第一篇：砌體房屋抗震加固可行性研究報告
砌體房屋
抗震加固工程
編制單位：
可行性研究報告
目錄
一、工程概況
二、編制依據(jù)
三、加固方案
一、本工程為部隊修理所、幼兒園抗震加固工程。該工程始建于20世紀(jì)80～90年代，抗震鑒定類別屬于B類。
幼兒園為單層磚混結(jié)構(gòu)，局部二層，基礎(chǔ)為磚砌條形基礎(chǔ)，屋蓋為預(yù)制板，建筑面積約834m2。通過河北省建筑工程質(zhì)量檢測中心提供的檢測鑒定報告得知該建筑砂漿強度不滿足規(guī)范最低要求，影響結(jié)構(gòu)承載力；磚柱及中廳大梁端部受損嚴(yán)重，影響結(jié)構(gòu)安全；預(yù)制板拼接裂縫普遍存在。
修理所（家屬院）為單層磚混結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為磚砌條形基礎(chǔ)，建筑面積約295m2。屋蓋形式為硬山擱檁鋪木望板，大空間房屋設(shè)置木屋架，屋面為彩鋼板。通過河北省建筑工程質(zhì)量檢測中心提供的檢測鑒定報告得知該建筑砂漿強度不滿足規(guī)范最低要求，影響結(jié)構(gòu)承載力；抗震構(gòu)造柱和圈梁不符合規(guī)范規(guī)定，影響結(jié)構(gòu)抗震性能；山尖墻之間未設(shè)置豎向剪刀撐。
修理所（飯?zhí)茫閱螌哟u混結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為磚砌條形基礎(chǔ)，建筑面積約208m2，西側(cè)屋蓋形式為木屋架搭檁條，屋面為彩鋼板，屋架之間未設(shè)置豎向支撐。東側(cè)廚房為混凝土現(xiàn)澆板屋頂，墻頂未設(shè)置圈梁。通過河北省建筑工程質(zhì)量檢測中心提供的檢測鑒定報告得知該建筑砂漿強度不滿足規(guī)范最低要求，影響結(jié)構(gòu)承載力；抗震構(gòu)造柱和圈梁不符合規(guī)范規(guī)定，影響結(jié)構(gòu)抗震性能；山墻豎向通長裂縫較大，影響結(jié)構(gòu)安全。
修理所（活動中心）為單層磚混結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為毛石條形基礎(chǔ)，建筑面積約470m2，屋蓋形式為硬山擱檁鋪木望板，大空間房屋 設(shè)置木屋架，屋面為彩鋼板。通過河北省建筑工程質(zhì)量檢測中心提供的檢測鑒定報告得知該建筑砂漿強度不滿足規(guī)范最低要求，影響結(jié)構(gòu)承載力；抗震構(gòu)造柱和圈梁不符合規(guī)范規(guī)定，影響結(jié)構(gòu)抗震性能；山墻豎向裂縫，影響結(jié)構(gòu)安全。
修理所（宿舍）為單層磚混結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為毛石條形基礎(chǔ)，建筑面積約710m2，屋蓋形式為硬山擱檁鋪木望板，大空間房屋設(shè)置木屋架，屋面為彩鋼板。通過河北省建筑工程質(zhì)量檢測中心提供的檢測鑒定報告得知該建筑砂漿強度不滿足規(guī)范最低要求，影響結(jié)構(gòu)承載力；抗震構(gòu)造柱和圈梁不符合規(guī)范規(guī)定，影響結(jié)構(gòu)抗震性能；山墻豎向裂縫，影響結(jié)構(gòu)安全。
二、設(shè)計依據(jù)
1.《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》
三、加固方案
1.鋼筋網(wǎng)砂漿面層加固墻體技術(shù)
1)施工工序：剔鑿-打磨-涂刷加固型界面劑-成孔-穿拉結(jié)筋-鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)-抹水泥砂漿-養(yǎng)護
2)首先鑿除構(gòu)件表面的粉刷層至基層，構(gòu)件表面必須打磨平整，用壓縮空氣吹凈后，表面無雜物和塵土。如墻體表面凹凸度較大，需人工進行剔鑿至大致平整，如原有墻體表面有裂縫，應(yīng)進行灌膠或封閉處理。用滾桶刷在基層表面均勻涂抹加固界面劑一道。待其表面指觸干燥時即進行下一步工序施工。3)加固特點及適用范圍
鋼筋網(wǎng)砂漿面層加固,是在面層砂漿中置設(shè)一道鋼筋網(wǎng)，達(dá)到提高墻體承載力和變形性能（延性）的一種加固方法。4)設(shè)計構(gòu)造
(1)砂漿強度等級為M10，采用水泥砂漿，厚度為35mm。(2)鋼筋網(wǎng)宜采用綁扎鋼筋網(wǎng)，規(guī)格為6@300X300，雙向。其質(zhì)量必須符合相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。
(3)鋼筋網(wǎng)與墻體的固定，單面加面層的鋼筋網(wǎng)應(yīng)采用6@300的L型植筋，雙面加固時采用S形6鋼筋以鉆孔穿墻對拉，間距宜為600mm,并且成梅花狀布置，穿墻孔內(nèi)灌注結(jié)構(gòu)膠。(4)豎向鋼筋應(yīng)連續(xù)貫通穿過樓板，為避免鉆孔太密，造成樓板過大損傷，在樓板處可采用集中配筋方式穿過，鋼筋穿混凝土板處，開洞大小為60mm*60mm方洞。鋼筋插入孔洞后，采用結(jié)構(gòu)膠填實。鋼筋規(guī)格為12@600,上下搭接各500mm，端部焊6橫 筋兩道，以便與鋼筋網(wǎng)扎結(jié)。(注：樓板鉆孔時不得打斷空心板板肋，間距可根據(jù)實際情況適當(dāng)調(diào)整)(5)門窗洞口處，用U型或L型鋼筋在距洞邊50~100mm范圍內(nèi)穿過或錨固。
(6)鋼筋網(wǎng)砂漿面層室外部分宜深入地下，埋深為500mm.(7)鋼筋網(wǎng)砂漿面層內(nèi)應(yīng)配置水平及豎向配筋加強帶，采用10鋼筋。5)施工要點
(1)鋼筋網(wǎng)在墻面的固定應(yīng)平整牢固，與墻面凈距宜大于5mm，網(wǎng)外表保護層厚度為10mm(2)墻體或樓板鉆孔時不得傷及原有鋼筋，貫通墻體后樓板的鋼筋插入孔洞后，應(yīng)采用結(jié)構(gòu)膠填實。2.墻體裂縫處理
1）所有墻體采用加固時，須先對有裂縫的墻體采用重力灌漿法補強加固。
2）施工要點如下：（1）清理裂縫：形成灌漿通路。（2）表面封縫：用1：2水泥砂漿（內(nèi)加促凝劑）將墻面裂縫封閉，形成灌漿空間。(3)設(shè)置灌漿口：在灌漿入口處鑿去半塊磚，埋設(shè)灌漿口。（4）沖洗裂縫：用灰水比為1：10的純水泥漿沖洗并檢查裂縫內(nèi)漿液流動情況。（5）灌漿：在灌漿口灌入I、II類水泥基灌漿料，灌滿并養(yǎng)護一定時間后，拆除灌漿口再繼續(xù)對補強處局部養(yǎng)
3.將梁松散混凝土鑿除至堅實混凝土界面，采用加固專用砂漿進行修補，表面采用粘貼碳纖維加固，提高承載力。
四、造價分析
三、加固方案
1.高延性纖維混凝土加固墻體
1）高延性混凝土面層加固磚墻施工順序 基層處理
