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石家庄金亿加固工程有限公司

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学校抗震加固

时间:2014/8/4 15:01:35来源: 点击:

        由于学校建筑存在着不同的建筑结构缺欠,其抗震性能均不满足当前抗震规范的要求。为保证后续使用年限内建筑的安全使用,均应进行抗震加固及改造。
     经抗震调查及鉴定不满足抗震要求的主要原因是:
<1>建筑结构形式不满足抗震要求。我国南方地区的中小学校教学多采用单跨悬挑外廊式框架结构形式。本次调查有55栋建筑为单跨框架结构,占调查结构总数的53%,这种结构形式,抗震性能差,冗余度低,地震中容易破坏及倒塌。
<2>结构实测的混凝土材料强度低,有67栋建筑材料强度达不到C20,占调查结构总数的64%,有的只有C10,不旦小于设计值,还低于规范要求的最小值。由于混凝土材料强度不达标,造成抗震承载力的降低,不满足抗震要求。
<3>由于建筑混凝土材料强度低,梁、柱尺寸选择不合理,造成结构取载力不足。配筋量偏小的建筑达46栋,占调查总数的44% 。建筑轴压比不满足抗震要求的有39栋,占调查总数的37%。经验算结构变形、层间弹性位移角不满足要求的有42栋,占调查总数的40%。
<4>建筑抗震的结构构造措施。由于建筑设防分类由丙类提升到乙类,构造措施要求提高,造成约80%以上结构构造措施不符合抗震要求,如梁、柱箍筋直径及配箍密度不符合要求。建筑抗震分类由二类框架,提升到一类框架,也造成相应的构造措施不满足抗震要求。
<5>建筑物的非承重结构不满足抗震要求,如八十年代建筑框架结构的填充墙多采用粘土砖墙,由于重量大,刚度大,使框架结构振动周期减小,提高了地震力还容易形成短柱,地震中使结构柱受到破坏。特别是墙与柱的拉结不好时易造成填充墙坍塌破坏。有的建筑物女儿墙超高,也未设置锚固,拉结构造差,地震中极易塌落伤人。建筑非承重结构不满足抗震要求的约占调查总数的20%。
通过抗震调查及鉴定得出结论:国务院要求对全国的中小学校校舍进行抗震鉴定加固改造的决定是非常正确和及时的,只有按要求做好这项工作,才能保证校舍的安全使用,达到防震减灾的要求。
         中小学校框架结构房屋抗震加固的方案选择
        (一)框架结构房屋抗震加固方案选择要求
(1)学校建筑抗震加固的依据是抗震鉴定报告
加固应依据鉴定报告的结论及应达到的安全目标进行。加固方案的选择应依据房屋的实际情况。针对鉴定报告给出的不满足抗震要求的具体项目,选择安全,可靠,经济,合理的加固方案,同时还应考虑施工周期及场地等学校固有的因素及要求。应以学生为本,教学为本的原则去考量抗震加固方案的选择。
(2)框架结构房屋的加固方案应符合抗震加固的基本要求
分别采用提高结构主要构件抗震承载力,增强结构的变形能力或采用改变结构体系而不加固框架结构自身构件的方案。
(3)加固框架结构应避免形成短柱,短梁及强梁弱柱,因加固方案不合理导致震害加重现象。
(4)若采用综合抗震能力指数进行抗震验算时,加固后楼层屈服强度系数,体系影响系数和局部影响系数应根据房屋加固后的状态计算和取值的承载能力和变形能力。
        (二)框架结构抗震加固方案的选择
框架结构房屋抗震鉴定确定不满足抗震要求时,应进行加固改造,对于抗震加固改造方案的选择,应依据鉴定报告给出不满足抗震要求的原因及建筑物的实际情况等综合验证,比较确定,一般可选择下列加固方法:
      单向框架应加固为双向框架,通过加强建筑的楼屋盖的整体性,同时增设抗震墙,抗震支撑等抗侧力构件,使房屋在双向均应满足抗震承载力及刚度要求
        单跨框架结构体系不合理,不满足抗震要求。应改造成多跨框架或通过增加剪力墙改变结构体系,变框架结构为框架剪力墙结构,该结构新增剪力墙的间距应小于规定间距。
        增设钢筋混凝土抗震墙的加固方法是改变结构体系的加固法,在框架结构抗震加固中经常采用,通过加固框架结构体系变为框架抗震墙结构体系,该加固法的主要优点是:
