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现有建筑结构抗震鉴定及混凝土结构加固设计研究

2023-05-30周兰

佛山陶瓷 2023年3期
关键词:加固设计建筑结构

周兰

摘 要:建筑抗震性能对于居住与应用的安全性具有重要意义,通过对现有建筑结构抗震鉴定方法进行深入研究,能够明确其必要性与核心内容,有利于阐明工作开展流程,进而为相关活动提供重要参考。同时,本文还针对混凝土结构加固设计进行了深度探索,从理论与技术实施、问题层面分析了相关工作内容,具有重要参考意义。

关键词:建筑结构;抗震鉴定;加固设计

1 前 言

随着经济不断发展以及城市化快速推进,我国建筑工程规划与实施数量不断增多。新的建筑结构在抗震性能方面具有良好表现,能够有效抵抗自然灾害,维持结构的基本稳定性。而较为陈旧的建筑则没有得到充分重视,其结构抗震性能仍然处于有待分析的状态。为确保现有建筑结构能够有效抵抗地震等灾害,应当积极展开抗震鉴定工作,同时针对存在问题的混凝土结构进行加固设计。通过深入研究抗震鉴定与加固设计细节,可以为相关工作提供可靠的技术参考,具有正面影响意义。

2 现有建筑结构展开抗震鉴定的必要性简析

地震对于建筑物的结构影响较为剧烈,其可能会导致支撑稳定性下降,甚至引发坍塌等严重事故,最终威胁人民群众的生命安全。在这种情况下,我国根据实际情况,提出了建筑物抗震设计要求,以确保构造基础能够在一定程度上抵抗地震灾害,为人员提供宝贵的逃生时间[1]。但是,受限于抗震设计要求颁布时间以及建筑结构应用时长影响,我国一部分建筑目前处于抗震设防效果不足的状态。在这种情况下一旦发生剧烈地震,这些建筑可能会出现倒塌问题,最终威胁群众安全。因此,需要积极针对现有建筑结构展开抗震鉴定工作,通过深入分析基础稳定性状态,判断是否需要進行加固设计与施工,确保建筑结构能够具备良好的抗震性能,保障人民群众安全。

3 现有建筑结构抗震鉴定的内容与方法探究

3.1内容

根据我国抗震鉴定相关工作标准,即GB50023-2009提出的方法要求,可以将抗震鉴定工作内容分为两种模式。第一种为一级鉴定,其主要从宏观层面以及构造基础层面展开分析工作,属于建筑抗震性能检查的综合方法。相对于第二种模式而言,一级鉴定的执行工序较为简单,同时能够有效分析建筑结构状态,判断其是否具有可靠的抗震性能。在建筑达到一级鉴定标准后,即可将其评定为满足抗震标准[2]。若建筑结构一部分项目不符合鉴定需求,便需要开展二级鉴定工作。第二种模式即为二级鉴定,其需要在一级鉴定的基础上开展。在执行过程中,二级鉴定需要针对建筑结构的抗震承载力进行计算,同时综合构造实际影响状态,判断建筑结构是否具有可靠抗震性能。在建筑结构基础承载力表现优秀的情况下,二级鉴定可适当调整分析标准或省略部分环节,以确保鉴定效率达到理想需求。二级鉴定可以将抗震构造检查与承载力计算相整合,采用难度循序渐进的检验方式,判断现有建筑结构是否具有抗震能力。

3.2方法

3.2.1区分建筑类型

在展开现有建筑的抗震鉴定前,应当首先对其基础类型进行区分,以明确需要采取的抗震鉴定方法。针对上世纪70年代前完成建造的建筑结构,若其经过耐久性检查证明可继续沿用,同时后续使用年限多于30年,即可判定为A类建筑。针对上世纪70年代后、2001年前完成建造的建筑结构,若其后续使用年限多于40年,则可判定为B类建筑。针对2001年后完成建造的建筑结构,若其后续使用年限多于50年,则可判定为C类建筑。

3.2.2展开抗震鉴定

在针对A类建筑展开抗震鉴定的过程中,如图1所示,需要首先判断其是否属于6、7度I、Ⅱ类场地。若属于此类场地,则检查单向或乙类框架是否符合抗震需求,框架存在问题则直接进行加固处理,不存在问题判定主体结构通过抗震鉴定即可。若不属于此类场地,则应当检查建筑平立面、刚度以及横墙间距状态是否符合标准。若不符合标准,则应当进行二级鉴定。符合标准则进一步针对梁体、柱体、墙体配筋构造进行检查,若存在问题则进行二级鉴定,不存在问题则继续检查砌体结构与框架连接情况、填充墙连接情况。若该部分存在问题,则进行二级鉴定,不存在问题则可认定为通过抗震鉴定。