鏟除原墻面抹灰層，清理灰縫，用鋼絲刷刷凈殘灰，吹凈表面灰粉，用水澆透墻面，最后在墻面刷水泥素漿一道。墻體存在裂縫時，應(yīng)對裂縫進行壓力灌漿處理；原墻存在損壞或松動的磚塊，應(yīng)進行替換或局部修補，最后用水澆透墻面,刷水泥素漿一道。2）壓抹高延性混凝土面層
設(shè)置標(biāo)志，保證面層厚度一致。壓抹高延性混凝土面層前，應(yīng)沿墻面往返澆水濕潤，并待墻面稍干后再進行壓抹。高延性混凝土面層應(yīng)深入地下，埋深和具體要求見加固磚墻構(gòu)造詳圖。3）養(yǎng)護
噴水養(yǎng)護7天，施工環(huán)境溫度不低于5攝氏度，否則應(yīng)采取冬季施工措施；夏季施工時要防止烈日暴曬。
第二篇：砌體房屋抗震加固方案
房屋加固方案
1、墻體的破壞
承受作用的主要抗側(cè)力構(gòu)件是與水平地震作用平行的墻體，其破壞主要是墻體的抗剪承載力不足，在地震作用下，若墻體的高寬比≈1，則墻體的破壞呈現(xiàn)Ｘ形交叉裂縫；若墻體的高寬比＜1，則在墻體中部易出現(xiàn)水平剪切裂縫，對于鋼筋混凝土樓板的磚砌體墻房屋，其底層的裂縫往往比上層嚴(yán)重。
2、窗間墻和墻垛的破壞
比較細(xì)高的窗間墻受剪彎雙重作用，可能產(chǎn)生水平斷裂。門窗洞口開得多且大的墻面，破壞也較嚴(yán)重，如窗間墻布置不合理、墻段長度過大或過小，寬墻垛因吸收過多的能量先破壞，窄墻垛則因穩(wěn)定性差也將隨后失效。豎向地震作用下，對于大洞口的上部過梁，有時在中部會發(fā)生斷裂破壞。
3、縱橫墻的連接破壞
由于在施工時縱橫墻往往不能同時咬槎砌筑，縱橫墻間留有馬牙槎，使墻體間缺乏拉結(jié)，或雖同時砌筑但砌筑質(zhì)量不好，同樣導(dǎo)致拉結(jié)強度較低。墻體間連接薄弱，在地震作用下，表現(xiàn)為內(nèi)外墻交接面產(chǎn)生豎向裂縫、拉脫、縱墻外閃，甚至是整片墻倒塌。另外由于地震導(dǎo)致的地基不均勻沉降，也會引起縱橫墻間的豎向裂縫。
4、墻體剛度變化和應(yīng)力集中的部位如樓梯間、墻角和煙囪
等削弱的墻體易破壞和倒塌
樓梯橫墻間距小，水平剪切剛度大，因而承擔(dān)的地震剪力也較大，但由于樓梯間沒有樓板，其空間剛度相對較小，且樓梯踏步板嵌入墻體，削弱了墻體，因此樓梯間的墻體容易在水平地震作用下產(chǎn)生斜裂縫和交叉裂縫。墻角位于房屋端部，橫縱兩個方向的約束作用減弱，因此墻角處的抗震能力較低。由于墻角處有較大的剛度，地震作用下房屋的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)使得墻角部位的地震作用效應(yīng)加大。
5、樓板與屋蓋的破壞
樓板和屋蓋是地震時傳遞水平作用力的主要構(gòu)件，其水平剛度對房屋的整體抗震性能影響很大?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土板構(gòu)成的結(jié)構(gòu)整體性好，抗震性能較好；預(yù)制鋼筋混凝土板的整體性較差，若板縫偏小，混凝土灌縫不易密實，或端部的擱置長度過短且無可靠的拉結(jié)措施，地震時板縫容易拉裂，甚至板體掉落，在歷次地震中破壞最重，損失也最大。
6、整體穩(wěn)定性不好的附屬物
房屋附屬物是指女兒墻、出屋面煙囪、突出屋面的屋頂間等。這類出屋面附屬建筑物在地震時，受“鞭梢效應(yīng)”的影響，地震反應(yīng)強烈，破壞率極高。突出屋面的屋頂間墻體易出現(xiàn)交叉裂縫，女兒墻、屋頂煙囪等出現(xiàn)水平裂縫。
二、砌體建筑抗震加固方法
相對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)而言，砌體結(jié)構(gòu)的抗震加固
多采用傳統(tǒng)方法，在新材料及新技術(shù)方面的應(yīng)用較少，且理論研究不深。
既有砌體抗震鑒定加固以 GB 50023-95 建筑抗震加固建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)，即在遭遇相當(dāng)于抗震設(shè)防烈度的地震影響時，一般不致倒塌傷人或砸壞重要生產(chǎn)設(shè)備，經(jīng)修理后仍可繼續(xù)使用。既有砌體結(jié)構(gòu)加固主要以直接加固與間接加固為主，設(shè)計時可根據(jù)實際工況和使用要求選擇適宜的方法。
1、砌體房屋加固的總體要求（1）房屋高度和層數(shù)
一般而言，房屋越高，所受到的地震作用越大。由于砌體結(jié)構(gòu)材料的脆性性質(zhì)，歷次地震的宏觀調(diào)查資料表明，二、三層磚房在不同烈度區(qū)的震害比四、五層輕得多，六層及六層以上的磚房震害明顯加重。即使通過抗震加固，也不能隨意突破層數(shù)和高度限制。
（2）房屋抗震加固的基本要求
抗震加固應(yīng)從提高房屋的整體抗震能力出發(fā)，并注意滿足建筑物的使用功能和同相鄰建筑相協(xié)調(diào)；由于承重墻直接承受樓層的垂直荷載，如地震時先破壞，將危及整個房屋的安全，因此，自承重墻體加固后的抗震能力不應(yīng)超過同一樓層中承重墻體加固后的抗震能力；對非剛性結(jié)構(gòu)體系的房屋，選用抗震加固方案時應(yīng)特別慎重，當(dāng)采用加固柱或墻垛，增設(shè)支撐或支架等非剛性結(jié)構(gòu)體系的加固措施時，應(yīng)提高其變形能力控制層間位移。
2、地基基礎(chǔ)
對已有建筑抗震加固的首要任務(wù)是地基基礎(chǔ)的加固，根據(jù)地基的豎向承載力、水平承載力及不利地基因素，分別采取加強上部結(jié)構(gòu)剛度、加固處理地基(注漿加固法、錨釬靜壓樁)、加大基礎(chǔ)底面積、加大或加鋼筋、結(jié)合灌漿等措施，提高基礎(chǔ)承載能力，延長基礎(chǔ)的使用年限。
3、磚墻的加固方法
當(dāng)磚墻裂縫過寬過深可能導(dǎo)致承載力或穩(wěn)定性不足，常用的磚墻加固方法有扶壁柱法和鋼筋網(wǎng)水泥砂漿法。
（1）扶壁柱法扶壁柱法是工程中常用的磚墻加固方法，根據(jù)使用材料不同，扶壁柱法有磚砌和鋼筋混凝土兩種。
①磚扶壁柱加固
常用的磚扶壁柱形式如（圖1）所示，其中a、b表示單面增設(shè)的磚扶壁柱，c、d表示雙面增設(shè)的磚扶壁柱。
1磚扶壁柱法加固磚墻
增設(shè)的扶壁柱與原磚墻的連接，可采用插筋法或挖鑲法，以保證兩者共同工作。
②混凝土扶壁柱加固
混凝土扶壁柱的形式如（圖2）所示，與磚扶壁柱相比，它可以幫助原磚墻承擔(dān)較多的荷載，而混凝土扶壁柱與原墻的連接顯得尤為重要。
2混凝土扶壁柱法加固磚墻
（2）鋼筋網(wǎng)水泥砂漿法
此法是在除去墻表面粉刷層后，兩面附設(shè)由直徑為4mm～8mm組成的鋼筋網(wǎng)片，然后噴射砂漿（或細(xì)石混凝土）或分層抹上密綴的砂漿層。此法適合加固大面積的 墻 面，目 前 常 用 于下列情況的加固：因房屋加層或超載而引起磚墻承載力不足；因火災(zāi)或地震而使整 片 墻 承 載 力 或 剛 度 不足；因施工質(zhì)量差而使磚墻承載力普遍達(dá)不到設(shè)計要求；窗間墻等局部墻體達(dá)不到設(shè)計要求等。
