砌體結(jié)構(gòu)抗震加固技術(shù)問題研究

    2008512日,在我國四川省汶川縣發(fā)生了里氏8.0級大地震,震害較為嚴(yán)重地集中在砌體結(jié)構(gòu)房屋,較典型的就是預(yù)制板結(jié)構(gòu)的多層住宅樓和學(xué)校教學(xué)樓。汶川地震中砌體結(jié)構(gòu)房屋的震害情況,為我們敲響了警鐘,同時也提供了十分重要的借鑒經(jīng)驗,對改進(jìn)建筑抗震設(shè)計和抗震加固技術(shù)具有十分重要的意義。

     

    對砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震加固的方法有很多,主要有增設(shè)抗震墻、外加圈梁-鋼筋混凝土柱加固、鋼筋網(wǎng)砂漿面層加固、鋼筋混凝土板墻加固、支撐加固、包角加固等等,本文在如何選擇抗震加固技術(shù)時,本著從結(jié)構(gòu)體系——結(jié)構(gòu)材料——結(jié)構(gòu)構(gòu)件——構(gòu)件連接——非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的順序原則來進(jìn)行抗震加固。

     

    1、建筑層數(shù)及總高度限:歷次震害證明,砌體建筑的層數(shù)越多,高度越高,其地震破壞就越大。因為建筑層數(shù)及高度值越大就意味著側(cè)向地震作用就越大,同時也加大了建筑底部的傾覆力矩。因此在地震中,傾覆力矩過大使得底部墻體產(chǎn)生過大的壓力和剪力而被破壞?!督ㄖ拐痂b定標(biāo)準(zhǔn)》(GB50023-20095.2.2節(jié)和5.3.1節(jié)中分別對A類建筑和B類建筑做出了具體規(guī)定,《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB 50011-2001)(2008年版)7.1.2節(jié)中對C類建筑也做出了具體規(guī)定。

     

    當(dāng)砌體房屋的總高度及層數(shù)均**,應(yīng)采用改變結(jié)構(gòu)體系的加固方案,具體有以下兩種形式:(1)雙面普遍加鋼筋混凝土板墻形成組合墻的方法;(2)增設(shè)一定數(shù)量的鋼筋混凝土單面或雙面板墻的方法,混凝土板墻厚度單面不小于140mm,雙面合計不小于140mm,且結(jié)構(gòu)全部地震作用分別由兩個方向增設(shè)的鋼筋混凝土板墻承擔(dān),并應(yīng)計入豎向壓應(yīng)力滯后的影響,墻體配筋按混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)計算確定(原砌體墻不承擔(dān)地震作用)。

     

    2、平立面不規(guī)則、具有明顯扭轉(zhuǎn)效應(yīng):合理的建筑布置在抗震設(shè)計中是頭等重要的,提倡平、立面簡單對稱。因為震害表明,簡單、對稱的建筑在地震時較不容易破壞。而且道理也很清楚,簡單、對稱的結(jié)構(gòu)容易估計其地震時的反應(yīng),容易采取抗震構(gòu)造措施和進(jìn)行細(xì)部處理?!耙?guī)則”包含了對建筑的平、立面外形尺寸,抗側(cè)力構(gòu)件布置、質(zhì)量分布,直至承載力分布等諸多因素的綜合要求。碩士論文,綜合抗震能力指數(shù)。。建筑平面、立面應(yīng)盡可能簡潔、規(guī)整,使結(jié)構(gòu)質(zhì)量中心與剛度中心相一致。建筑立面應(yīng)避免頭重腳輕,房屋的重心盡可能降低,避免采用錯落凹凸的立面,**建筑屋面部分的高度不應(yīng)過高,以免地震時發(fā)生鞭梢效應(yīng),同時應(yīng)控制好結(jié)構(gòu)豎向強(qiáng)度和剛度的均勻性。

     

    當(dāng)建筑的平立面、質(zhì)量、剛度分布和墻體等抗側(cè)力構(gòu)件的布置在平面內(nèi)明顯不對稱時,應(yīng)進(jìn)行地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)不利影響的分析,盡量在適當(dāng)部位設(shè)置抗震縫,將體型復(fù)雜、平面不規(guī)則的建筑分割成幾個相對規(guī)整的獨立單元;當(dāng)結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件上下不連續(xù)或剛度沿高度分布突變時,應(yīng)在缺失部位補砌筑新墻體,使主要受力墻體沿豎向上下連續(xù),并選擇合適部位用鋼筋網(wǎng)砂漿面層加固墻體,使加固后的樓層綜合抗震能力指數(shù)大于1.0,且不宜過下一樓層綜合抗震能力指數(shù)的20%。

