既有建筑工程抗震加固技术研究
闫漳涛
华北冶建工程建设有限公司 河北省邯郸市 056004
摘要:随着城市化进程的加速和既有建筑使用年限的延长,建筑物的抗震安全问题日益凸显。既有建筑的抗震性能直接关系到居民的生命财产安全和社会稳定。因此,对既有建筑进行抗震加固,提升其抗震能力,是保障城市安全、促进可持续发展的关键举措。
关键词:既有建筑工程;抗震;加固技术
引言
既有建筑抗震鉴定及加固工作面临诸多挑战,一方面,既有建筑的抗震性能评估需要综合考虑其结构形式、使用年限、历史震害经验等多种因素,评估过程复杂且耗时;另一方面,加固施工往往需要在不影响建筑正常使用的前提下进行,施工难度大且成本高昂。因此,如何高效、精准地进行抗震鉴定,以及如何经济、有效地实施加固策略,成为当前研究的重点。
1既有建筑工程抗震鉴定标准与方法
既有建筑的抗震鉴定工作严格遵循国家颁布的相关标准和规范,如《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009等,标准为抗震鉴定工作奠定了坚实的科学基础,明确了鉴定的基本原则、具体方法、内容要求及操作流程。在实际鉴定过程中,通常采用两级鉴定体系以确保评估的全面性和准确性。
第一级鉴定侧重于宏观控制与构造鉴定,通过宏观观察结合专业检测技术,对房屋的结构布置、材料强度、整体性及局部构造措施进行全面检查,初步评估其抗震性能。
而第二级鉴定则更加深入,以抗震验算为核心,同时融合构造鉴定的结果,通过引入整体影响系数和局部影响系数来精确考量构造对抗震性能的影响,进行详尽的结构抗震验算,从而进一步细化评估房屋的抗震能力,并据此作出最终的鉴定结论。
在实施抗震鉴定的具体过程中,还需根据建筑物的不同结构形式,如钢筋混凝土结构、砌体结构等,采取针对性的鉴定方法。对于钢筋混凝土结构,需特别关注梁柱节点的连接方式、框架跨数以及不同结构体系间的连接构造等关键细节;而对于砌体结构,则应重点检查墙体的稳定性、抗震构造措施的有效性等方面。此外,抗震鉴定还需综合考虑房屋的使用年限、抗震设防烈度、抗震设防类别等多重因素,依据相关因素科学选择适用的鉴定方法和标准,以确保鉴定结果的可靠性,为后续的抗震加固或改造提供有力的技术支撑。
2既有建筑工程抗震加固技术应用要点
2.1加大截面加固技术
加大截面加固技术的原理是通过增大构件的截面尺寸,提高构件的承载力、刚度以及稳定性。这种方法的实质是增大混凝土的受压面积和钢筋的配筋量,进而增强构件抵抗弯矩、剪力、轴力等荷载的能力。以梁的加固为例,加大截面加固通常采用在梁的底部或侧面浇筑新的混凝土,并在新浇筑的混凝土中配置钢筋,与原有梁形成一个整体,共同承担外部荷载。施工时要对原有构件表面进行处理,清除松散的混凝土、锈蚀的钢筋以及其他杂物,并对原有钢筋进行除锈处理,确保新老混凝土能够有效结合。施工中根据设计要求,绑扎新增钢筋,并设置模板,为新浇筑的混凝土创造成型空间。浇筑混凝土时,应注意控制混凝土的坍落度和振捣密实度,确保混凝土的质量和均匀性。对于遭受腐蚀、火灾等损害而导致混凝土强度降低或钢筋锈蚀的构件,加大截面加固也能起到有效的修复和增强作用。该技术也存在一些局限性。(1)这种方法会增加构件的尺寸和重量,可能会影响建筑物的净空高度和使用空间,对于一些空间有限的建筑物来说,其应用受到限制。(2)该技术需要进行混凝土浇筑等湿作业,施工周期相对较长,且现场施工难度较大。(3)对于历史建筑或具有特殊装饰要求的建筑物,加大截面加固可能会改变建筑物原有的外观。
2.2既有框架结构抗震加固施工
