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石家莊金億加固工程有限公司

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學校抗震加固

時間:2014/8/4 15:01:35來源: 點擊:

        由于學校建筑存在著不同的建筑結構缺欠,其抗震性能均不滿足當前抗震規范的要求。為保證后續使用年限內建筑的安全使用,均應進行抗震加固及改造。
     經抗震調查及鑒定不滿足抗震要求的主要原因是:
<1>建筑結構形式不滿足抗震要求。我國南方地區的中小學校教學多采用單跨懸挑外廊式框架結構形式。本次調查有55棟建筑為單跨框架結構,占調查結構總數的53%,這種結構形式,抗震性能差,冗余度低,地震中容易破壞及倒塌。
<2>結構實測的混凝土材料強度低,有67棟建筑材料強度達不到C20,占調查結構總數的64%,有的只有C10,不旦小于設計值,還低于規范要求的最小值。由于混凝土材料強度不達標,造成抗震承載力的降低,不滿足抗震要求。
<3>由于建筑混凝土材料強度低,梁、柱尺寸選擇不合理,造成結構取載力不足。配筋量偏小的建筑達46棟,占調查總數的44% 。建筑軸壓比不滿足抗震要求的有39棟,占調查總數的37%。經驗算結構變形、層間彈性位移角不滿足要求的有42棟,占調查總數的40%。
<4>建筑抗震的結構構造措施。由于建筑設防分類由丙類提升到乙類,構造措施要求提高,造成約80%以上結構構造措施不符合抗震要求,如梁、柱箍筋直徑及配箍密度不符合要求。建筑抗震分類由二類框架,提升到一類框架,也造成相應的構造措施不滿足抗震要求。
<5>建筑物的非承重結構不滿足抗震要求,如八十年代建筑框架結構的填充墻多采用粘土磚墻,由于重量大,剛度大,使框架結構振動周期減小,提高了地震力還容易形成短柱,地震中使結構柱受到破壞。特別是墻與柱的拉結不好時易造成填充墻坍塌破壞。有的建筑物女兒墻超高,也未設置錨固,拉結構造差,地震中極易塌落傷人。建筑非承重結構不滿足抗震要求的約占調查總數的20%。
通過抗震調查及鑒定得出結論:國務院要求對全國的中小學校校舍進行抗震鑒定加固改造的決定是非常正確和及時的,只有按要求做好這項工作,才能保證校舍的安全使用,達到防震減災的要求。
         中小學校框架結構房屋抗震加固的方案選擇
        (一)框架結構房屋抗震加固方案選擇要求
(1)學校建筑抗震加固的依據是抗震鑒定報告
加固應依據鑒定報告的結論及應達到的安全目標進行。加固方案的選擇應依據房屋的實際情況。針對鑒定報告給出的不滿足抗震要求的具體項目,選擇安全,可靠,經濟,合理的加固方案,同時還應考慮施工周期及場地等學校固有的因素及要求。應以學生為本,教學為本的原則去考量抗震加固方案的選擇。
(2)框架結構房屋的加固方案應符合抗震加固的基本要求
分別采用提高結構主要構件抗震承載力,增強結構的變形能力或采用改變結構體系而不加固框架結構自身構件的方案。
(3)加固框架結構應避免形成短柱,短梁及強梁弱柱,因加固方案不合理導致震害加重現象。
(4)若采用綜合抗震能力指數進行抗震驗算時,加固后樓層屈服強度系數,體系影響系數和局部影響系數應根據房屋加固后的狀態計算和取值的承載能力和變形能力。
        (二)框架結構抗震加固方案的選擇
框架結構房屋抗震鑒定確定不滿足抗震要求時,應進行加固改造,對于抗震加固改造方案的選擇,應依據鑒定報告給出不滿足抗震要求的原因及建筑物的實際情況等綜合驗證,比較確定,一般可選擇下列加固方法:
      單向框架應加固為雙向框架,通過加強建筑的樓屋蓋的整體性,同時增設抗震墻,抗震支撐等抗側力構件,使房屋在雙向均應滿足抗震承載力及剛度要求
        單跨框架結構體系不合理,不滿足抗震要求。應改造成多跨框架或通過增加剪力墻改變結構體系,變框架結構為框架剪力墻結構,該結構新增剪力墻的間距應小于規定間距。
        增設鋼筋混凝土抗震墻的加固方法是改變結構體系的加固法,在框架結構抗震加固中經常采用,通過加固框架結構體系變為框架抗震墻結構體系,該加固法的主要優點是:
