多层建筑砌体结构抗震加固技术和方法研究

发表时间:2020/7/21   来源:《城镇建设》2020年第10期   作者:陈东明
[导读] 我国经济建设的快速发展推动我国各行业发展迅速,
       摘要:我国经济建设的快速发展推动我国各行业发展迅速,使得我国快速进入现代化科学技术发展阶段。砌体结构是我国城镇建筑的主要结构形式之一,量大面广,不同年代的经济状况不同,城镇砌体结构的设计方法和抗震措施不同,导致各类砌体结构抗震能力差异较大。
        关键词:多层建筑砌体结构;抗震加固技术和方法
        引言
        我国建筑行业发展至今取得了非常不错的成就,其成果得到了世界领域的高度认可。多层砌体结构是我国民用建筑的主要结构类型之一,大量应用于我国工业与民用建筑中。多层砌体房屋的抗震加固实质是通过改善结构的受力途径,提高主要抗侧力构件的承载力和延性,增强结构构件之间的相互连接,加强建筑物的空间作用和结构整体性,防止局部构件的加强引起结构其他部位刚度突然变化,造成结构薄弱部位的转移。
        1砌体结构多层建筑的震害
        地震波在土中传播引起强烈的地面运动,包括横波与纵波,是造成多层建筑破坏的主要原因。在水平地震作用下,房屋受到直接冲击而导致整体破坏,是地震破坏的主要原因。砌体结构多层建筑的破坏情况与抗震构造措施和结构类型施紧密相关,结构损坏的类型可以分为两种:一种是由于结构对上部荷载的承载能力不足而造成的破坏。当地震波沿多层建筑纵向传导时,它首先从屋盖传到纵向墙体,然后传导到地基。第二种破坏是建筑整体布局不完善或是在结构构造上具有一定的误差而导致的破坏。由此可见,在砌体结构多层建筑的抗震设计阶段中,利用既有的建筑规范对建筑整体进行初步验核是一个重要的步骤。除此之外,还应当对房屋的平面布局、结构类型、材料类型等进行全方面检查,对各个构件间的交接处采取强度提高措施,使整体布局较为合理,从而使整体建筑最大限度的抗震水平得到提高。
        2基本结构模型和地震动模型的不确定性
        地震作用下结构的响应主要由结构的特性和地震动的特性决定,因此,结构-地震系统的不确定性包括结构的不确定性和地震动的不确定性。造成砌体结构不确定性的因素有很多,主要包括材料的不确定性、几何尺寸的不确定性。对于材料的不确定性,以砂浆的抗压强度为随机变量反映材料的不确定性,材料的强度均服从正态分布,砌体抗压强度的变异系数为17.0%,砂浆抗压强度的变异系数为30.0%;以房屋长度、高度、宽度以及墙厚为随机变量反映房屋几何尺寸的不确定性,几何尺寸均服从正态分布,变异系数均为5.0%;此外,为了全面反映结构的不确定性,对砌体结构弹性阻尼比、抗震墙面积率、单位建筑面积重力荷载系数进行不确定性的研究。对于地震动的不确定性,以水平地震影响系数最大值αmax和场地特征周期Tg为随机变量,其中水平地震影响系数最大值服从对数正态分布,变异系数为44.0%,场地特征周期服从均匀分布。
        3多层建筑砌体结构抗震加固技术和方法
        3.1墙体布置
        墙体是承担地震作用的主要构件,墙体的结构体系和间距对房屋的空间刚度和整体性影响很大,因而对建筑物的抗震性能有重大作用。1.横墙间距,震害调查表明,在地震横波的影响下,当楼盖的刚度满足要求时,并且横墙疏密程度较密,则纵向墙体所承受的地震荷载是较小的,在正常情况下不会产生水平裂缝。由此可知,横向墙体在具有足够的抗震能力的基础上,还要使楼盖能够满足具有抵抗地震横波的刚度要求。2.墙段的局部尺寸,建筑墙体的局部尺寸存在较小的误差,有时仅会造成墙面的局部破坏,对房屋的整体安全影响看似不大,但是实际上,它对房屋整体的承载能力具有较大的负面影响。而且某些关键部分的结构局部破坏往往牵一发而动全身,将引起房屋建筑的倒塌。
        3.2后加圈梁、拉杆加固技术
        1.后加现浇钢筋混凝土圈梁。现浇钢筋混凝土圈梁有卧墙、外露、半卧墙半外露三种类型。