（3）磚柱的加固方法
外加鋼筋混凝土加固，包括側(cè)面外加混凝土層加固和四周外包混凝土加固兩類。
①側(cè)面外加混凝土加固
當(dāng)磚柱承受較大的彎矩時，常常采用僅在受壓面增設(shè)混凝土層或雙面增設(shè)混凝土層的方法予以加固。采用側(cè)面加固時，新舊柱的連接接合非常重要，應(yīng)采取措施保證兩者能可靠地共同工作。因此，兩側(cè)加固時應(yīng)采用連通的箍筋；單側(cè)加固時應(yīng)在原磚柱上打入混凝土釘或膨脹螺栓等物，以加強兩者的連接，并將原磚柱的角磚每隔300mm打去一塊，使后澆混凝土嵌入磚柱內(nèi)。
②四周外包混凝土加固
四周外包混凝土加固磚柱的效果較好，對于軸心受壓磚柱及小偏心受壓磚柱，其承載力的提高尤為顯著。
三、抗震加固新技術(shù)
1、減震隔震
隨著減震技術(shù)的發(fā)展，以及對歷次強烈地震中建筑結(jié)構(gòu)破壞形式的總結(jié)，我們可通過分析地震作用效應(yīng)，采用減震隔震技術(shù)，減小既有砌體房屋在強震中所承受的地震作用。目前在既有建筑結(jié)構(gòu)中常用的減震技術(shù)主要有基礎(chǔ)隔震技術(shù)、消能減震技術(shù)以及調(diào)諧減震技術(shù)等被動減震方法。
2、抗震加固與節(jié)能改造一體化
當(dāng)今世界資源越來越短缺，地震頻發(fā)，針對抗震加固和節(jié)能改造這兩項工程，許多學(xué)者提出了抗震加固與節(jié)能改造一體化，并對其技術(shù)進行了深入的研究。一體化技術(shù)可以提高既有結(jié)構(gòu)承載能力、改善既有結(jié)構(gòu)的抗震性能，與傳統(tǒng)抗震加固技術(shù)相比，一體化技術(shù)改造后結(jié)構(gòu)的承載能力更高、抗震性能更好，能使既有建筑耗能能力有所降低，節(jié)約能源，實現(xiàn)了抗震加固與節(jié)能改造有機結(jié)合，避免二次作業(yè)，設(shè)計施工一體化，降低運營成本。目前，玻化微珠保溫砂漿是抗震加固與節(jié)能改造一體化技術(shù)中最常用的無機材料。
第三篇：有關(guān)房屋建筑抗震加固
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外加柱一般通過拉結(jié)鋼筋，銷鍵，壓漿錨桿，錨筋與墻體連接，并符合下列要求：在樓層1／3和2／3層高處同時設(shè)置拉接鋼筋和銷鍵與墻體連接：沿墻體高度每隔500mm設(shè)置脹管螺栓、壓漿錨桿、螺栓或錨筋與墻體連接：外加柱在室外地坪標(biāo)高和外墻基礎(chǔ)的大放腳處應(yīng)設(shè)銷鍵、壓漿錨桿或錨筋與墻體連接。所有鋼筋應(yīng)有保護層，以避免潮濕引起的銹蝕。外加圈梁、鋼拉桿外加圈梁、鋼拉桿的結(jié)構(gòu)要求有：
外加的圈梁宣在樓、層蓋標(biāo)高的同一平面內(nèi)閉合；外加的圈梁在陽臺、雨篷、樓梯間窗戶附近標(biāo)高變換處需拐轉(zhuǎn)通過，并應(yīng)有局部加強措施：變形縫兩側(cè)增設(shè)的圈梁應(yīng)分別閉合，在該變形縫區(qū)段范圍內(nèi)交圈閉合，并可用拉桿或型鋼代替混凝土圈梁。
根據(jù)要加固磚混結(jié)構(gòu)房屋的具體特點，要設(shè)置不同形式的鋼拉桿，主要有橫向鋼拉桿，縱向剛拉桿，代替內(nèi)墻圈梁的鋼拉桿。
外加圈梁、鋼拉桿的施工要求有：
圈梁的施工。外加圈梁處的墻面有酥堿或飾面層時應(yīng)鑿掉，墻面的油污和苔蘚應(yīng)刷洗干凈，墻體的裂縫應(yīng)補強：連接的錨筋和膨脹螺栓應(yīng)注意檢查是否可靠：圈梁的混凝土宜連續(xù)澆筑。
鋼拉桿的施工。鋼拉桿一般采用直徑不小于14的鋼筋，錨固于圈梁內(nèi)不小于30d，且端頭設(shè)彎鉤：鋼拉桿通過端頭加焊的錨板埋入圈梁內(nèi)或通過鋼管穿過圈梁，然后用螺帽擰緊的方法與圈梁連接：鋼拉桿在原墻體錨固時，應(yīng)采用鋼板墊板，拉桿端部應(yīng)加焊相應(yīng)的螺栓，以調(diào)直拉桿，壓緊墊板，使之與原墻體緊密結(jié)合。
石結(jié)構(gòu)的抗麓加固措施．1石結(jié)構(gòu)房屋整體性抗震加固措施干砌石結(jié)構(gòu)房屋的整體性比磚混結(jié)構(gòu)還差，為了有效地抗御地震作用，總結(jié)國內(nèi)外對這類工程進行加固的實踐經(jīng)驗，可以采取以下抗震加固的方法和措施：
設(shè)置豎向扶壁柱 ．在進行抗震分析和驗算的基礎(chǔ)上，根據(jù)具體房屋的結(jié)構(gòu)特點，確定增設(shè)扶壁柱的部位和數(shù)量。一般可在石結(jié)構(gòu)房屋的轉(zhuǎn)角處、樓梯間橫墻與外墻交接處、橫墻較多的建筑物在間隔適當(dāng)開問的橫縱墻交接處、空曠建筑物在間隔適當(dāng)距離的窗問墻部位、以及在某些薄弱的關(guān)鍵部位分別設(shè)置。
扶壁柱的施工做法與要求：必須緊貼在被加固部位的墻面：扶壁柱必須與原石墻有水平穿墻縫的聯(lián)結(jié)：應(yīng)沿著建筑物高度上下貫通：必須與每層增設(shè)的水平圈梁連成一體，使之形成一個類似“小框架”的空間結(jié)構(gòu)。
設(shè)置水平圈梁圈梁的設(shè)置數(shù)量可根據(jù)建筑物的具體情況區(qū)別對待。一般是原結(jié)構(gòu)沒設(shè)圈梁者應(yīng)每層增設(shè)圈梁：若原結(jié)構(gòu)已設(shè)有圈粱，應(yīng)在未設(shè)圈梁的樓層增設(shè)新圈梁。增設(shè)的圈梁做法要求：圈梁內(nèi)縱筋宜用焊接，且應(yīng)放置在扶壁柱的豎向鋼筋之內(nèi)：要沿房屋周圈連通閉合：必須以扶壁柱為支承點，且應(yīng)緊貼原石墻，并加豎向穿墻拉結(jié)箍。
設(shè)置內(nèi)拉或內(nèi)撐構(gòu)件內(nèi)拉構(gòu)件一般可采用圓鋼，且必須固定在相對的外扶壁柱或外圈梁上：內(nèi)拉圓鋼宜間隔二到三個開問布一道，立面高度宜設(shè)在內(nèi)墻項側(cè)、樓板底下的交接處。支撐構(gòu)件一般指在單層空曠建筑物內(nèi)相對的內(nèi)壁柱之間所增設(shè)的水平鋼筋混凝土梁，其高度位置一般設(shè)在屋架下弦之下或樓、屋面板之下，使之與內(nèi)壁柱形成一個門式結(jié)構(gòu)，內(nèi)撐水平梁的間隔距離一般取壁柱間隔的兩倍。
石結(jié)構(gòu)墻體的抗震加固墻體加固一般可采用加鋼筋網(wǎng)與高壓噴射混凝土。墻體加鋼筋網(wǎng)可分為單側(cè)加網(wǎng)與雙面加網(wǎng)二種。在雙面鋼筋網(wǎng)之間加水平拉結(jié)筋，而對單側(cè)加網(wǎng)的墻體，則應(yīng)加豎向拉結(jié)筋，此拉結(jié)筋必須穿過水平石縫繞過石塊厚度而成箍形，并搭系在墻面鋼筋網(wǎng)上。加鋼筋網(wǎng)的內(nèi)墻可間隔二個開間。總之，加固措施和方法，應(yīng)根據(jù)不同建筑物以及在同一建筑物之內(nèi)的不同部位靈活布局，并經(jīng)設(shè)計人員確定。