针对B类建筑进行抗震鉴定时,如图2所示,应当首先检查建筑物抗震等级与双向框架是否符合标准,若存在问题则直接进行加固处理,不存在问题则进一步检查平立面、刚度以及横墙间距情况。在该检查阶段发现存在不满足要求的问题时,需要根据建筑物现有抗震承载力进行分析。抗震承载力较为优秀,则检查构造影响系数即可完成评定。若抗震性能不满足要求,则需要分析局部影响系数进行鉴定。通常情况下,核心抗侧力构件应当保证承载力高于规范95%,其它抗侧力构件承载力高于规范90%[3]。在符合承载力标准的情况下,可以判断为符合抗震性能需求,不需要进行加固处理。完成梁柱与墙配筋构造检查后,需要进一步分析砌体结构与框架连接、填充墙连接情况,并展开抗震承载力验算。在发现问题的情况下,需要追加局部影响系数检查,不符合标准则进行加固处理,符合标准可以认定为通过鉴定[4]。

C类建筑抗震鉴定较为简单,如图3所示,其需要首先按照设计规范标准进行复核。在复核结果达到标准的情况下,便可认定通过抗震鉴定,不需要进行加固处理。 若复核结果未达到标准,则应当进行结构加固设计与施工,确保建筑抗震性能符合安全需求。

4 现有建筑混凝土结构加固设计内容与方法研究

4.1内容

在建筑结构不符合抗震标准的情况下,需要针对其采取有效的加固处理,避免遇到地震灾害出现倒塌等问题。我国现有建筑结构大部分采用混凝土材料,因此本文着重针对混凝土结构加固设计进行分析。在开展加固设计工作的过程中,相关团队需要根据建筑结构质量检查报告以及功能改变需求进行分析,判断加固设计应当选择的处理方法。加固设计应当保证满足功能改变需求,同时尽可能提高结构稳定性,降低受到影响后出现损坏、倒塌的概率[5]。同时,加固设计还需要尽可能控制成本,避免总投入超过重建所需资金。

在这种情况下,工作团队应当从结构分析计算、加固改造方案设计以及工程效果检验等环节入手,确保加固设计效果达到理想标准。首先,团队需要确定现有建筑结构加固的技术原则,随后针对原有结构状态进行计算分析[6]。在获得结果后,基于相关数据探索结构内存在性能弱化的部分。完成相关区域定位并检查周边受力情况后,即可开始筛选需要采取的加固技术方案,制定科学的工作计划。在完成方案制定后,工作团队需要对新结构进行模拟分析,判断建筑是否出现了性能变化。结束模拟检验环节并获得符合标准的成果后,即可开始按照设计图纸与规范进行加固施工,达到稳定建筑结构、提高抗震性能的最终目标。

4.2方法

4.2.1粘钢加固

粘钢加固属于现有建筑混凝土结构稳定处理的常用方法之一,其主要通过在结构外侧加装黏结钢板,使其抗弯性能与抗剪承载性能得到显著提升,实现加固稳定处理的目标。该方案通常用于静态承载的受弯构件加固,施工效率较高同时湿作业需求小,不会对原有建筑结构外观或净空状态造成影响,因此得到了广泛应用。但是,该方案在完成粘钢后可能会出现空鼓问题,补救处理难度较高,因此需要进行特别关注,避免出现相关缺陷。

4.2.2增大截面加固

增大截面加固属于常用混凝土处理技术,其施工成本较低,同时可以在梁体、板体、柱体、墙面等多种构件位置进行应用,技术实施适应性较强。但是,相对于其它技术而言,该方案需要进行大规模湿作业,容易产生缺陷问题[7]。同时,其会对建筑净空造成一定程度的影响,技术团队需要综合考量相关因素后再进行应用。

4.2.3预应力加固

预应力加固技术可以有效降低目标构件的基础应力水平,使其稳固程度得到提升,有利于预防构件缺陷或损坏产生。同时,此类技术方式还可以强化结构基础承载性能,使现有建筑结构能够趋于稳固,降低出现意外情况的概率。此类技术方案适用于大跨度或重型混凝土结构加固,同时也可以针对高应力构件进行固化处理。但是,其不适用于混凝土收缩变动结构,并且会对建筑外观造成影响,因此需要综合分析后判断是否采用此类技术方案。

