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【摘要】隨著我國經濟的快速發展,建筑業迎來了前所未有的快速發展時期。但由于當時技術能力和對地質條件認識水平的限制,一些既有建筑結構的抗震設計和施工不能滿足抗震性能的要求,這對人民的人身和財產安全構成嚴重威脅,加固設計和處理成為提高既有建筑結構抗震性能的主要手段。本文論述了建筑結構抗震設計的特點和設計理念,結合建筑結構抗震鑒定方法,重點分析了抗震鑒定與加固設計,探討了改進和完善建筑結構抗震鑒定與加固設計的方法,從而達到保證和提高建筑物抗震性能的目的。
【關鍵詞】建筑結構;抗震鑒定;加固設計
建筑物由于老化、各種環境以及天氣帶來的災害、人為危險等原因已達到使用壽命的整體結構中隱藏著許許多多的安全隱患,其中還有一些因主體結構用途的變化而導致功能發生變化的新建建筑物,這些建筑物亟待加固措施。但是在加固建筑物之前,十分有必要對建筑物進行抗震評估,綜合分析考慮下提出對既有建筑結構抗震評價方法,并根據實際情況尋找適合既有建筑結構的加固設計方法,以保證建筑結構的穩定性和保護性,解決建筑物中存在的安全隱患,以滿足現在的標準居住質量與條件。
1、建筑結構抗震設計特點
1.1水平側向力的有效控制
高層建筑具有自身特定的結構特點,但最明顯的是由于建筑高度過高引起的側向力急劇增加,這是目前在結構設計中必須要有效解決的問題,水平側向力對高層大樓的變形有顯著的影響因素。因此,在實際的結構設計中,要綜合考慮高層建筑的結構、性能和各種特點,有效抑制急劇增大的水平側向力對建筑體的不利影響,確保建筑始終得到維安全保障,以及更好的安全性和穩定性。
1.2結構剛度的合理布設
控制與掌全建筑物的剛度具體情況在其結構設計中非常重要。剛性要求高,尤其是對于高層混凝土建筑,要求剛性強度則非常高,一些建筑設計師只是認為建筑物剛度越強,它整體表現就會越穩定,但事實并非如此。較高的剛度不可避免地增加了建筑物的自重,這不僅直接增加了建筑物的造價,而且會直接影響到建筑物的抗震性能。因此,需要考慮結構的柔性,以保證高層建筑的剛度,防止建筑物因外力過度導致脆化而產生嚴重的倒塌。因此,在設計高層建筑時,設計者應根據實際情況合理調整結構剛度,將建筑的結構剛度控制在合適的范圍內,在保持高層的承載力和抗震能力的同時,保證一定的柔韌性。
2、建筑結構抗震的設計理念
建筑物結構質量應該視當地地質情況而定,基本原則就是小震不損,中震可修,大震不倒塌。具體來說,建筑結構抗震設計大致可以分為以下三個階段。
第一次設防弱級地震(低于本地區預計地震級以下的地震)。但是由于地震震級較弱,建筑物的結構仍處于彈性變化階段,不會產生任何損壞或修復。但是,需要對建筑結構的承載力極限和彈性變形極限進行有效的確定和計算。第二設防烈度地震(即發生與本地區預測地震等級幅度差不多的地震)。在這個階段,會對建筑結構本身有一定的損壞,可以根據建筑結構的損壞情況選擇修復或不修復,但無論采用何種處理方法,建筑都必須具有延展性。必須加以控制以避免脆性損壞。第三就是超過預測地震的等級。
3、建筑結構抗震能力的鑒定方法
根據《建筑抗震鑒定標準》(GB50023),建筑結構采用篩選法將抗震能力鑒定分為兩個層次。根據《建筑抗震鑒定標準》(GB50023)第3.0.4條的要求,一級建筑結構鑒定標準是對國家宏觀調控決策對象和主要建筑物進行結構性能鑒定的總體綜合性能評價;二級建筑結構鑒定標準應在現行鑒定標準的基礎上,結合建筑結構性能的影響因素,進行建筑結構整體抗震性能驗收計算和綜合性能評價。甲級(合理分配后使用的鑒定年限為30年)一級建筑結構地震災害鑒定處理方法:一般按照一級地震鑒定的具體內容和條件要求進行直接抗震鑒定,符合要求的,不能直接進行二級地震鑒定。乙級(以下合理建筑使用年限為40年)整體抗震結構鑒定驗算方法:按現行《規范》對原建筑結構整體抗震鑒定措施進行綜合驗算,然后利用建筑結構鑒定軟件對該建筑結構的整體抗震鑒定能力進行了綜合檢驗,并進行了判定。當綜合抗震支護措施不能滿足現行技術規范的要求,且整個主體結構的綜合抗震措施承載力較高時,采用綜合抗震強度影響測量系數法對整個結構主要綜合構件的抗震承載力進行評價;當抗震綜合支護措施不能滿足現行技術規范要求時,主要主動抗震或側向力支護構件的抗震綜合措施承載力不得大于或至少等于綜合計算值的95%,二次主動地震或側向力支撐構件的綜合抗震措施的承載力不得大于或至少等于綜合計算值的90%。
4、現有建筑結構抗震鑒定步驟分析
4.1收集建筑結構的原始數據
在對既有建筑物主體結構抗震性能進行評估前,必須收集現有建筑主體結構的原始設計資料,包括施工工程設計方案、施工檢查記錄等,施工工程檢驗報告及驗收設計報告。通過這些測量數據,我們可以大致了解整個建筑的整體內部結構,便于進一步的設計工作。如果施工材料不完整,應補充相應的強度測量。
4.2建筑結構實際探索的現狀
對于一些建筑,由于年代久遠或其他技術問題,出現了許多原始建筑材料缺失或實物記錄不完整的異常情況。由于質量監管方面的問題,可能會出現真實建筑材料與原始記錄不符的異常情況。因此,有必要對建筑鋼結構的現狀進行實地調查,而不是紙上談兵。否則,將直接影響工程抗震施工試驗的質量和精度。鑒定人員可能需要及時了解相關工程的抗震施工試驗質量和日常維護情況,并注意處理相關非施工抗震試驗質量和安全問題。
4.3抗震性能綜合分析
在原有統計資料和現場調查資料的基礎上,根據各建筑物的內部結構支撐體系、結構特點布置、抗震及承載力等主要因素,系統特點,參考相關國際建筑抗震承載力數值分析模型,采用相應的國際計算方法,準確識別各建筑內部結構的布局和主要結構形式,綜合估算各主體結構的實際建筑抗震承載力。