傳統(tǒng)抗震加固方法主要包括：增大截面、置換混凝土、外包鋼、黏鋼、粘貼纖維、改變結(jié)構(gòu)受力體系等加固方法。3.2.1增大界面加固法這是一種用與原結(jié)構(gòu)相同的材料增大構(gòu)件截面面積從而提高構(gòu)件性能的加固方法,如通過外包混凝土或增設(shè)混凝土面層加固混凝土梁、板、柱的方法。這種方法不僅可提高構(gòu)件的承載能力，還可增大構(gòu)件剛度,改變結(jié)構(gòu)的動力特性，使結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的適用性能在某種程度上得到改善。在我國，增大截面法是一種傳統(tǒng)的加固方法,優(yōu)點是工藝簡單，適用面廣，可廣泛用于一般梁、板、柱、墻等混凝土結(jié)構(gòu)的加固。缺點是現(xiàn)場濕作業(yè)工作量大，養(yǎng)護(hù)期較長，對生產(chǎn)和生活有一定影響，截面增大對結(jié)構(gòu)外觀及房屋凈空也有一定影響。增大截面法的加固效果與原結(jié)構(gòu)在加固時的應(yīng)力水平、結(jié)合面構(gòu)造處理、施工工藝、材料性能以及加固時是否卸荷等因素直接相關(guān)【5~7】3.2.2置換混凝土加固法置換混凝土加固法，是將原混凝土構(gòu)件中的破損部分鑿除至密實部位，用強度略高的新混凝土澆灌置換，使新舊兩部分黏合成一體共同工作，提高構(gòu)件的安全性能。該方法適用于承重構(gòu)件受壓區(qū)混凝土強度偏低或有嚴(yán)重缺陷的局部加固。對構(gòu)件進(jìn)行局部加固，加固后能恢復(fù)原貌，不改變使用空間，但剔除混凝土的工作量大，施工濕作業(yè)時間長。3.2.3外包鋼加固法外包鋼加固法是以型鋼一般為角鋼外包于構(gòu)件四角或兩角的加固方法。在我國，外包鋼加固法也是一種使用面較廣的傳統(tǒng)加固方法，優(yōu)點是施工簡便，現(xiàn)場工作量較小,受力較為可靠。適用于使用上不允許增大原構(gòu)件截面尺寸，卻又要求大幅度地提高截面承載能力的混凝土結(jié)構(gòu)加固或砌體結(jié)構(gòu)加固。外包鋼加固分濕式和干式兩種情況。濕式外包鋼加固即在外包鋼與構(gòu)件之間是采用乳膠水泥粘貼或環(huán)氧樹脂化學(xué)灌漿等方法粘結(jié)材料，確保結(jié)合面能有效傳遞剪力，使外包鋼與被加固構(gòu)件形成整體并共同變形的一種加固方法。其加固后整體性效果較好，但濕作業(yè)工作量較大。干式外包鋼加固即外包鋼與被加固構(gòu)件之間無任何連接或雖填塞如水泥砂漿之類材料，但并不能確保結(jié)合面剪力和拉力的有效傳遞，其加固后整體性差，基本上是各自獨立工作,但可提高構(gòu)件的延性，且施工簡單方便。外包鋼加固可以大幅度提高構(gòu)件的抗壓和抗彎性能，主要用于軸心受壓和小偏心受壓構(gòu)件的加固，也可用于受彎構(gòu)件或大偏心受壓構(gòu)件的加固,但宜采用濕式外包鋼加固側(cè)【8~9】。3.2.4黏鋼加固法外卜部粘鋼加固法是一種用膠粘劑把鋼板粘貼在構(gòu)件外部進(jìn)行加固的方法。常用的膠粘劑以環(huán)氧樹脂為主配成。這種加固方法的優(yōu)點是施工工期短,施工時可以不動火,加固后幾乎不改變構(gòu)件的外形和使用空間，卻能大大提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力和正常使用階段的性能。采用外部粘鋼加固時，通常是將鋼板粘于梁底受拉區(qū),以提高梁的承載力。當(dāng)在梁側(cè)粘貼鋼板時，還可提高梁的斜截面承載力。這種方法常被角來加固承受靜力作用下的混凝土或型鋼受彎、受拉構(gòu)件。但是，它要求環(huán)境溫度不高于60°C,相對濕度不大于70%,并要求無化學(xué)腐蝕。