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摘要:目前,地震频发,造成的砌体结构房屋破坏情况比较严重,本文提出了一些砌体房屋在抗震中的加固方法,对提高砌体结构房屋的抗震能力具有一定参考价值。
关键词:砌体结构 房屋地震 加固技术
1 概述
全世界的地震灾害对建筑物的破坏性极大,破坏后果极其严重[1],经常造成砌体结构房屋的大面积倒塌。砌体结构在我国房屋建筑中应用广泛,尤其是在广大村镇房屋建筑中占很大比重。而我国又是一个多震国家,地震活动的分布范圍十分广泛,地震烈度[2]6度以上地区的面积占全部国土面积的79%,绝大多数省份都曾发生过6级以上的地震。近几年来,我国各地地震频发,给我们国家的经济发展带来了不可估量的破坏,给人们的财产及生命造成了巨大的损失,四川汶川、青海玉树的高震级地震尤为突出。例如:2008年5月12日14时28分04秒,四川汶川里氏8.0级地震[3]:约7万人死亡、2万人失踪,一些砌体结构建筑群或临街建筑成片倒塌;分析其倒塌原因,主要是因砌体结构强度较低、变形较大、结构的整体刚度都比较差,历次震害表明,多层砌体结构房屋受地震破坏最为严重。在长期的房屋使用过程中会产生程度不同的损伤或破坏,又很容易产生各种裂缝,为此加固修复此类房屋也是当前急待解决的问题。
2 砌体房屋抗震加固技术分析
主要可分为房屋直接加固技术和房屋间接加固两种[4],它是从目前运用在房屋抗震中的加固方法来分,直接加固法是使加固后的新旧截面能粘合成整体,房屋直接加固技术是国内房屋抗震中主要运用的加固技术,如加大截面法、外包钢法、外粘钢板加固法(复合截面法),为保证其界面处的两者的应变协调,具体应用于我国的几种常见加固方法如下:
2.1 加大截面加固法
即采用增大构件和建筑物的截面面积或者提高建筑物所用材料标号、等级以提高其承载能力和满足正常使用要求的一种加固方法。例如扩大基本构件的截面宽度或者截面高度以及钢筋配筋面积,提高截面承载力和刚度,该方法可以广泛应用于一般建筑物、构筑物的加固,另外混凝土结构的梁、柱、板等结构构件也可以应用。例如砌体结构房屋的圈梁、过梁、墙梁、楼板、构造柱等;但由于存在使用空间的占用问题,该法有时会受到限制。
2.2 外包钢加固法
即在混凝土构件四周包以型钢的加固方法,例如加固砌体结构房屋的竖向承重构件构造柱、抗风柱、封口柱等。这种方法虽然可以大幅度地提高构件承载力,也有对应的缺陷,例如型钢表面温度不应高于60度,而且当环境具有腐蚀性介质时,还应有可靠的防护措施。该方法适用于当使用上不允许第一种,即为增大构件截面法时,而又需要大幅度提高承载力的轴心柱和偏心受压柱的加固,其效果非常好。
2.3 预应力加固法
预应力加固是采用高强钢筋等材料,该加固方法具有能够减少构件上的应力值,减小砌体构件裂缝宽度和挠度等优点,为达到对砌体结构进行加固,通过施加预压应力迫使高强材料与原构件共同受力,通常采用钢绞线或型钢等材料。该加固方法具有能够减少构件上的应力值,减小砌体构件裂缝宽度和挠度等优点。特别适用于提高抗震要求的楼盖、屋盖等水平受力构件,即为:提高构件承载力、整体刚度和构件抗裂能力,而且加固后占用空间小。
2.4 辅助结构加固法
辅助结构加固法是一种采用新型的加固材料或者增加结构支点等手段进行结构加固的一种方法,它是直接用不同于原来结构的其他材料制成简单或复杂的支撑点分担原构件荷载,形成一个组合结构。通过原结构构件变形把荷载转嫁给后来增加的结构上,达到新老结构共同受力提高结构整体承载力的目的。
2.5 外部粘钢加固法
采用双组分环氧树脂粘结剂将钢板或其他钢质构件粘贴在钢筋混凝土构件表面,构成一个钢筋混凝土-粘结剂-钢板三相复合物系统。该方法施工简单,设置灵活,是一种非常有效的加固方法。由于其核心材料环氧树脂的特性,导致该加固方法使用的环境温度不应大于60度,相对湿度不应大于70%,且无化学腐蚀影响。
2.6 碳纤维布加固法
该法是比较新型的直接加固法,也是近年来主要研究的房屋直接加固技术,该方法运用前景比较大,运用范围也比较广泛。
3 结束语
目前我国六七十年代建造的建筑和现在广大村镇多数的居民住宅,大多数都是低层或多层砌体结构房屋,但其中有相当部分的砌体结构并不满足现行抗震规范要求,一旦发生类似唐山、汶川那样的地震,损失将不可估量,而近期内这些房屋又不可能全部淘汰或拆除;因此房屋的抗震加固也是急需考虑的内容,本文是抛砖引玉,仅仅提出一些意见,可供类似工程参考。
参考文献:
[1]华毅杰等.体外预应力技术在加固和改造中的应用.结构加固与改造,1999年4期.38页-41页.
[2]付敏娥.试论房屋建筑的抗震设计与发展方向.黑龙江科技信息,2009年27期.
[3]王玉岚.汶川地震引发的建筑结构抗震安全性能探讨[J].建材世界,2009(10).
[4]张小云主编.建筑抗震(第二版).高等教育出版社,2009.03.