单斜杆支撑阻尼器的安装施工关键步骤为:①下预埋件安装;②上预埋件安装;③楼层混凝土浇筑;④净高实测、净宽实测;⑤节点板安装、屈曲约束支撑安装;⑥焊缝探伤检测;⑦构造措施施工、二次结构施工;⑧屈曲约束支撑清理、防锈处理。
在安装阻尼器前,必须彻底清理预埋件表面的污垢与锈迹,并严格校核阻尼器连接的上下连接墙尺寸。校核的关键点在于上下连接墙之间的净空尺寸以及可能存在的平面外偏移。随后,将阻尼器的固定端对准上预埋件的位置,细致调整阻尼器的高度、平面位置、水平度及垂直度,确保其符合安装要求后,再将阻尼器的固定端与上预埋件进行焊接固定。将下预埋件升至预定位置,再次精细调整安装精度,直至满足要求,然后将阻尼器的活动端与下预埋件进行焊接固定。整个安装过程中,需确保阻尼器的标高、平面位置、水平度及垂直度的偏差均在允许范围内,并特别注意防止下预埋件因变形或安装偏差而突出于下墙之外,一旦发现偏差,应立即纠正后再进行固定安装。
完成焊接固定后,需对焊缝进行二次检查,确保焊缝均匀、饱满,无夹渣、气孔等缺陷,并对焊缝进行必要的打磨处理,以保证其外观质量及使用寿命。随后,进入焊缝探伤检测阶段,采用超声波探伤或射线探伤等无损检测技术,对焊缝内部是否存在裂纹、未熔合等缺陷进行全面检测,确保焊缝质量符合设计要求。在确认焊缝质量无误后,可进行阻尼器的功能测试。测试前,需制定详细的测试方案,包括测试方法、测试步骤、测试标准等,并准备好相应的测试设备及工具。测试时,模拟实际工况,对阻尼器施加预设的荷载,观察并记录其位移、恢复力等关键参数,评估其耗能能力及稳定性。
2.3置换混凝土加固法
一些既有建筑由于设计、施工、材料或长期环境作用等因素导致的部分混凝土强度不足、局部破损、深度裂缝等问题,置换混凝土加固法常用于处理这类存在严重缺陷的混凝土结构,它能够在不改变原有建筑外观和空间尺寸的前提下,有效提升结构的强度与耐久性,延长建筑物的使用寿命。其核心在于将受损或强度不足的混凝土部分剔除,并替换为新的高性能混凝土,从而恢复或提升结构的承载能力。在进行拆除工作之前,须对受影响的区域进行支撑和卸荷,避免剔除旧混凝土时造成新的结构损伤。需要按照设计图纸和规范要求,谨慎剔除缺陷部位的旧混凝土。剔除过程中,应尽量减少对周边完好混凝土的扰动,并使用适当的工具(风镐、水钻等)和方法避免产生新的裂缝或损伤。要彻底清理旧混凝土碎片和杂物,为新混凝土的浇筑创造良好的界面条件。在旧混凝土剔除完毕后,需要根据设计要求进行模板的制作和安装。模板应具有足够的强度、刚度和稳定性,以承受新混凝土的浇筑压力和侧压力。模板的尺寸和形状应精确符合设计要求,确保新浇筑混凝土的几何尺寸和位置准确无误。在新浇筑过程中,应严格控制混凝土的配合比、坍落度等参数,采用合适的浇筑方法和振捣工艺,避免出现蜂窝、麻面等缺陷。新旧混凝土之间的界面需要运用界面粘结剂或进行粗糙化处理,增强新旧混凝土之间的粘结强度,确保整体结构的协同工作。在新浇筑混凝土达到设计强度后,方可拆除模板,并进行必要的养护。
结束语
综上所述,鉴定建筑结构安全性能是评估建筑使用安全性的途径,抗震加固是建筑受地震等自然灾害后仍维持安全的保障措施。基于超声回弹综合法测定的建筑结构强度数据可靠,可作为鉴定既有建筑结构安全性能的依据。框架柱和隔震钢支座是既有建筑结构抗震加固的典型方法,根据结构层间位移和层间剪力分析结果,认为框架柱抗震加固对本建筑工程的适用性优于隔震钢支座,能够提升建筑结构抗震性能,减少抗震加固工作量,具有参考意义。
参考文献:
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