灌漿加固采用壓力灌漿加固法可能更適合于石結(jié)構(gòu)的抗震加固。主要是對石砌體灰縫進
行灌漿以提高砂漿飽滿度，提高石砌體的抗剪強度。施工簡單，又可有效地保持建筑物的外觀，對建筑物的影響較小。
木結(jié)構(gòu)抗麓加固措施．1增強木結(jié)構(gòu)整體性的措施木結(jié)構(gòu)房屋在抗震加固時，應(yīng)采用純木柱承重的方式。對于木屋架，宜采取加強其節(jié)點連接的措施，并在可能時通過增設(shè)支撐來改善其縱橫向穩(wěn)定性。
對于空曠房屋，宜每一縱向柱列間設(shè)置1到2道剪力墻或斜撐，以提高房屋的整體穩(wěn)定性木柱是木結(jié)構(gòu)的主要抗側(cè)力構(gòu)件，現(xiàn)在已有多種加固方式可供采用，如采用局部做成鋼板或石砼柱腳等。維護墻與柱之間拉結(jié)不足時，應(yīng)增加可靠拉結(jié)措施，改善墻體的穩(wěn)定性能。木結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加強措施木構(gòu)件常見的補強加固方法有增加約束法，增大截面法，增設(shè)拉桿法，增設(shè)銷釘法等。
增加約束法常見的增強約束措旌有鐵絲纏繞，U形鐵或其他非金屬材料加固等。鐵絲纏繞一般用8號鍍鋅鐵絲密排纏繞木構(gòu)件的開裂處。其特點是簡單易行。
不足之處是：在較多的情況下，處理效果不甚理想。u形鐵的加固方法是用螺栓將其緊固在木材之上，防止裂縫開展。這種加固方法較鐵扮纏繞的效果好，在實際工程中應(yīng)用的也較多。但加固時應(yīng)注意U形鐵的間距，一般來說其間距不宜大于被加固構(gòu)件的最小截面尺寸。
增大截面法增大截面法主要用于受壓桿件的加固，也可用于受拉桿件的加固。這種方法既可以用于增強構(gòu)件的強度，也可以增加桿件的穩(wěn)定性。常用的增大截面法主要是用原構(gòu)件材料相同的材料進行加固，也可用鋼材和鋼筋混凝土外包加固。
增設(shè)鋼拉桿增設(shè)鋼拉桿主要是用于屋架木制下弦的加固以及其他受拉構(gòu)件的加固，其作用是利用鋼材抗拉強度高的特點，部分或全部頂替受拉木構(gòu)件。
銷栓加固通常是使用鋼制螺栓穿透被加圃截面，利用螺栓起到銷栓作用提高截面的抗剪能力，利用扮緊螺栓所提供的壓力限制裂縫的開展。
結(jié)語為最大限度的減輕震害，本文總結(jié)了以上幾點有針對性的抗震加固措施。
同時，建筑工程技術(shù)人員也應(yīng)努力從抗震設(shè)防、抗震設(shè)計和施工質(zhì)量三方面出發(fā)，將房屋建筑質(zhì)量提高到一個新的水平，只有這樣才能確保建筑工程具備合理的抗御地震的能力。
第四篇：砌體抗震驗算處理
1.3.7 多層砌體房屋結(jié)構(gòu)抗震抗剪強度驗算時，當(dāng)某層或某些墻段不能滿足截面強度要求時，未采取有效措施加強。
改進措施：多層砌體房屋中的部分墻段抗震抗剪強度不能滿足要求時，一般可以有五種辦法來加強：
(1)增加墻厚?？拐鹂辜魪姸扰c截面大小有關(guān)，增加墻厚可以提高抗剪能力，同時，外墻可以提高保溫隔熱效果，有利于節(jié)能。不利的是增加墻厚會增大結(jié)構(gòu)自重，加大了地震作用，同時材料上當(dāng)然也會增加。所以不是一種最好的辦法，只在某些情況下能適用。
(2)提高砌體強度。磚和砂漿強度的提高，直接會增大截面抗震抗剪能力。但是，目前砌體規(guī)范中對砂漿強度只給出M10砂漿時的抗剪強度設(shè)計值，而且明確大于M10的砂漿強度也只取到M10砂漿時的強度。在目前一些磚或混凝土砌塊的強度有明顯提高的情況下，完全有條件采用與之配套的高標(biāo)號砂漿，提高砌體的抗震抗剪強度，滿足截面的強度驗算要求。但目前因無這方面的數(shù)據(jù)，規(guī)范又無規(guī)定，所以只有進行相關(guān)的試驗來求得數(shù)據(jù)，用于強度驗算。
(3)配置水平鋼筋。這也是《抗震規(guī)范》GB 50011第7.2.9條提出的一項措施。
在砌體水平灰縫中配置一定數(shù)量的鋼筋，可以提高砌體墻段的抗剪能力，這是在大量試驗研究基礎(chǔ)上提出的辦法。
規(guī)范規(guī)定，灰縫中的配筋率應(yīng)不小于0.07%且不大于0.17%。試驗證明，當(dāng)水平配筋的數(shù)量小于截面配筋率的 0.07%時，此時雖有水平筋，但對提高抗剪能力并不明顯，因此不能考慮其作用。同時，試驗也證明，當(dāng)在水平灰縫中配置的鋼筋過多(過密或過粗)，其間的水平鋼筋也不能完全發(fā)揮提高抗剪能力的作用。因此由試驗確定的配筋率上限值為0.17%。
《抗震規(guī)范》第7.2.9條的說明還指出，采用水平配筋措施時，抗震能力的大小與墻體的高寬比有關(guān)，這也是使水平鋼筋能夠發(fā)揮作用大小的重要因素。
(4)增加設(shè)置構(gòu)造柱或芯柱。在墻段兩端設(shè)置構(gòu)造柱是一種抗御地震時突然倒塌的有效措施。一般的構(gòu)造柱都設(shè)置在墻段的邊端或墻體和墻體的交接處，它與為了提高抗震抗剪能力而在墻段中部設(shè)構(gòu)造柱的要求和目的不同。
《抗震規(guī)范》第7.2.8條第2款就是為了解決在驗算截面抗震受剪能力時不能滿足承載力要求，作為一項新措施而提出的。
《抗震規(guī)范》公式7.2.8-2中：V≤1/γRE[ηcfVE(A-Ac)＋ζf1Ac＋0.08fyAs 第一項為砌體截面本身能夠承擔(dān)的受剪承載力；第二項為構(gòu)造柱的混凝土部分承擔(dān)的受剪承載力；第三項為構(gòu)造柱內(nèi)的鋼筋所能承擔(dān)的受剪承載力。
這是一個主要以試驗數(shù)據(jù)為主得到的經(jīng)驗公式。試驗證明，在一個墻段中，構(gòu)造柱包括鋼筋和混凝土所能承擔(dān)的受剪能力應(yīng)有所限制。
規(guī)范對墻段中部設(shè)置的構(gòu)造柱在縱橫墻截面中所占的比例作出了限制，同時對中部構(gòu)造柱中的鋼筋也作了限制，主要是為了既保持多層砌體墻的特性，同時又解決墻段受剪承載力的不足。
(5)采用配筋混凝土小型空心砌體。只能用于混凝土小型空心砌塊建筑中，不能在磚砌體房屋中出現(xiàn)局部的配筋混凝土小型空心砌塊墻段。
當(dāng)在多層混凝土小型空心砌塊建筑中出現(xiàn)整層或某些墻段的受剪承載能力不足時，首先應(yīng)采取增加構(gòu)造柱和芯柱數(shù)量等措施，在不足以解決其承載力時，可采用在混凝土小型空心砌塊墻段中，按配筋砌塊的要求增加豎向和水平配筋等措施，來提高整層或某些墻段的受剪承載能力。
1.3.8 磚墻中的水平配筋在墻體兩端沒有錨固。