a、地震作用絕大部分由抗震墻承擔,框架結構受力大幅度減小。
b、增設抗震墻提高了結構的整體剛度,減小了地震作用下的結構變形。
c、由于結構體系的改變,降低了對原框架抗震構造措施的要求,使結構整體滿足了抗震要求
d、該加固方法避免了對框架梁、柱的逐個加固減少了工作量。
        增加剪力墻加固方法的缺點主要是:新增抗震墻設置基礎 。一般基礎埋深應與原結構基礎持平,造成基礎開挖及施工工程量增大。
         框架柱,梁的配筋,軸壓比及剛度不符合鑒定要求時,一般常用增大截面法加固,可選擇現澆鋼筋混凝土套或鋼構套及鋼絞線網聚合物砂漿面層加固法。當只單純的配筋不足,變形滿足要求時可采用粘貼鋼板或碳纖維布加固法。增大截面加固法更實用是框架結構常用的加固方法。但該方法特別是混凝土柱的加固。拆除相鄰的填充墻及破壞墻與柱的拉結,增加加固后充填墻恢復的工作量。
      房屋剛度較弱或明顯不均勻有扭轉效應時,常選擇增設鋼筋混凝土抗震墻或翼墻加固,有時為減小地震效應,降低地震烈度也可設置消能減震裝置如耗能器,消能支撐等進行抗震加固。
        當框架梁柱實際受彎承載力的關系,不符合鑒定要求時,(不符合強柱弱梁原則)采用鋼構套,現澆鋼筋混凝土套或粘貼鋼板等方法加固框架柱,亦應對加固后的結構,驗算在罕遇地震下彈塑性變形是否滿足要求。
當框架結構的梁柱構件有局部損傷和裂縫時可采用聚合物砂漿、水泥灌漿料,強力結構膠及細石混凝土等材料修復及補償。
        填充墻與框架梁柱拉結不符合抗震要求時,增補填充墻圈梁,構造柱設置拉結鋼筋,當墻體自身強度較低時可采用砂漿面層,粘貼復合纖維布等方法加固。
        女兒墻等易倒塌部位不滿足抗震要求時,采用拆除降低高度或結合加固維修增加拉結錨固措施如化學植筋,粘貼碳纖維布等方法。
(10)當樓梯構件不滿足抗震要求時一般采用粘碳纖維布、粘鋼或鋼絞線聚合物砂漿加固樓梯板,采用鋼構套或鋼筋混凝土套加固梯梁。
(11)對一些有特殊抗震要求的建筑,如作為抗震避難所使用的建筑。往往要求提高抗震烈度,其地震加速度值及地震影響系數均相應提高,把小震不壞,大震不倒,提高為中震不壞,大震可修的水平。對于既有建筑的框架結構只選取通過加強結構的自身剛度及承載力的硬式加固方法,達到上述抗震要求有時是困難的。解決辦法是采用隔震與耗能減震的加固辦法。對于新建房屋采用隔震及耗能減震技術在土木工程領域已經進入到規程規范完善及全面推廣實施階段。對于既有建筑加固改造的應用,因增加了托換及設置節點連接加固改造項目,增加了設計施工難度及加固費用,但由于其優越的抗震性能在加固改造領域也逐步推廣應用。特別是框架結構采用非線性粘滯耗能器吸收地震能量原進行抗震加固,減震效果明顯而且施工方便,改變及破壞建筑結構很小便于加固后恢復,其應用前景更加廣闊。
(12)一般對于一幢框架結構的房屋經抗震鑒定確定,要進行抗震加固。依據鑒定報告及建筑物的實際情況確定加固方案,通常以一種加固方式為主,再輔以其他的加固方式。
     通過對中小學框架結構房屋抗震加固設計統計,采用鋼筋混凝土或鋼構架,增加柱、梁截面提高其強度或剛度加固方法的有40棟建筑,占加固總數的38%;采用粘貼碳纖維布加固,提高結構強度及加強結構構造措施的有46棟建筑,占加固總數的44%;采用粘貼鋼板提高結構強度及加強構造措施的有16棟,占加固總數的15%。有55棟建筑采用增加剪力墻,改變結構體系變框架結構為框架剪力墻結構,改變了結構受力情況,提高了結構的抗震性能,占加固總數的53%。這類結構同時在剪力墻下增設混凝土條形基礎。一般單跨框架采用本法進行加固。加固設計中一般均采用綜合加固方法。很少單一的采用一種方法,應依據實際情況綜合比較選用方案。
還有兩棟框架結構,一棟采用在框架基礎,設置隔震層,用托換法設置橡膠鋼板隔震支座進行隔震加固,以提高抗震能力。有一棟采用增設粘滯阻尼器進行耗能減震加固,并完成了相應設計,后因甲方意見沒有實施。但是此種加固方法與傳統方法相比優點明顯,是今后的發展方向。
 

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