5 现有建筑混凝土结构加固设计需改进的要点分析

5.1队伍人员专业性与工作经验

在针对现有建筑的混凝土结构展开加固设计的过程中,受限于多种因素影响,相关工作仍然会出现一些需要改进的问题。例如,混凝土建筑结构的加固与传统工程类型存在较为明显的差异,其对于专业技术的要求严格,同时需要工作团队具有丰富的土木经验[8]。在加固设计过程中,由于原有结构会受到周边构件的二次受力,因此其加固分析的难度较高,可能会存在多种不可预料的问题。在这种情况下,加固设计工作便需要依赖技术人员的专业知识与实践经驗,确保相关问题能够得到快速解决,避免影响整体加固设计工作进度。

然而,当前大部分土木工程团队在加固设计方面所积累的经验均处于较为稀少的状态,同时大部分技术人员对于加固处理的专业知识储备不到位,导致在实践工作中频频遇到困难问题,无法有效推动加固设计开展。对此,应当从专业培养角度入手,将加固设计教学从传统土木教学中剥离,使其能够成为具有一定独立性的学科,为相关工作提供充足的专业人才。同时,此类工作还需要针对技术人员资格进行筛选,确保团队能够胜任加固设计工作,避免在实际推进过程中出现意外问题,保障加固设计流程正常推进。除此之外,还需要成立专业事务所,加强对工程设计资质的认定,确保专业人才能够快速积累实践经验,解决加固设计工作相关问题,实现理想处理目标。

5.2整体加固分析与规范处理

目前,大部分现有建筑混凝土结构的加固设计普遍停留在结构局部或单一构件分析层面,没有注重整体角度的稳固性状态检查。在这种情况下,实践工作可能会出现构件强度提升,但整体结构稳定性下降的问题。同时,一些技术团队在工作过程中,忽视了结构设计的核心概念,包括强柱弱梁以及强剪弱弯等。在这种情况下,即使完成结构加固,也无法有效提高建筑抗震性能,甚至还会出现适得其反的问题。一部分加固设计与新工程设计存在较为明显的区别,例如节点规划、结构二次受力等[9]。在这种情况下,工程团队可能无法简单解决加固需求,需要采取“另辟蹊径”的方式进行处理,以确保加固效果达到标准。而这些技术方式往往无法达到整体加固要求,最终影响了建筑结构的稳定性,不利于维持长期的安全应用。为解决此类问题,应当注重加固设计的专业规范建设。通过结合实际情况条件,完善加固设计活动的基础规范,可以在一定程度上发挥指导作用,避免出现违规操作问题,保障建筑结构的稳定应用。除此之外,技术团队还需要树立整体分析意识,从建筑全局角度检查构件强化是否合理,确保加固设计效果能够达到理想目标。

6总结

综上所述,通过对现有建筑结构的抗震鉴定以及混凝土加固设计进行深入研究,能够明确相关活动的主要执行流程,并充分阐明了理论技术细节,可以为未来进一步开展类似工作提供重要参考,具有正面影响意义。

参考文献

[1]杜新明.房屋建筑结构加固设计及施工技术应用[J].绿色环保建材,2021,02:77-78.

[2]鲁瑞武.房屋建筑混凝土结构加固施工技术[J].居舍,2021,04:59-60.

[3]丁阳.某框架结构教学楼抗震鉴定与加固[J].城市住宅,2021,2804:254-256.

[4]何志锋,钱铭,赵福荣,等.某多层混合结构鉴定及加固处理[J].广东土木与建筑,2021,2805:38-41.

[5]杨兴.刘吉生老洋房住宅结构完损等级及抗震鉴定方法[J].上海建设科技,2021,04:81-84.

[6]孟婵,王磊.建筑结构加固设计与施工研究[J].中国高新科技,2021,14:59-60.

[7]梁旭.浅谈建筑结构抗震设计与加固补强[J].砖瓦,2021,10:99+101.

[8]尹燕飞.既有建筑结构抗震鉴定与加固防范措施[J].建材与装饰,2020,11:76-77.

[9]花晶.某高层框架剪力墙结构抗震检测与加固改造[J].工程建设,2020,5210:65-71.

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