原因分析：水平配筋在提高墻段的抗剪承載力時，通過砌筑砂漿與磚及鋼筋的握裹力，對墻段起抗剪作用。鋼筋在墻段中抗剪作用的發(fā)揮，由鋼筋在墻的兩盡端的錨固措施保證。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)，鋼筋端部有無錨固對抗剪承載力的影響約占總的承載力提高值的13%左右。因此，要求水平鋼筋配置后宜有錨固措施。
改進措施：當(dāng)墻段兩端有構(gòu)造柱時，應(yīng)將水平鋼筋錨入柱內(nèi)，按受拉筋的錨固長度設(shè)置；當(dāng)墻段兩端無構(gòu)造柱或僅有一端有構(gòu)造柱時，可采用將無構(gòu)造柱端的水平筋彎折成直勾等措施。
1.4 多層磚房的抗震構(gòu)造措施
1.4.1 在多層砌體房屋設(shè)計中，因不甚了解構(gòu)造柱的破壞機理，忽視構(gòu)造柱作為主要的抗震構(gòu)造措施的作用，未按規(guī)范要求設(shè)置構(gòu)造柱。
原因分析：多層砌體房屋在歷次地震中破壞都是最嚴(yán)重的。1976年唐山地震之前，始終沒有切實可行的辦法防止多層砌體房屋在地震中突然倒塌。
唐山地震時全城幾乎所有的多層砌體房屋都嚴(yán)重破壞和倒塌，造成生命和財產(chǎn)的巨大損失。但是，在調(diào)查過程中，也偶爾發(fā)現(xiàn)有的砌體房屋雖然有局部破壞，但卻未倒塌。這樣的建筑共有八幢，包括學(xué)校，辦公樓，招待所，藏書庫等。這些房屋雖為磚墻承重，但在墻體中均設(shè)有不同大小截面且與周邊的墻體結(jié)合得非常好的鋼筋混凝土柱。
在結(jié)束調(diào)查之后的一年內(nèi)北京市建筑設(shè)計研究院進行了三幢不同構(gòu)造的整體房屋模型試驗，模型比例按1/4，利用激振設(shè)備模擬地震作用。三幢模型的設(shè)計是：一幢為普通的磚砌體結(jié)構(gòu)，除了有圈梁之外，沒有其他措施；第二幢是在所有內(nèi)外墻交接處均設(shè)置一個與墻同厚的鋼筋混凝土柱，同時還設(shè)有圈梁；第三幢是在所有磚砌體墻的外側(cè)，后加鋼筋混凝土柱，部位均在外墻轉(zhuǎn)角及內(nèi)外墻延伸的交接處，表示對磚房的加固。
我們試驗的結(jié)果得出如下結(jié)論：①設(shè)有鋼筋混凝土柱的多層砌體房屋，在墻體開裂后沒有進一步倒塌破壞。即使在外柱鋼筋屈服的情況下仍能保持裂而不倒；②由于柱的截面較小，對房屋和墻體的剛度并不增加，其初裂荷載也無明顯的提高；③整體結(jié)構(gòu)的變形能力和延性有很明顯的增大。
在試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，向抗震規(guī)范編制組提出建議：在所有多層砌體房屋中設(shè)置鋼筋混凝土柱，并取名為“構(gòu)造柱”。此后許多單位的試驗也都進一步證明了上述結(jié)果，使構(gòu)造柱做法得到廣泛推廣應(yīng)用。
改進措施：多年來的實踐證明，構(gòu)造柱是一種良好的抗震構(gòu)造措施，能夠使多層砌體房屋減輕和避免突然倒塌的危險，是保證多層砌體房屋大震不倒的重要措施，應(yīng)該明確，構(gòu)造柱不是一般意義上的柱而是墻體的約束構(gòu)件。
構(gòu)造柱的作用主要是約束一旦在地震中開裂破壞了的墻體，使之不進一步倒塌。從這一點出發(fā)，我們能夠更好地來理解和運用構(gòu)造柱而不致出現(xiàn)誤導(dǎo)。構(gòu)造柱雖不能阻止墻體出現(xiàn)的一般裂縫的發(fā)展，但是在墻體沿對角線的剪切裂縫較大并貫通整個墻面，使墻體分為四大塊后，構(gòu)造柱能夠約束墻體的進一步倒塌。
1.4.2 多層砌體房屋超過規(guī)范規(guī)定的層數(shù)和高度，誤用增加構(gòu)造柱來解決。原因分析：設(shè)置構(gòu)造柱的目的是約束墻體，既不是增強抗剪能力，也不是為了解決超高和超層的問題。
提出此類問題的原因可能是受1978年抗震規(guī)范的影響。當(dāng)時由于唐山地震剛過，對構(gòu)造柱的認(rèn)識還是初步的，因此在78規(guī)范中構(gòu)造柱作為一種超高建筑的加強措施，即一般多層砌體房屋沒有設(shè)置構(gòu)造柱的要求，僅當(dāng)不同設(shè)防烈度的房屋達(dá)到一定層數(shù)和高度時，才要求設(shè)置構(gòu)造柱，這是對構(gòu)造柱作用的初始認(rèn)識階段。
改進措施：現(xiàn)行抗震規(guī)范已普遍提高了不同設(shè)防烈度區(qū)允許建造房屋的高度。因此，構(gòu)造柱的設(shè)置是普遍的要求和基本的構(gòu)造措施，不是解決房屋超高或超層的手段。
1.4.3 單層砌體房屋不應(yīng)按多層房屋的要求設(shè)置構(gòu)造柱。
改進措施：單層房屋一般不包括在多層砌體房屋之列，規(guī)范對此亦無明確規(guī)定。
對不同設(shè)防烈度的單層砌體房屋，可根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)情況區(qū)別對待。比如，對一些高烈度區(qū)的重要建筑，至少應(yīng)在房屋的四角墻體內(nèi)設(shè)置構(gòu)造柱，也可以在相隔一定距離的橫墻內(nèi)設(shè)置構(gòu)造柱。
對一般的單層砌體房屋，只要求有頂部圈梁和內(nèi)外墻的拉結(jié)措施，1.4.4 隨意將構(gòu)造柱沿房屋高度方向逐層減少或改變截面及配筋。
改進措施：構(gòu)造柱的設(shè)置目的既然是約束墻體的構(gòu)件，因此就一般要求而言，各層均應(yīng)連續(xù)設(shè)置。除符合《抗震規(guī)范》GB 50011第7.3.2條第5款規(guī)定，需在房屋下部l/3樓層增設(shè)的構(gòu)造柱，當(dāng)延伸到上層的墻體時，可適當(dāng)減少或改變配筋及截面。
構(gòu)造柱在多層砌體中除有約束構(gòu)件功能之外，同時還能夠增強內(nèi)外墻、墻與墻的連接功能。這些也不能忽視。因此，如果沿高度方向要減少構(gòu)造柱的數(shù)量時，一定要強調(diào)墻相互間的拉結(jié)措施，否則是危險的。
1.4.5 誤將構(gòu)造柱伸入房屋基礎(chǔ)的大放腳或基底。
原因分析：《抗震規(guī)范》GB 50011要求，構(gòu)造柱可不單獨設(shè)置基礎(chǔ)，但應(yīng)伸入室外地面下500mm，或與埋深小于500mm的基礎(chǔ)圈梁相連，構(gòu)造柱作為整個墻體的一部分，構(gòu)造柱的作用不是柱，它所承擔(dān)的作用主要是對墻體起水平約束，因此不必要有基礎(chǔ)。改進措施：構(gòu)造柱是墻體的一部分，它不是承重柱，因此也不單獨承擔(dān)豎向荷載。其主要作用是對墻體起水平約束作用。不需要有單獨的基礎(chǔ)。規(guī)范規(guī)定構(gòu)造柱可不單獨設(shè)置基礎(chǔ)，但應(yīng)伸入室外地面下500mm，或與埋深小于500mm的基礎(chǔ)圈梁相連，遇有管溝時，應(yīng)伸到溝底。如圖1.4.5所示。