a、地震作用绝大部分由抗震墙承担,框架结构受力大幅度减小。
b、增设抗震墙提高了结构的整体刚度,减小了地震作用下的结构变形。
c、由于结构体系的改变,降低了对原框架抗震构造措施的要求,使结构整体满足了抗震要求
d、该加固方法避免了对框架梁、柱的逐个加固减少了工作量。
        增加剪力墙加固方法的缺点主要是:新增抗震墙设置基础 。一般基础埋深应与原结构基础持平,造成基础开挖及施工工程量增大。
         框架柱,梁的配筋,轴压比及刚度不符合鉴定要求时,一般常用增大截面法加固,可选择现浇钢筋混凝土套或钢构套及钢绞线网聚合物砂浆面层加固法。当只单纯的配筋不足,变形满足要求时可采用粘贴钢板或碳纤维布加固法。增大截面加固法更实用是框架结构常用的加固方法。但该方法特别是混凝土柱的加固。拆除相邻的填充墙及破坏墙与柱的拉结,增加加固后充填墙恢复的工作量。
      房屋刚度较弱或明显不均匀有扭转效应时,常选择增设钢筋混凝土抗震墙或翼墙加固,有时为减小地震效应,降低地震烈度也可设置消能减震装置如耗能器,消能支撑等进行抗震加固。
        当框架梁柱实际受弯承载力的关系,不符合鉴定要求时,(不符合强柱弱梁原则)采用钢构套,现浇钢筋混凝土套或粘贴钢板等方法加固框架柱,亦应对加固后的结构,验算在罕遇地震下弹塑性变形是否满足要求。
当框架结构的梁柱构件有局部损伤和裂缝时可采用聚合物砂浆、水泥灌浆料,强力结构胶及细石混凝土等材料修复及补偿。
        填充墙与框架梁柱拉结不符合抗震要求时,增补填充墙圈梁,构造柱设置拉结钢筋,当墙体自身强度较低时可采用砂浆面层,粘贴复合纤维布等方法加固。
        女儿墙等易倒塌部位不满足抗震要求时,采用拆除降低高度或结合加固维修增加拉结锚固措施如化学植筋,粘贴碳纤维布等方法。
(10)当楼梯构件不满足抗震要求时一般采用粘碳纤维布、粘钢或钢绞线聚合物砂浆加固楼梯板,采用钢构套或钢筋混凝土套加固梯梁。
(11)对一些有特殊抗震要求的建筑,如作为抗震避难所使用的建筑。往往要求提高抗震烈度,其地震加速度值及地震影响系数均相应提高,把小震不坏,大震不倒,提高为中震不坏,大震可修的水平。对于既有建筑的框架结构只选取通过加强结构的自身刚度及承载力的硬式加固方法,达到上述抗震要求有时是困难的。解决办法是采用隔震与耗能减震的加固办法。对于新建房屋采用隔震及耗能减震技术在土木工程领域已经进入到规程规范完善及全面推广实施阶段。对于既有建筑加固改造的应用,因增加了托换及设置节点连接加固改造项目,增加了设计施工难度及加固费用,但由于其优越的抗震性能在加固改造领域也逐步推广应用。特别是框架结构采用非线性粘滞耗能器吸收地震能量原进行抗震加固,减震效果明显而且施工方便,改变及破坏建筑结构很小便于加固后恢复,其应用前景更加广阔。
(12)一般对于一幢框架结构的房屋经抗震鉴定确定,要进行抗震加固。依据鉴定报告及建筑物的实际情况确定加固方案,通常以一种加固方式为主,再辅以其他的加固方式。
     通过对中小学框架结构房屋抗震加固设计统计,采用钢筋混凝土或钢构架,增加柱、梁截面提高其强度或刚度加固方法的有40栋建筑,占加固总数的38%;采用粘贴碳纤维布加固,提高结构强度及加强结构构造措施的有46栋建筑,占加固总数的44%;采用粘贴钢板提高结构强度及加强构造措施的有16栋,占加固总数的15%。有55栋建筑采用增加剪力墙,改变结构体系变框架结构为框架剪力墙结构,改变了结构受力情况,提高了结构的抗震性能,占加固总数的53%。这类结构同时在剪力墙下增设混凝土条形基础。一般单跨框架采用本法进行加固。加固设计中一般均采用综合加固方法。很少单一的采用一种方法,应依据实际情况综合比较选用方案。
还有两栋框架结构,一栋采用在框架基础,设置隔震层,用托换法设置橡胶钢板隔震支座进行隔震加固,以提高抗震能力。有一栋采用增设粘滞阻尼器进行耗能减震加固,并完成了相应设计,后因甲方意见没有实施。但是此种加固方法与传统方法相比优点明显,是今后的发展方向。
 

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