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工程部:康健
施工部:徐彬
重慶建筑加固很多的建筑物在經過一定時間的使用之后,尤其是部分建筑物在設計之初,對于抗震設計并未引起足夠重視,也未采取必要的抗震措施,這就使得建筑物的使用壽命降低,甚至可能存在安全隱患。在這樣的情況之下,就要求對建筑物進行適當的抗震加固和改造。尤其是在經過了汶川地震之后,抗震設計的重要性再次提升,相關技術也發展迅速。本文主要介紹了傳統抗震加固技術和抗震加固新技術。
在歐美發達國家當中,建筑物加固已經成為了土木行業的主流項目。而我國對于建筑物加固技術的發展較晚也較慢,上個世紀六十年代,在發生了唐山大地震之后,國人開始意識到建筑物抗震加固的重要性和必要性。當時所探討內容還較為基礎,主要著手于基本技術,以及從管理上提高建筑物的抗震能力。2008年汶川地震之后,現實的殘酷再一次讓人們意識到提高建筑物抗震能力的重要性。
一、傳統抗震加固技術
(一)混凝土結構
在該結構當中,目前使用率較高、使用范圍較廣的主要有置換混凝土加固法、外包鋼加固法等。
第一,增大截面法。該方式主要是在原有的基礎之上,加大混凝土結構或者構筑物的截面,從而提高其承載力,進而達到抗震加固的作用。這種方式較為適用混凝土結構的梁、板等構件,以及一般建筑物的加固。
第二,外包鋼加固法。該方法主要在需要進行加固的構件四周包上角鋼,進而增加其承載力,增大延性與剛度。這種方式較為適合梁、混凝土柱等,其主要的優勢是施工簡單、操作便利,工作量相對較小,濕作業少,并且受力性能也較好。針對部分構件無法增大截面的情況,但又必須進行加固的時候,該種方式也非常適用。不足的地方是加固的成本相對偏高,它使用的防護措施類似鋼結構,用于承受靜力作用的一般受彎、受拉構件。要求環境溫度不能夠高于六十度,濕度也不能超過百分之七十,同時沒有出現化學腐蝕現象,否則應當采取有效防護措施。在選擇結構膠的時候,要先進行試驗,確定能夠充分滿足使用條件,并且能夠有效的保障加固效果方可使用。對于原構件混凝土結構構件強度
第三,置換混凝土加固法。該方式主要針對部分構件材料的強度和延性相對較差,然后選擇強度、性能等都更為優良的混凝土材料進行置換,從而達到不變動其凈空高度,原構件的截面也無明顯增大的目的。較為適用受壓區混凝土強度不夠,或者梁、柱等存在嚴重缺陷的情況。在使用該方法的時候,需要有效地支頂原構件。在對墻、柱等進行加固時,需要全程掌控承重狀態,對于置換界面處不應當出現拉應力,如果出現控制困難的現象,要及時的采取支頂措施,避免負荷過高。
第四,粘鋼加固法。該方法首先需要選擇性能良好的鋼板,然后選擇高性能的環氧類粘接劑,最后將鋼板和構件表面相互粘結在一起,使二者形成一個統一的整體,通過鋼板的作用進而提高構件承載力和剛度。該方式的優勢主要有,施工簡單而便利、花費時間少、對原構件改變較少。所使用的結構膠固化速度快,在固化完成之后建筑物即可投入使用。
第五,粘碳纖維加固法。該方式主要通過將原構件和碳纖維片粘結,利用碳纖維增加構件的拉抗力。這種方法幾乎不會改變原構件的重量,目前的使用范圍廣,對于各種受力性質的混凝土結構構件都使用。
(二)磚混結構
通常地,主要采用鋼筋網水泥砂漿法,在磚墻的兩面敷設鋼筋網片,然后涂抹上高強砂漿面層,從而有效的增加其承載力。一般情況,該種方式主要和圈梁、構造柱加固法一起使用。此外,混凝土板墻加固法也較常使用,主要通過在墻磚之上,敷設一層70mm左右的配筋混凝土薄墻板。其優勢是既可以提高整個墻體的承載力,又可以與構造柱和圈梁一起作用,從而有效的加強整體延性。最后一種是磚柱的加固,主要通過外包混凝土加固,較為適用于小偏心受壓磚柱和軸心受壓磚柱,能顯著地增加整體的承載力。為了有效的提高磚柱的承載力,還可以將外包的混凝土換為包鋼。
二、抗震加固新技術
(一)基礎隔震技術
基礎隔震技術主要是在基礎和上部結構之間,通過設置隔震裝置的方式,從而實現在發生地震的時候,將地震的破壞作用阻隔,避免其破壞上部結構,進而達到消減地震反應的目的。該種技術最早使用在十九世紀九十年代初期,美國的猶他州鹽湖政府大樓就使用了該技術。該技術通過設置鉛芯橡膠支座和疊層橡膠支座,從而減弱扭轉振動反應。針對該種技術,目前我國應用較少。
(二)消能減震技術
在抗震設計當中較為傳統的技術是,主要依靠結構延性,從而起到消耗、分散地震能量的作用。但這種方式一個較大的不足之處就是,當建筑物受到地震的侵襲時,雖然結構本身消耗和分散了地震的能量,但其自身也會遭受嚴重的損傷。為了有效避免結構的損傷,可以將阻尼器附加在結構之上,然后由阻尼器替代結構消耗和分散地震的能量,對結構起到了較好的保護作用。較為常用的阻尼器主要有摩擦阻尼器、金屬屈服阻尼器等。
近幾年來,消能減震技術被廣泛的使用,較之于傳統技術,該技術主要具有以下幾個方面的優點。第一,在施工過程當中,沒有濕作業,可以保障建筑物在施工過程中各個功能正常使用。第二,建筑物的外觀不會發生明顯的變化,實現了改善使用功能以及加強抗震能力的協調。第三,消能效果顯著,經過合理設計之后的結構,能夠充分滿足各種設防烈度下的抗震需求。第四,大大縮短了工期,減少了加固成本。