粘貼鋼板對施工工藝要求較高，一般應(yīng)由專業(yè)隊伍施工。3.2.5黏貼纖維增強復(fù)合材料(FRP)加固法纖維增強復(fù)合材料由連續(xù)纖維和樹脂基體復(fù)合而成。常用纖維種類包括碳纖維、玻璃纖維和芳倫纖維三種，常用樹脂有環(huán)氧樹脂、聚醋樹脂和乙烯醋樹脂。根據(jù)纖維種類的不同可將FRP材料分為為三類:玻璃纖維增強復(fù)合材料GFRP(GlassFiberReinforcedPloymer),芳綸纖維增強復(fù)合材料AFRP(AramidFiberReinforcedPloymer)。碳纖維增強復(fù)合材料CFRP(CarbonFiberReinforcedPloymer)o這三類纖維增強復(fù)合材料中，碳纖維增強復(fù)合材料的性能優(yōu)于玻璃纖維增強復(fù)合材料，但玻璃纖維增強復(fù)合材料價格較便宜，表3.1對幾種纖維增強復(fù)合材料用于混凝土結(jié)構(gòu)加固的性能進(jìn)行了定性的比較：表3.1粘貼纖維增強復(fù)合材料加固是用專用粘結(jié)材料將纖維增強復(fù)合材料片材粘貼于構(gòu)件表面，使纖維增強復(fù)合材料片材承受拉應(yīng)力,并與混凝土變形協(xié)調(diào)，共同受力，其加固原理與粘鋼法的基本原理相同，但它具有更突出的優(yōu)點：高強高效。纖維增強復(fù)合材料具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能其抗拉強度一般至少是鋼材的兩倍，甚至可高達(dá)倍,而其重量僅為鋼材的，在對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固時，可利用其高強度、高模量的特點來提高結(jié)構(gòu)的承載力和延性，達(dá)到高效加固的目的。耐腐蝕性能和耐久性。纖維增強復(fù)合材料本身的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定不與酸堿鹽等化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。不增加構(gòu)件的自重和體積。纖維增強復(fù)合材料質(zhì)量輕，厚度薄，粘貼后重量不到歲'包括粘貼劑重量，粘貼一層的厚度僅左右,幾乎不增加結(jié)構(gòu)的自重和尺寸。適用面廣。纖維增強復(fù)合材料是柔性材料,而且可以任意剪裁，能夠適應(yīng)結(jié)構(gòu)形狀的變化，與結(jié)構(gòu)構(gòu)件緊密結(jié)合,在加固不規(guī)則構(gòu)件和表面不平整的構(gòu)件時，具有明顯優(yōu)勢【9~14】3.2.6改變結(jié)構(gòu)受力體系加固法改變受力體系加固法是通過增設(shè)支點柱或托架或采用托梁拔柱的方法以改變結(jié)構(gòu)的受力體系計算簡圖的加固方法。此方法又可以分為三種方法。增設(shè)構(gòu)件加固法增設(shè)構(gòu)件就是在原有受力構(gòu)件之間增加新的構(gòu)件，以減少原有構(gòu)件的受荷面積，減少荷載效應(yīng),達(dá)到結(jié)構(gòu)加固的目的。如在兩根梁之間增加一道新梁、在兩根柱之間增加一根新柱等。該方法實施時對原有結(jié)構(gòu)破壞較小，施工易于操作,但由于增加了新構(gòu)件，對原有建筑的建筑功能可能會有影響，一般適合于生產(chǎn)廠房或增加構(gòu)件后不影響使用要求的民用建筑梁、柱等的加固。增設(shè)支點加固法增設(shè)支點法就是以減少結(jié)構(gòu)的計算跨度長度和變形，提高其承載力的加固方法，如在梁、板等受彎構(gòu)件上增設(shè)支點，在柱、屋架之間增設(shè)支撐構(gòu)件等。按照支承結(jié)構(gòu)的受力性質(zhì)可分為剛性支點加固法和彈性支點加固法。