     

    3、房屋的整體性不滿足要求:在地震中多層砌體結(jié)構(gòu)的縱、橫向地震作用主要由相應(yīng)墻體承擔(dān)。因此,縱、橫墻的合理布置且控制橫墻的間距,可控制縱、橫墻的側(cè)向變形,增強(qiáng)了空間剛度和整體性,對承受縱、橫兩個方向的水平地震作用及抗彎、抗剪都非常有利。碩士論文,綜合抗震能力指數(shù)。。墻體布置時,應(yīng)盡量采用縱墻貫通的平面布置,而當(dāng)縱墻不能貫通布置時,則應(yīng)在墻體交接處采取加強(qiáng)措施。

     

    當(dāng)縱橫墻連接教差時,可采用鋼拉桿、外加柱及圈梁的方法來加固;當(dāng)墻體布置在平面內(nèi)不閉合時,應(yīng)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)構(gòu)造柱和圈梁的布置不滿足構(gòu)造要求時,可采用外加柱及圈梁內(nèi)加拉桿的方法,或者采用鋼筋網(wǎng)砂漿面層或鋼筋混凝土板墻加固,在面層及板墻內(nèi)設(shè)置配筋加強(qiáng)帶來代替構(gòu)造柱及圈梁的作用,從而全面提高房屋的整體性及剛度。

     

    4、砌塊及砂漿強(qiáng)度不滿足:采用鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層。水泥砂漿面層的厚度宜為20mm,鋼筋網(wǎng)砂漿面層的厚度宜為35ram,再厚則己不 經(jīng)濟(jì) 。鋼筋外保護(hù)層厚度不應(yīng)小于10mm鋼筋網(wǎng)與墻面的空隙不宜小于5mm;這是因為鋼筋的外保護(hù)層要確保鋼筋避免銹蝕,而試驗和現(xiàn)場檢測表明,鋼筋網(wǎng)豎筋緊靠墻面將會導(dǎo)致鋼筋與墻體無粘結(jié),加固效果不好,而采用5mm的間隙有較強(qiáng)的粘結(jié)能力,使得鋼筋網(wǎng)砂漿與原墻體共同作用。鋼筋網(wǎng)的試驗結(jié)果表明,鋼筋間距不宜太小或太大,網(wǎng)格尺寸實心墻宜300mm×300mm,空斗墻宜為200mm×200mm,這樣鋼筋的作用才能發(fā)揮出來。單面加面層的鋼筋網(wǎng)應(yīng)采用L形錨筋,用水泥砂漿固定在墻體上;雙面加面層的鋼筋網(wǎng)應(yīng)采用S形穿墻筋連接,L形錨筋的間距宜為600mm,S形穿墻筋的間距宜900mm,呈梅花狀布置。鋼筋網(wǎng)四周應(yīng)與樓板或大梁、柱或墻體連接,可采用錨筋、插入短筋、拉結(jié)筋等連接方法進(jìn)行連接。碩士論文,綜合抗震能力指數(shù)。。

     

    5、預(yù)制板抗震能力差:屋面和樓層處開間大于11m的房間需對預(yù)制板進(jìn)行加固,具體做法有兩種:底部加角鋼來或上部增設(shè)鋼筋混凝土整澆層。底部加角鋼,角鋼型號可以取L100×6,在墻體和花籃梁上都可使用,采用螺栓和加勁勒可以有效的把預(yù)制板和下部墻或梁連成整體,施工比較麻煩,會破壞吊頂和弄臟整個房間,并且在施工期間得停止使用;在屋面增設(shè)鋼筋混凝土整澆層也是相當(dāng)麻煩的,要把屋面的保溫層和防水層都破壞掉,成本比較高,優(yōu)點是不影響到房屋的正常使用,在住宅中建議使用增設(shè)鋼筋混凝土整澆層,特別是結(jié)合“平改坡”工程一起做就較好了。


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