卧墙式圈梁多应用在坡屋顶瓦屋面中,先揭去檐头瓦,支起屋架,在墙上现浇圈梁,然后与屋架锚固,加固效果较为理想,外露式圈梁施工方便,可与后加构造柱构成外框架,增强结构延性,应用较广;半卧墙半外露式圈梁是顺墙凿成通长凹槽,对墙体损伤较大,且墙内混凝土不易捣实,因而采用较少。2.后加型钢圈梁。一般多用于木屋盖房屋的顶层,沿外墙作型钢圈梁,沿内墙作钢拉杆,施工简便,且为干作业,不受季节的影响,缺点是刚度小,不易与墙体贴紧,且耗钢量大,造价高。3.后加钢拉杆。钢拉杆能够将纵横墙进行拉结,防止纵墙外闪倒塌,还可以保证外加钢筋混凝土构造柱与砖墙协同工作,提高墙体的整体性。
        3.3钢筋混凝土单面板墙加固
        在经过深入的研究,根据相应的技术规范,工程技术人员可采取单面板墙加固的工作方法,提高墙体的整体抗震水平,这种加固方法包括现浇钢筋混凝土单面板墙加固,运用这种方法加固之后,会使墙面变成“砌体--混凝土”的混合墙体,这样能够大幅度提高墙体的抗震性能以及承载力,结构的能量耗散得到有效改善,并且增强砌体结构的整体延性。
        3.4高延性混凝土加固砌体结构施工
        采用高延性混凝土加固砌体结构一般不需要配置钢筋,施工工序少,方法简单,主要为人工压抹。某工程建设地方标准《高延性混凝土加固技术规程》规定的施工主要工序如下:铲除原墙抹灰层→凿缝或开槽→安装钢筋网或拉结件→清理浮灰→浇水润湿墙面→压抹高延性混凝土→保湿养护。但高延性混凝土加固砌体结构主要是利用高延性混凝土的性能优势提高砌体的整体性和承载能力,因此在施工过程中应严格按照规程的要求对加固面进行处理,并在施工中特别注意以下几个方面:首先应保证原抹灰装饰层必须拆除清理干净,且应对原结构缺陷损伤部位凿除后采用高延性混凝土进行修补。压抹前应沿墙面往返浇水湿润,并待构件表面湿润无明水后再进行面层施工。面层较厚时应分层压抹,每层厚度不大于15mm,且间隔时间不大于4h。压抹完成后应喷水养护7d,养护期间应保证加固环境温度不低于5℃,否则应采取冬季施工措施;夏季施工时要防止烈日暴晒,并适当增加养护次数。
        3.5房屋抗震承载力无法满足要求时应选择的加固方法
        拆砌或增设抗震墙。对强度过低的原墙体可拆除重砌。重砌和增设抗震墙的结构材料可采用砖或砌块,也可采用现浇钢筋混凝土。修补和灌浆。对已开裂墙体,可采用压力灌注修补,对砌筑砂浆饱满度差或砌筑砂浆强度低的墙体,可用满墙灌浆加固。面层或板墙加固。在墙体的一侧或两侧采用水泥砂浆面层,钢筋网砂浆面层或现浇钢筋混凝土板墙加固。外加柱加固。在墙体交接处采用现浇钢筋混凝土构造柱加固。柱应与圈梁、拉杆连成整体,或与现浇钢筋混凝土楼,屋盖可靠连接。包角或镶边加固。在柱、墙角或门窗洞边用型钢或钢筋混凝土包角或镶边;柱、墙垛还可用现浇钢筋混凝土套加固。支撑或支架加固。对钢度差的房屋,可增设型钢或钢筋混凝土的支撑或支架加固。
        结语
        多层砖砌体房屋目前仍大量应用于我国各类工业与民用建筑中,且有的建筑由于历史原因未考虑抗震设防,有的建筑因为规范变化后导致抗震能力不足。为减轻地震灾害,减少损失,对这类建筑的抗震鉴定需要不断地学习探索,为抗震加固设计提供准确的依据,加固设计并据此做出合理的方案,从而达到较好的经济效益与社会效益。
        参考文献
        [1]李美东,张海.房屋抗震加固方法初探[J].低温建筑技术,2008(6):8.
        [2]黄镇,李爱群,秦新刚.南京五台Ih体育馆消能减振加固设计与研究[J].工程抗震与加固改造,2006(2):109.
        [3]张敬书,潘宝玉.现行抗震加固方法及发展趋势[J].工程抗震与加固改造,2005(2):164.
       
       
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