剛性支點法是通過支承構(gòu)件的軸心受壓將荷載直接傳給基礎(chǔ)或其他承重結(jié)構(gòu)的一種加固方法，其新增支點的變形相對被加固構(gòu)件而言非常小，可以近似為不動支點。彈性支點法是以支承結(jié)構(gòu)的受彎或析架作用來間接傳遞荷載的一種加固方法，其新增支點的變形較大，不能忽略。由于增設(shè)支點使原構(gòu)件的計算跨度大幅減小正常情況可減小一半，因此可大幅度提高被加固構(gòu)件的承載力，減小撓度，縮小裂縫寬度等當(dāng)對增設(shè)的支點施加預(yù)應(yīng)力時效果更佳。該方法多用于大跨度結(jié)構(gòu)的加固。托梁拔柱加固法該法是在不拆或少拆上部結(jié)構(gòu)的情況下拆除、更換或接長柱子的一種加固方法。按其施工方法的不同可分為有支撐托梁拔柱、無支撐托梁拔柱及雙托梁反牛腿托梁拔柱等方法。一般適用于使用功能改變、增大空間的廠房改造或公共建筑改造的結(jié)構(gòu)加固{38}3.3新型抗震加固技術(shù)【抗震加固技術(shù)綜述】由于傳統(tǒng)抗震加固技術(shù)的安全性難以保障、實用性受到限制及結(jié)構(gòu)本身不具有自我調(diào)節(jié)能力，使新型抗震加固技術(shù)得到迅速發(fā)展。其主要包括：減震加固、隔震加固。3.3.1減震加固技術(shù)消能減震加固是在結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件中設(shè)置消能裝置，利用裝置的消能構(gòu)件在兩端產(chǎn)生相對速度或相對位移而導(dǎo)致滯回變形或摩擦來耗散地震作用輸入結(jié)構(gòu)中的能量，減少主體結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，達(dá)到抗震的目的。消能減震加固技術(shù)是近年來迅速發(fā)展起來的一種合理、高效、安全、經(jīng)濟(jì)的工程抗震加固方法。其常見的消能裝置【15】:摩擦型阻尼器、金屬阻尼器、黏彈性阻尼器和黏滯性阻尼器等。Zhouetal【16】等人開發(fā)研究不少類型的金屬阻尼器，包括屈曲約束支撐耗能器。采用阻尼器【17】進(jìn)行加固，由于消能減震體系中的消能裝置，當(dāng)構(gòu)件或節(jié)點發(fā)生相對位移時，耗能器產(chǎn)生較大的阻尼，吸收并耗散較大的地震能量，從而能有效降低結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。相對于傳統(tǒng)抗震加固技術(shù)“硬碰硬”的設(shè)計思路，該技術(shù)更注重“以柔克剛”，可降低結(jié)構(gòu)對梁、板、柱的抗震要求，并可解決梁柱節(jié)點難以解決的加固問題。具有安裝簡單、工期短及加固效果可靠，對建筑物使用影響較小，并且裝置可以更換等優(yōu)點。在重要建筑物抗震加固中應(yīng)用較多。如圖6所示。國內(nèi)外已有很多工程運用消能減震加固技術(shù)來提高建筑物的抗震性能。采用防屈曲約束支撐（BRB）方法【18~19】對框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震加固，結(jié)果表明:BRB耗能減震性能良好，能有效降低結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)，從而達(dá)到減震加固的目的。Weng【20】等分析了對抗震設(shè)防提高一度的學(xué)校建筑進(jìn)行加固的難點，并探討了應(yīng)用消能減震對此類建筑進(jìn)行加固的可行性。高鵬【21】等采用屈曲約束耗能支撐對某平面嚴(yán)重不規(guī)則的教學(xué)樓進(jìn)行抗震加固設(shè)計，通過反應(yīng)譜和非線性時程分析方法，比較加固前后教學(xué)樓相關(guān)信息。