5．房屋抗震橫墻的最大間距滿足《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（gb5011-2001）第7.1.5條和《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（gb50023-95）第5.2.1條7度抗震設(shè)防要求。
6．墻體的砂漿強度等級滿足《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（gb50023-95）第5.2.2條7度抗震設(shè)防要求“7度時超過三層時磚砌體不應(yīng)低于m1”。
7．房屋每層的縱橫墻均設(shè)置閉合圈梁，圈梁截面高度符合《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（gb5011-2001）第7.3.4條要求。
8．承重的門窗間墻最小寬度為0.5m，外墻盡端至門窗洞邊的距離，不滿足《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（gb50023-95）第5.2.4條7度抗震設(shè)防時不小于0.8m的要求，但外墻盡端設(shè)有構(gòu)造柱。
9．辦公樓（1-9）軸一至三層抗震橫墻的間距不滿足《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（gb50023-95）第5.2.5條7度抗震設(shè)防、砂漿強度等級m5的要求；（1-9）軸四層及（10-14）軸抗震橫墻的間距滿足《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（gb50023-95）第5.2.5條7度抗震設(shè)防、砂漿強度等級m5的要求。
（二）第二級鑒定
第二級鑒定以抗震驗算為主結(jié)合構(gòu)造影響進行綜合評價。本工程采用中國建筑科學(xué)研究院的pkpm系列結(jié)構(gòu)軟件中pmcad對該樓墻體進行承載力驗算。計算時，實心磚墻砌筑砂漿抗壓強度一至三層均取為m5.0，四、五層取為m2.5，磚抗壓強度取為mu7.5，震設(shè)防烈度為7度，地震分組為第二組，基本地震加速度為0.10g。房屋整體依據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》根據(jù)樓、屋蓋類別及橫墻間距按剛性方案計算內(nèi)力，樓屋面荷載按設(shè)計要求和《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》取值。驗算結(jié)果表明沿軸線縱橫墻體大片墻抗震驗算均滿足要求。一至三層（e）-（2-9）軸縱橫墻交接處和一層（b）-（12-14）軸縱橫墻交接處，局部墻片由于相對側(cè)移剛度較大，產(chǎn)生水平地震剪力集中現(xiàn)象，導(dǎo)致抗震驗算不滿足要求。
三、抗震加固技術(shù)措施
對抗震驗算不滿足要求的一至三層（e）-（2-9）軸縱橫墻交接處和一層（b）-（12-14）軸縱橫墻交接處的局部墻片，通過調(diào)整墻段兩側(cè)洞口尺寸及位置，以調(diào)整墻段相對剛度來改變墻段承擔(dān)的地震剪力的處理方法，上述墻片抗震鑒定系數(shù)可達(dá)到要求。即將抗震驗算不滿足要求的一至三層（e）-（2-9）軸縱橫墻交接處的局部墻段兩側(cè)窗戶增高，從而改變墻段相對剛度來改變墻段承擔(dān)的地震剪力，達(dá)到抗震鑒定要求；在窗邊設(shè)置欄桿，以滿足安全要求；對一層（b）-（12-14）軸縱橫墻交接處抗震驗算不滿足要求的局部墻片，通過調(diào)整門位置，來改變墻段相對剛度來改變墻段承擔(dān)的地震剪力，達(dá)到抗震鑒定要求；對四、五層樓梯（e）軸縱墻端部增設(shè)混凝土構(gòu)造柱，對樓梯間懸挑梁端部增設(shè)混凝土柱。
四、結(jié)語
本文以瑞金市某辦公樓為例，通過調(diào)整墻段兩側(cè)洞口尺寸及位置，以調(diào)整墻段相對剛度來改變墻段承擔(dān)的地震剪力的處理方法，來滿足抗震承載力驗算要求。在不影響外觀及功能的基礎(chǔ)上，提高了教室的采光率，而采用常規(guī)加固方案投入較大，加固后對外觀及功能上造成影響，且在增加結(jié)構(gòu)剛度的同時增加了地震作用。因此該方法可作為采用砌體結(jié)構(gòu)的學(xué)校等對建筑功能要求較高的建筑物抗震加固的優(yōu)選方案。
8度區(qū)七層磚混住宅的結(jié)構(gòu)抗震驗算
《抗震規(guī)范》規(guī)定，房屋的抗震設(shè)計必須滿足“三個烈度水準(zhǔn)、兩個階段設(shè)計、一個指導(dǎo)思想”的設(shè)防要求。第一階段設(shè)計就是在第一水準(zhǔn)烈度即比基本烈度低1.55度左右的多遇眾值烈度地震作用下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面抗震驗算，這樣，既保證了在第一水準(zhǔn)烈度下具有必要強度可靠度，結(jié)構(gòu)處于正常使用的彈性工作狀態(tài)，又滿足了第二水準(zhǔn)烈度(基本烈度)的設(shè)防要求，結(jié)構(gòu)非彈性變形或房屋的損壞控制在經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用的范圍，從而達(dá)到“小震不壞、設(shè)防烈度可修”的抗震設(shè)防目標(biāo)；對多層砌體房屋來說，結(jié)構(gòu)抗震驗算可只進行第一階段設(shè)計(強度驗算)，而通過概念設(shè)計和抗震構(gòu)造措施來最終實現(xiàn)第三
烈度水準(zhǔn)(預(yù)估的罕遇地震)的設(shè)計要求和“大震不倒”的設(shè)防目標(biāo)。其截面抗震須作抗剪承載力驗算。
(1)計算原則隨著地震烈度和房屋高度的增加，砌體結(jié)構(gòu)在水平地震作用下有可能改變其以剪切變形為主的受力性質(zhì)，8度七層條件下的磚混住宅，應(yīng)沒有超出以剪切變形為主的范圍，且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，其水平地震作用大致按倒三角形分布，近似于單質(zhì)點體系，各樓層可僅考慮一個自由度，可采用底部剪力法和樓層水平地震剪力法計算地震作用和樓層水平地震剪力。因此，8度七層磚混住宅可以按照《抗震規(guī)范》確定的原則，考慮水平地震作用和結(jié)構(gòu)抗震計算，并進行樓層水平地震剪力的分配和墻段層間抗側(cè)力等效剛度的確定。
(2)承載力不足時的調(diào)整方法與措旌一般來說，隨著房屋高度和層數(shù)的增加，地震作用增大，磚砌體的抗震能力相應(yīng)降低。樓蓋的重量占房屋總重的35%-50%，房屋總高度相同，多一層樓蓋就意味著增加半層樓的地震作用。根據(jù)通常的設(shè)計經(jīng)驗及計算分析，七層磚混住宅的240mm厚的橫墻截面抗8度地震承載力驗算一般不會存在問題，而往往是縱向抗震墻承載力不容易完全滿足。可從以下幾個方面進行調(diào)整驗算：
