淺析砌體房屋抗震加固設(shè)計

1、淺析砌體房屋抗震加固設(shè)計摘要:結(jié)構(gòu)缺陷的存在和難避免性致使結(jié)構(gòu)承載力低，嚴(yán)重影響房屋使用安全，若要繼續(xù)使用，需對原結(jié)構(gòu)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(guān)鍵詞:缺陷抗震加固;多層砌體;方法中圖分類號：TU973+.31文獻標(biāo)識碼：A文章編號：0建筑結(jié)構(gòu)面臨的新挑戰(zhàn)地震是一種嚴(yán)重的自然災(zāi)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(jì),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(shè)計,對于未考慮抗震設(shè)防的已有房屋則應(yīng)進行抗震鑒定,并采取有效的防震加固措施。砌體結(jié)構(gòu),通常是指由粘土磚、混凝土砌塊等砌成的結(jié)構(gòu),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(nèi)外歷次強烈地震中,砌體結(jié)構(gòu)的破壞率相當(dāng)高。1923年的日本關(guān)東大地震,東京約有7000幢磚石房屋,大部分遭到嚴(yán)重破壞,僅有1000余座平房可修復(fù)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(jié)

3、構(gòu)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(jié)構(gòu)房屋的破壞率達到75%。砌體結(jié)構(gòu)又是我國居住、辦公、學(xué)校等建筑中普遍使用的一種結(jié)構(gòu)形式,但材料脆弱、延性較差,因此是抗震加固的主要對象?？拐鸺庸炭梢詷O大地減小建筑物的破壞,從而減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。1976年的唐山大地震中,天津發(fā)電設(shè)備廠在震前對64項主要建筑物和設(shè)備進行了加固。在地震時,加固的建筑物基本沒有出現(xiàn)嚴(yán)重破壞現(xiàn)象,沒有一個車間倒塌,設(shè)備也完好無損。震后僅用了一天的時間就恢復(fù)了生產(chǎn)。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(yán)重,停產(chǎn)半年。1996年麗江地震中,麗江地區(qū)

4、的大禮堂因經(jīng)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(jié)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(shè)防并未進行抗震加固的建筑物的地震破壞比進行抗震設(shè)防或采取加固措施的建筑物的破壞嚴(yán)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(zhì)是通過改善結(jié)構(gòu)的構(gòu)件、結(jié)構(gòu)受力的途徑,以提高結(jié)構(gòu)的抗震能力,從而減少結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的抗震鑒定結(jié)果為基礎(chǔ)?？拐痂b定是通過檢查現(xiàn)有建筑

5、的設(shè)計、施工質(zhì)量和現(xiàn)狀,按規(guī)定的設(shè)防要求,對結(jié)構(gòu)在地震作用下的安全性進行評估。根據(jù)抗震鑒定的結(jié)果有針對性地進行加固?？蛇x擇整體加固、區(qū)段加固和構(gòu)件加固。(2)在確定加固方案時,要對結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀進行深入的調(diào)查,特別應(yīng)查明結(jié)構(gòu)是否存在局部損傷,對已有的損傷應(yīng)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(jié)構(gòu)總體功能的恢復(fù),而不要求每個構(gòu)件都恢復(fù)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(diào)中,首先以承載力為主,側(cè)重于利用承載力的提高來彌補變形的不足;但抗震鑒定結(jié)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(yīng)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(yīng)同時增強下一層的綜合抗震能力。(6)同一樓層內(nèi),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(yīng)加固承重墻體。(7)加固方案的選擇要避免發(fā)生內(nèi)力重分布形成新的薄弱部位或?qū)е卤∪醪课晦D(zhuǎn)移,如果發(fā)生轉(zhuǎn)移,應(yīng)對新的薄弱部位進行處理。(8)增設(shè)磚墻等改變磚房受力體系和傳力途徑時,應(yīng)對結(jié)構(gòu)計算簡圖作相應(yīng)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(jié)構(gòu)的安全性為重點,也應(yīng)考慮到結(jié)構(gòu)適用和美觀,達到科學(xué)合理以及安全美觀的有

7、機統(tǒng)一。(10)應(yīng)選用經(jīng)濟的加固方法,且便于施工,盡量減小對生產(chǎn)和生活的影響。2砌體房屋的抗震加固技術(shù)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(shè)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(jīng)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(fù)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(cè)或兩側(cè)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(dāng)房屋的整體性不能滿足要求時,可選擇下述加固方法。當(dāng)墻體布置在平面內(nèi)不閉合時,可增設(shè)墻段形成閉合,在開口處增設(shè)現(xiàn)澆鋼筋混凝土框;當(dāng)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(gòu)件支撐長度不能滿足要求時,可增設(shè)托梁或采取增強梁、屋蓋整體性等措施;對腐蝕變質(zhì)的構(gòu)件應(yīng)更換;對無下弦的人字屋架應(yīng)增設(shè)下弦拉桿。(3)當(dāng)圈梁設(shè)置不符合鑒定要求時,應(yīng)增設(shè)圈梁。外墻圈梁宜采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土,內(nèi)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(shè)鋼筋混凝土窗框或采用面層、板墻等加固;隔墻無拉結(jié)或拉結(jié)不牢,可采用鑲邊、埋設(shè)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(shè)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(yīng)與屋蓋構(gòu)件有可靠連接,下部應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)的加固措施相連;出屋面的煙囪、無拉結(jié)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(gòu)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