作者简介:
顾艳阳(1972-),女,上海人,硕士,副教授,全国后张法预应力结构学会会员,研究方向:结构加固、地基加固。
关键词:砌体结构 房屋地震 加固技术
1 概述
全世界的地震灾害对建筑物的破坏性极大,破坏后果极其严重[1],经常造成砌体结构房屋的大面积倒塌。砌体结构在我国房屋建筑中应用广泛,尤其是在广大村镇房屋建筑中占很大比重。而我国又是一个多震国家,地震活动的分布范圍十分广泛,地震烈度[2]6度以上地区的面积占全部国土面积的79%,绝大多数省份都曾发生过6级以上的地震。近几年来,我国各地地震频发,给我们国家的经济发展带来了不可估量的破坏,给人们的财产及生命造成了巨大的损失,四川汶川、青海玉树的高震级地震尤为突出。例如:2008年5月12日14时28分04秒,四川汶川里氏8.0级地震[3]:约7万人死亡、2万人失踪,一些砌体结构建筑群或临街建筑成片倒塌;分析其倒塌原因,主要是因砌体结构强度较低、变形较大、结构的整体刚度都比较差,历次震害表明,多层砌体结构房屋受地震破坏最为严重。在长期的房屋使用过程中会产生程度不同的损伤或破坏,又很容易产生各种裂缝,为此加固修复此类房屋也是当前急待解决的问题。
2 砌体房屋抗震加固技术分析
主要可分为房屋直接加固技术和房屋间接加固两种[4],它是从目前运用在房屋抗震中的加固方法来分,直接加固法是使加固后的新旧截面能粘合成整体,房屋直接加固技术是国内房屋抗震中主要运用的加固技术,如加大截面法、外包钢法、外粘钢板加固法(复合截面法),为保证其界面处的两者的应变协调,具体应用于我国的几种常见加固方法如下:
2.1 加大截面加固法
即采用增大构件和建筑物的截面面积或者提高建筑物所用材料标号、等级以提高其承载能力和满足正常使用要求的一种加固方法。例如扩大基本构件的截面宽度或者截面高度以及钢筋配筋面积,提高截面承载力和刚度,该方法可以广泛应用于一般建筑物、构筑物的加固,另外混凝土结构的梁、柱、板等结构构件也可以应用。例如砌体结构房屋的圈梁、过梁、墙梁、楼板、构造柱等;但由于存在使用空间的占用问题,该法有时会受到限制。
2.2 外包钢加固法
即在混凝土构件四周包以型钢的加固方法,例如加固砌体结构房屋的竖向承重构件构造柱、抗风柱、封口柱等。这种方法虽然可以大幅度地提高构件承载力,也有对应的缺陷,例如型钢表面温度不应高于60度,而且当环境具有腐蚀性介质时,还应有可靠的防护措施。该方法适用于当使用上不允许第一种,即为增大构件截面法时,而又需要大幅度提高承载力的轴心柱和偏心受压柱的加固,其效果非常好。
2.3 预应力加固法
预应力加固是采用高强钢筋等材料,该加固方法具有能够减少构件上的应力值,减小砌体构件裂缝宽度和挠度等优点,为达到对砌体结构进行加固,通过施加预压应力迫使高强材料与原构件共同受力,通常采用钢绞线或型钢等材料。该加固方法具有能够减少构件上的应力值,减小砌体构件裂缝宽度和挠度等优点。特别适用于提高抗震要求的楼盖、屋盖等水平受力构件,即为:提高构件承载力、整体刚度和构件抗裂能力,而且加固后占用空间小。
2.4 辅助结构加固法
辅助结构加固法是一种采用新型的加固材料或者增加结构支点等手段进行结构加固的一种方法,它是直接用不同于原来结构的其他材料制成简单或复杂的支撑点分担原构件荷载,形成一个组合结构。通过原结构构件变形把荷载转嫁给后来增加的结构上,达到新老结构共同受力提高结构整体承载力的目的。
2.5 外部粘钢加固法
采用双组分环氧树脂粘结剂将钢板或其他钢质构件粘贴在钢筋混凝土构件表面,构成一个钢筋混凝土-粘结剂-钢板三相复合物系统。该方法施工简单,设置灵活,是一种非常有效的加固方法。由于其核心材料环氧树脂的特性,导致该加固方法使用的环境温度不应大于60度,相对湿度不应大于70%,且无化学腐蚀影响。
2.6 碳纤维布加固法
该法是比较新型的直接加固法,也是近年来主要研究的房屋直接加固技术,该方法运用前景比较大,运用范围也比较广泛。
3 结束语
目前我国六七十年代建造的建筑和现在广大村镇多数的居民住宅,大多数都是低层或多层砌体结构房屋,但其中有相当部分的砌体结构并不满足现行抗震规范要求,一旦发生类似唐山、汶川那样的地震,损失将不可估量,而近期内这些房屋又不可能全部淘汰或拆除;因此房屋的抗震加固也是急需考虑的内容,本文是抛砖引玉,仅仅提出一些意见,可供类似工程参考。
参考文献:
[1]华毅杰等.体外预应力技术在加固和改造中的应用.结构加固与改造,1999年4期.38页-41页.
[2]付敏娥.试论房屋建筑的抗震设计与发展方向.黑龙江科技信息,2009年27期.
[3]王玉岚.汶川地震引发的建筑结构抗震安全性能探讨[J].建材世界,2009(10).
[4]张小云主编.建筑抗震(第二版).高等教育出版社,2009.03.
作者简介:
顾艳阳(1972-),女,上海人,硕士,副教授,全国后张法预应力结构学会会员,研究方向:结构加固、地基加固。