結(jié)果顯示，小震作用下耗能支撐能調(diào)節(jié)原結(jié)構(gòu)抗扭和抗側(cè)剛度，大震作用下耗能支撐能有效耗散地震能量，抗震效果顯著。李忠煌【22】等采用黏滯阻尼器消能減震對某公共建筑薄弱樓層進(jìn)行加固，設(shè)計模型試驗。并對模型的位移和自振頻率衰減清況進(jìn)行對比研究。試驗表明：在薄弱層增設(shè)黏滯阻尼器能有效地降低該結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)、延緩結(jié)構(gòu)破壞。羅鵬【23】等用消能減震技術(shù)對宿遷巡防大隊辦公樓抗震加固。根據(jù)該建筑的使用功能及阻尼器的布置原理，進(jìn)行多次優(yōu)化計算，確定在1?12層共布置50套黏滯阻尼器。結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)明顯降低，提高了結(jié)構(gòu)的抗震性能。Wada【24】等采用搖擺墻與鋼阻尼器聯(lián)合技術(shù)對東京工業(yè)大學(xué)津田校區(qū)C3樓結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震加固。計算分析表明，該校區(qū)加固后，有效地降低了結(jié)構(gòu)在不同地震作用下的平均地震響應(yīng)。陳曉強【25】闡述了采用屈曲約束支撐及黏滯阻尼器聯(lián)合消能減震的抗震加固技術(shù)的可行性，并結(jié)合一既有綜合樓的抗震加固設(shè)計，結(jié)果表明：該方法是有效可行的。高春榮【26】等針對高烈度區(qū)學(xué)校建筑的梁柱截面尺寸過大、超筋嚴(yán)重等提出采用防屈曲耗能支撐和剪切型軟鋼阻尼器組合方案與傳統(tǒng)方案進(jìn)行對比，結(jié)構(gòu)表明:消能減震加固方案既不影響建筑使用功能，又能較大提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，較傳統(tǒng)方案節(jié)約成本。3.3.2隔震加固技術(shù)國內(nèi)外隔震技術(shù)從最初的基礎(chǔ)隔震加固思想開始對其進(jìn)行大量的試驗研究，到推廣應(yīng)用階段，最后達(dá)到了成熟階段。我國對隔震加固技術(shù)的研究和應(yīng)用起步較晚。直至20世紀(jì)80年代，隔震技術(shù)的研究才逐漸在我國得到重視，且研究的重點放在了以砌體結(jié)構(gòu)為主的隔震結(jié)構(gòu)上。近年來，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用逐漸增加。隔震加固技術(shù)是在建筑物的基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)之間或在上部結(jié)構(gòu)樓層之間設(shè)置隔震層，建筑物將包括下部結(jié)構(gòu)、隔震層、上部結(jié)構(gòu)三部分，利用隔震裝置延長結(jié)構(gòu)的自振周期，并增加結(jié)構(gòu)的阻尼使建筑物的加速度反應(yīng)減小，讓結(jié)構(gòu)的變形能量主要有隔震裝置來承擔(dān)，而并非結(jié)構(gòu)自身的相對變形來承擔(dān)，因此在地震過程中傳輸?shù)缴喜拷Y(jié)構(gòu)的能量很小，從而達(dá)到隔離地震、降低結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的目的。從隔震支座安放的位置不同，可將隔震技術(shù)分為基礎(chǔ)隔震和層間隔震。隔震支座的種類包括：疊層橡膠支座、摩擦滑移支座、滾軸支座等。