①提高磚砌體主要是砌筑砂漿的強度等級，使墻體抗剪承載力增加。
②增設(shè)構(gòu)造柱或適當(dāng)加大構(gòu)造柱截面及配筋，構(gòu)造柱的間距不宜大于4m，宜設(shè)置在縱橫抗震墻交接處。試驗表明，構(gòu)造柱能使砌體的抗剪強度提高10%-30%。
③在磚墻灰縫中配置水平鋼筋形成橫向配筋砌體，增強磚砌體變形能力及延性。
④增加墻體主要是縱向抗震墻厚度到370mm，以增大墻體橫截面而積，提高抗震承載力。
⑤可采用橫墻、內(nèi)縱墻混合承重方案或采用現(xiàn)澆板使縱橫墻同時承重，利用正應(yīng)力對提高砌體抗剪強度的有利影響。
⑥適當(dāng)調(diào)整門窗洞口位置，將承載力不夠的墻段寬度及其抗側(cè)力等效剛度減小，使之分擔(dān)的地震剪力減少，相應(yīng)提高抗震承載力。
⑦調(diào)整抗震墻的平面布置，增加抗震墻的數(shù)量，亦即調(diào)整和減小樓層水平地震剪力在各墻片上的分配值，使受力均衡分散?？v墻間距不宜大于4m。
(3)豎向地震作用分析在8度地震區(qū)，對七層磚混住宅來說，一般沒有長懸臂構(gòu)件和大洞口過梁，可以認(rèn)為，由于其構(gòu)造柱較密，構(gòu)件之間的連接和結(jié)構(gòu)整體性加強，因此豎向地震作用對墻體結(jié)構(gòu)的不利影響，一般可以不考慮或不進行豎向地震作用的計算及截面抗震驗算。
第五篇：橋梁抗震加固設(shè)計方案
橋梁抗震加固設(shè)計方案
引言
隨著我國現(xiàn)在化城市和經(jīng)濟的飛速發(fā)展,交通線路的重要性越加突出,公路交通是國民經(jīng)濟大動脈,同時,也是抗震救災(zāi)生命線工程之一。橋梁工程是公路工程的咽喉要道,在保障公路通暢中起著至關(guān)重要的作用。而一旦地震使交通線路癱瘓,將會給國家和人民帶來極大的損失和不便。大跨度橋梁是交通運輸?shù)年P(guān)鍵樞紐,對其進行有效的抗震設(shè)計,確保其抗震安全性意義深遠(yuǎn)。
一、大跨度橋梁抗震設(shè)計發(fā)展
大跨度橋梁的抗震設(shè)計是一項綜合性的工作,反應(yīng)比較復(fù)雜,相應(yīng)的抗震設(shè)計也比較復(fù)雜。目前,國內(nèi)外現(xiàn)有的大多數(shù)橋梁工程抗震設(shè)計規(guī)范只適用于中等跨徑的橋梁,超過使用范圍的大跨度橋梁則無規(guī)范可循。我國公路大跨度橋梁的抗震設(shè)計規(guī)范仍在初步階段,存在許多需要進一步解決的問題。近年來,美國、日本等一些國家的地震工程專家提出了分級設(shè)防的抗震設(shè)計思想,一般可概括為:小震不壞、中震可修、大震不倒。我國《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》規(guī)定地震烈度7度以上地區(qū)的新建橋梁都必須抗震設(shè)防。其中,最主要的建議是要采用兩水平的抗震設(shè)計方法,即要求結(jié)構(gòu)在兩個概率水平的地震作用下,分別達(dá)到兩個不同的性能標(biāo)準(zhǔn)。
二、抗震設(shè)計
“小震不壞,中震可修,大震不倒”的分類設(shè)防抗震設(shè)計思想已廣為接受,而能力設(shè)計思想也越來越廣泛地被國內(nèi)外專家學(xué)者所接受。能力設(shè)計思想要求在一座橋梁內(nèi)部建立合理的強度級配,以保證地震破壞只發(fā)生在預(yù)定的部位,而且是可控制的。具體來說,要選擇理想的塑性鉸位置并進行仔細(xì)的配筋設(shè)計以保證其延性抗震能力;而不利的塑性鉸位置或破壞機制(脆性破壞)則要通過提供足夠的強度加以避免。大跨度橋梁的抗震設(shè)計應(yīng)分兩階段進行:1)在方案設(shè)計階段進行抗震概念設(shè)計,選擇一個較理想的抗震結(jié)構(gòu)體系;2)在初步或技術(shù)設(shè)計階段進行延性抗震設(shè)計,并根據(jù)能力設(shè)計思想進行抗震能力驗算,必要時進行減、隔震設(shè)計提高結(jié)構(gòu)的抗震能力。
1、抗震概念設(shè)計
對結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計來說,“概念設(shè)計”比“計算設(shè)計”更為重要。正是由于地震發(fā)生的不確定性和復(fù)雜性,再加上結(jié)構(gòu)計算模型的假定與實際情況的差異,使“計算設(shè)計”很難控制結(jié)構(gòu)的抗震性能,因而不能完全依賴計算。結(jié)構(gòu)抗震性能的決定因素是良好的“概念設(shè)計”。因此,在橋梁的方案設(shè)計階段,不能僅僅根據(jù)功能要求和靜力分析就決定方案的取舍,還應(yīng)考慮橋梁的抗震性能,盡可能選擇良好的抗震結(jié)構(gòu)體系。在抗震概念設(shè)計時,為了保證橋梁結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性和抗震安全性,要特別重視上、下部結(jié)構(gòu)連接部位的設(shè)計,橋墩形式的選取,過渡孔處
連接部位的設(shè)計以及塑性鉸預(yù)期部位的選擇。通常允許橋梁結(jié)構(gòu)在強震下進入塑性工作狀態(tài),在預(yù)期的部位形成塑性鉸以耗散能量,但不允許出現(xiàn)脆性破壞,如剪切破壞。為了保證所選擇的結(jié)構(gòu)體系在橋址處的場地條件下確實是良好的抗震體系,必須進行簡單的分析(動力特性分析和地震反應(yīng)評估),然后結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計分析結(jié)構(gòu)的抗震薄弱部位,并
進一步分析是否能通過配筋或構(gòu)造設(shè)計保證這些部位的抗震安全性。最后,根據(jù)分析結(jié)果綜合評判結(jié)構(gòu)體系抗震性能的優(yōu)劣,決定是否要修改設(shè)計方案。
2、延性抗震設(shè)計
橋梁的延性抗震設(shè)計應(yīng)分兩個階段進行:1)對于預(yù)期會出現(xiàn)塑性鉸的部位進行仔細(xì)的配筋設(shè)計;2)對整個橋梁結(jié)構(gòu)進行抗震能力分析驗算,確保其抗震安全性。這兩個階段可以反復(fù),直到通過抗震能力驗算,或進行減、隔震設(shè)計以提高抗震能力。
3、橋梁減、隔震設(shè)計
減、隔震技術(shù)是簡便、經(jīng)濟、先進的工程抗震手段。減、隔震裝置是通過增大結(jié)構(gòu)主要振型的周期使其落在地震能量較少的范圍內(nèi)或增大結(jié)構(gòu)的能量耗散能力來達(dá)到減小結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的目的。在進行抗震設(shè)計時,要根據(jù)結(jié)構(gòu)特點和場地地震波的頻率特性,通過選用合適的減隔震裝置、相應(yīng)參數(shù)以及設(shè)置方案,合理分配結(jié)構(gòu)的受力和變形。一方面,應(yīng)將重點放在提高吸收能量能力從而增大阻尼和分散地震力