(三)高強不銹鋼絞線加高強聚合物砂漿加固技術
該方式首先需要編織高強不銹鋼絞線網,然后使用膨脹螺栓對其進行固定,最后抹上30mm左右的高強聚合物砂漿。其原理主要是,由于需要加固的構件表層是混凝土,而混凝土和高強聚合物砂漿具有黏合力,從而將構件接收到的外力作用進行傳遞,最后由不銹鋼絞線承載。
結束語
綜上(shang)所述,隨著科技(ji)(ji)(ji)的(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan),人們(men)對于建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)物的(de)(de)安全性要(yao)(yao)求越來越高,尤其是在(zai)經歷(li)了(le)唐山大地(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)和(he)汶川地(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)之后(hou),對于建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)物的(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)加固也(ye)變得越來越重(zhong)要(yao)(yao)和(he)必要(yao)(yao)。我國的(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)加固技(ji)(ji)(ji)術(shu)發(fa)(fa)展(zhan)較晚較慢,傳(chuan)統(tong)的(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)加固技(ji)(ji)(ji)術(shu)主(zhu)要(yao)(yao)有混凝土(tu)結(jie)構(gou)的(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)加固技(ji)(ji)(ji)術(shu)和(he)磚混結(jie)構(gou)的(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)加固技(ji)(ji)(ji)術(shu),主(zhu)要(yao)(yao)通過加寬截面、外包鋼等方(fang)式,最終達到提(ti)高建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)物承載力(li)(li)(li)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。而(er)新的(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)加固技(ji)(ji)(ji)術(shu)則主(zhu)要(yao)(yao)從隔離地(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)作用(yong)力(li)(li)(li)、消散(san)減弱地(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)作用(yong)力(li)(li)(li)等方(fang)面著手(shou),除了(le)加強建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)物的(de)(de)承載之外,更多的(de)(de)是起到減弱和(he)分散(san)地(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)力(li)(li)(li),從根(gen)源上(shang)降低地(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)的(de)(de)破壞力(li)(li)(li)。針對各(ge)地(di)地(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)頻(pin)發(fa)(fa)的(de)(de)現狀,還要(yao)(yao)求設計人員(yuan)不斷地(di)研(yan)究和(he)提(ti)升抗(kang)(kang)(kang)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)技(ji)(ji)(ji)術(shu),以求最大限度地(di)降低地(di)震(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)帶(dai)來的(de)(de)損害。