與傳統(tǒng)抗震加固技術(shù)相比，該技術(shù)所帶來的好處是值得重視的【27】:(1)能大幅度降低地震作用對結(jié)構(gòu)的破壞，隔震效果顯著，安全可靠;(2)適用于不同烈度及不同抗震要求的建筑物，在建筑造型方面打破傳統(tǒng)抗震加固對結(jié)構(gòu)設(shè)計的局限性;(3)既能保護(hù)結(jié)構(gòu)自身，又能保護(hù)建筑室內(nèi)的各種設(shè)備、儀器等；(4)隔震支座在地震后依然完好，可以繼續(xù)承受新的震動；(5)具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。如圖7所示。隔震技術(shù)在國內(nèi)外工程中被廣泛應(yīng)用。在美國、日本【28】，采用摩擦擺隔震的建筑物己達(dá)數(shù)百座，具有很好的發(fā)展前景。華盛頓州應(yīng)急指揮中心和西雅圖海鷹美式足球場采用摩擦擺隔震經(jīng)受了地震的考驗，在遭遇尼斯夸利地震后結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生破壞，證明摩擦擺隔震支座有良好的隔震性能。在Avellino（意大利）【29】的某一醫(yī)院大樓改造中，通過使用基礎(chǔ)隔震的加固方法，嚴(yán)格控制了層間位移與加速度的限值，保證了震后醫(yī)院設(shè)備的安全，加固效果非常顯著。蘇鍵【30】等人利用彈塑性時程分析法對高層框架、框一剪結(jié)構(gòu)的抗震和隔震效果進(jìn)行了分析，結(jié)果：隔震加固的效果更加顯著。謝禮立【31】等提出利用隔震技術(shù)的優(yōu)點，可以整體改進(jìn)核電工程的可靠性和安全性，有利于促進(jìn)未來核電工程設(shè)計和建造的標(biāo)準(zhǔn)化，縮短工期，降低成本。呂志勇【32】通過對不同隔震支座的隔震效果和經(jīng)濟(jì)對比分析的研究，結(jié)果表明：鉛芯橡膠隔震支座具有更好的隔震效果和經(jīng)濟(jì)效益。朱雅紅【33】等采用鉛芯橡膠隔震支座對框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行基礎(chǔ)隔震，運用結(jié)構(gòu)分析軟件Etabs9.5對隔震前后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行動力時程分析，通過層間位移、層間剪力兩個隔震性能指標(biāo)的對比分析，結(jié)構(gòu)表明隔震結(jié)構(gòu)有明顯的減震效果。彭妮【34】通過SAP2000對隔震與非隔震結(jié)構(gòu)在地震作用下的速度、加速度、位移反應(yīng)進(jìn)行了分析對比，提出隔震支座的不同的布置方案對建筑物造價的影響，并對不同結(jié)構(gòu)的各項費用做出了比較，它反映了在我國一般隔震結(jié)構(gòu)的造價比不隔震結(jié)構(gòu)的造價偏低。在同樣隔震效果下，采取相應(yīng)的措施使加固的成本更加經(jīng)濟(jì)，這將對隔震技術(shù)在我國的推廣更具有說服力。除了上述利用單一隔震支座進(jìn)行抗震加固的研究和應(yīng)用之外，為了有效地提高結(jié)構(gòu)抗震性能，運用兩種及以上支座按一定的比例進(jìn)行組合，使更加經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠，范夕森【35】等提出了一種用滑板和橡膠支座構(gòu)成的組合隔震系統(tǒng)，對非隔震結(jié)構(gòu)、鉛芯橡膠支座隔震結(jié)構(gòu)和組合支座隔震結(jié)構(gòu)在多遇地震作用下的層間剪力進(jìn)行對比。隔震后上部結(jié)構(gòu)的絕對加速度顯著降低，層間位移也明顯減小，組合支座隔震結(jié)構(gòu)的隔震效果更佳顯著。周云【36】