上,不可過分追求加長周期。另一方面,應(yīng)選用作用機構(gòu)簡單的減、隔震體系,并在其力學(xué)性能明確的范圍內(nèi)使用。減、隔震設(shè)計的效果,需
要進行非線性地震反應(yīng)分析來驗證。
大量研究表明,最適宜進行減、隔震設(shè)計的情況主要有:
1)橋梁墩柱較剛性,即自振周期較小;
2)橋梁很不規(guī)則,如墩柱的高度變化較大,有可能導(dǎo)致受力不均勻;
3)預(yù)測的場地地震運動的能量主要集中在高頻分量,而低頻分量的能量較少(淺震、近震、巖石地基)。因此,要根據(jù)結(jié)構(gòu)特點和場地震動特點決定是否要進行減、隔震設(shè)計,以及采取什么減、隔震裝置。
近年來國內(nèi)外學(xué)者提出在橋梁結(jié)構(gòu)中設(shè)置粘滯阻尼器來改善結(jié)構(gòu)的抗震性能,已在多座橋梁中得以應(yīng)用。有研究表明:將隔震支座與粘滯阻尼器組合使用既能減小結(jié)構(gòu)地震力,又能有效地控制梁體位移及墩、梁相對位移。
三、抗震加固技術(shù)
在決定一座橋梁是否如何加固以前,應(yīng)先評估其抗震能力。主要是先決定墩柱的破壞形式及墩柱的最大延性能力,其次計算整體屈服的地震加速度及整體的最大延性能力,最后算出橋梁的抗震能力Ac值。
1、橋梁震害介紹
從我國歷次破壞地震中,調(diào)查得到的公路橋梁震害產(chǎn)生的主要原因有以下幾類:
(1)支承連接件失效———由于上下部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了支承連接件不能承受的相對位移,使支承連接件失效,上部與下部結(jié)構(gòu)脫開,導(dǎo)致梁體墜毀。由于落梁的強烈沖擊力,下部結(jié)構(gòu)將遭受嚴(yán)重破壞。支承連接件失效的原因,主要是設(shè)計低估了相鄰跨之間的相對位移。為了解決這個問題,目前國內(nèi)外的通常做法是增加支承面寬度和在簡支的相鄰梁之間安裝縱向約束裝置。
(2)下部結(jié)構(gòu)失效———主要是指橋墩和橋臺失效。橋墩和橋臺如果不能抵抗自身的慣性力和由支座傳遞來的上部結(jié)構(gòu)的地震力,就會開裂甚至折斷,其支承的上部結(jié)構(gòu)也將遭受嚴(yán)重的破壞。
鋼筋混凝土柱式橋墩大量遭受嚴(yán)重?fù)p壞,是近期橋梁震害的一個特點。其原因主要是橫向約束箍筋數(shù)量不足和間距過大,因而不足以約束混凝土和防止縱向受壓鋼筋屈曲。目前的解決辦法是通過能力設(shè)計和延性設(shè)計,使橋梁的屈服只發(fā)生在預(yù)期的塑性鉸部位,其余結(jié)構(gòu)保持彈性。
(3)軟弱地基失效———如果下部結(jié)構(gòu)周圍的地基易受地震震動而變?nèi)?下部結(jié)構(gòu)就可能發(fā)生沉降和水平移動。如砂土的液化和斷層等,在地震中都可能引起墩臺的毀壞。地基失效引起的橋梁結(jié)構(gòu)破壞,有時是人力所不能避免的,因此在橋梁選址時就應(yīng)該重視,并設(shè)法加以避免。如果無法避免時,則應(yīng)考慮對地基進行處理或采用深基礎(chǔ)。
2、研究現(xiàn)狀
針對橋梁在地震中的震害類型,目前,國內(nèi)外橋梁抗震加固主要采
取以下技術(shù)措施:
(1)在伸縮縫、鉸和梁端等上部接縫處采用拉桿、擋塊或者增加支承面寬度等措施,以防止落梁震害的發(fā)生;
(2)增加鋼筋混凝土橋墩的橫向約束,提高其抗彎延性和抗剪強度,防止橋墩彎曲和剪切震害;
(3)采用減隔震技術(shù)及專門的耗能裝置,提高橋梁的抗震性能。例如采用鉛芯橡膠耗能支座等。對隔震而言,利用周期、阻尼與位移等相依變量進行參數(shù)分析,配合加固目標(biāo)的訂定,最后提出結(jié)合位移設(shè)計法的隔震裝置加固設(shè)計程序。隔震裝置的分析采用鉛芯橡膠支座(LRB)以及摩擦單擺支座(FPS)兩種。對減震而言,亦可結(jié)合位移設(shè)計法進行減震加固設(shè)計。可使用替代結(jié)構(gòu)法,將結(jié)構(gòu)以等效勁度及等效阻尼比以線性迭代的方式來進行粘滯性阻尼器的加固設(shè)計。
3、發(fā)展趨勢
從橋梁震害調(diào)查中發(fā)現(xiàn),遭受嚴(yán)重破壞和倒塌的橋梁結(jié)構(gòu),絕大部分是源于落梁和抗彎延性不足。因此,國外主要的多震國家,開始強調(diào)橋梁結(jié)構(gòu)整體的延性能力,其它一些國家則在原有規(guī)范的基礎(chǔ)上,也相應(yīng)地對保證橋梁結(jié)構(gòu)整體的延性能力,并通過設(shè)計和構(gòu)造保證橋梁結(jié)構(gòu)的整體延性能力。為了保證結(jié)構(gòu)的整體延性能力,目前通常的做法是增加防落梁構(gòu)造措施和在預(yù)期出現(xiàn)塑性鉸的關(guān)鍵部位增加橫向約束,以提高橋墩的抗彎延性和抗剪強度。從加固的對象上來看,美國、日本等橋梁抗震加固水平最高的國家,已經(jīng)把加固的重點從以前單一的防落梁構(gòu)造措施,轉(zhuǎn)移到重視橋墩整體延性上來,以保證加固后的橋梁與新建橋梁的抗震能力相當(dāng)。國內(nèi)外地震工程研究人員總結(jié)了近年來國內(nèi)外的震害資料,開始檢討過去單純“強度抗震”設(shè)計的指導(dǎo)思想,研究考慮基于性能的抗震設(shè)計原則?；谛阅艿脑O(shè)計被廣泛的認(rèn)為是未來結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范的基本思想?？拐鹪O(shè)計的性能指標(biāo),可以是單一指標(biāo),也可以是多指標(biāo)或組合指標(biāo)。在研究手段方面,整個抗震工程學(xué)都出現(xiàn)了越來越重視和依靠地震模擬試驗的發(fā)展趨勢。應(yīng)該注意到現(xiàn)在的試驗已經(jīng)不再是傳統(tǒng)意義上的簡單試驗,而是和現(xiàn)代科技融為一體的高科技試驗.四、結(jié)語
隨著對地震機理認(rèn)識的逐步加深,提高和完善橋梁結(jié)構(gòu)物的各項功能,以及橋梁抗震構(gòu)造措施進一步的改進和完善,可以很好地達(dá)到橋梁結(jié)構(gòu)的防震和抗震效果。而橋梁抗震加固技術(shù)研究已經(jīng)有了較好的基礎(chǔ),建議針對我國公路橋梁的特點,得出適合于我國公路橋梁的抗震加固技術(shù),并推廣應(yīng)用,為提高我國公路橋梁的抗震性能和抵御地震災(zāi)害的能力提供可靠的技術(shù)保證。
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