框架结构建筑变体系抗震加固设计

吴相杰

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摘要：近年来，高层混凝土结构是当今建筑最常见的结构形式之一，其耐久性、耐火性均较好，适应灾害能力强，总体表现较好。与其他结构相比，混凝土结构具有合理强价比，是建筑工程可持续发展首选结构类型。所以混凝土结构被广泛应用于高层建筑，对建筑物整体抗震性能有着直接影响。专业性技术人员应着重分析高层混凝土结构抗震设计问题，这样有利于从根本上确保高层混凝土建筑抗震设防合理性，为日后可持续发展提供便利。

关键词：框架结构；建筑变体系抗震；加固设计

引言

我国经济水平的不断提升，使得城市化进程在不断加速推进，虽然城市中各类建筑在不断增多，但是部分老旧建筑还在投入使用中。这些老建筑在当时大多并未进行抗震加固设计，甚至部分建筑还隐藏着极大的安全质量隐患，类似于墙体沉降、裂缝等情况屡见不鲜，如果发生重大的地震灾害，这些建筑无法发挥起有效的防护作用。因此，对既有建筑进行科学、合理的抗震鉴定，并对鉴定不合格的房屋展开抗震加固设计，才能使得人们的财产和生命安全得到有效保障。

1建筑结构的抗震鉴定内容

第一，需要找到既有建筑的原始材料，同建筑现状进行数据对比，同时调查维修状况和施工质量，对上述材料进行科学分析之后明确该建筑所要加固的抗震性能有哪些。第二，需要明确建筑主要构件以及结构体系的实际完损性，对建筑既往改造历史进行调查并分析，全面掌握建筑在抗震构造方面的情况。第三，对该建筑的实际用途以及荷载进行调查，对建筑有无变形、倾斜等情况进行审核，查看墙体有无缝隙和腐蚀现象。第四，对建筑的不同构件布置情况进行检查并确定其强度等级如何，同时还要明确承重墙的实际强度，进一步掌握楼层间厚度、钢筋实际腐蚀度、混凝土构件实际碳化度等情况。第五，对建筑地基的现状进行分析，并以此为依据整理一份有关于抗震分析的总体报告；同时测试建筑改造方案的抗震性能，按照抗震现状来进行合理评价。第六，按照建筑改造最终方案给出的抗震报告来对加固设计进行有针对性的指导和改进。

2框架结构建筑变体系抗震加固设计

2.1预应力加固技术

该方法的应用原则是：连续梁和大跨度简支梁适合以无粘结钢绞线为预应力筋，一般简支梁采用普通钢筋为预应力筋，柱子的加固一般以型钢为预应力材料，。由于预应力和外力的共同抵消影响，减小了外荷载的影响，减小了裂缝的出现和发展，从而大大提高了构件的承载力，减小了构件的截面尺寸，减少了空间的占用。但该加固方法如果不能很好的控制，将会引起结构的反向变形，因此应避免超张拉，应控制张拉应力。同时该方法不适合素混凝土、强度小于C20和配筋率小0.2%的构件，并且对锚具、垫板、撑杆、缀板和紧固件采取防锈处理，且长期使用环境不应高于60℃。

2.2选择科学的加固方法

在对建筑加固方法选择之前，相关工作人员首先要熟悉建筑物的整体构建模式，同时还需要对该建筑物所在区域的地质条件展开深入的勘测，然后按照勘测结果来选择科学的加固措施，进一步提升加固的质量和效率，同时还能够确保建筑的抗震性得到提升。工作人员在展开实际勘察过程中会存在较多的安全问题和隐患，使得鉴定人员对于建筑房屋的抗震结构分析不够全面和精准，由此会导致鉴定结果的精准性受到影响。因此，要想提高鉴定结果的准确性，需要从以下几个方面开展工作：一是提升鉴定工作者的专业素养和技能，让其可以通过专业的鉴定知识来制定科学高效的加固措施。二是对建筑物原有的安全问题进行全面加固，将建筑物结构的总体安全系数进一步提高，由此在发生地震灾害时就能够发挥其支撑和保护的作用，最大限度地减少人员的伤亡。其次，对于框架、横梁等方面的加固措施如下：建筑最底部设计的框架构建进行加固往往不能提高其强度和硬度，只能通过钢筋混凝土相关构建来提升其延展性能，将承载工作完美衔接于混凝土构件中。

2.3合理选材和优化结构设计

在高层建筑面前，在结构方案设计过程中，选材常常是一个至关重要的因素。唯有确保选材得当，才能使建筑自身抗震能力大大提高。在选材时，应持有适当性原则，在控制造价的同时，使建筑取得最佳抗震能力。选用建筑材料时，材料参数要清楚。确保物料自身具有一定的抗震性能，要针对材料参数进行研究，不能只注重材料自身的承载力，最大限度的保证建筑能够抵御地震灾害的发生。在选材过程中，要与建筑延性的要求相结合，设计与施工时，充分地考虑了施工的各种要素。如选用轻质墙体材料，减轻建筑整体质量，以此减少地震作用，提高抗震能力。如选用高强度混凝土和高强度钢材，在降低钢材用量的同时，可较大提高梁柱节点抗震性能，并且节点更易于施工，对现浇结构有一定的质量保证。故合理选材，优化结构设计，可使建筑抗震设计进一步优化。

2.4框架梁加固

框架梁的加固方式主要为外包钢板和粘贴碳纤维布，其中外包钢板加固与结构柱的工艺类似，这里不做赘述，主要介绍粘贴碳纤维布方案。由于梁结构主要承受弯矩作用，必然导致一侧受拉，而混凝土的抗拉性能较差，极易产生裂缝，因此采用抗拉性能优越的碳纤维布加固，能够有效分担结构弯矩，承受拉应力，同时也在混凝土表面形成致密的保护层，大大降低混凝土出现病害的概率。粘贴碳纤维布时首先清理剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土，直至露出混凝土结构层，并将表面修复平整，然后涂刷底层树脂并找平，厚度不超过0．4mm，最后用裁剪后的碳纤维片材粘贴在指定位置处，粘贴时使用滚筒沿纤维同一方向反复多次滚压，以挤除气泡，并使浸渍树脂充分浸透碳纤维布，加固大样。

2.5严格控制扭转效应

通常情况下，地震后，建筑水平方向、竖直方向均能触发更强的力，建筑内部同样存在扭转作用力。建筑也正由于经受着来自几个方向上的力，实际破坏程度是极其严重的，比如，房屋倒塌，房屋倾斜。地震的发生是突发性的、偶然性等特征，人很难事先预知，不稳定的因素很多。因此在抗震结构的设计中，设计人员需十分重视扭转效应的影响，严格加以控制。《高层建筑混凝土结构技术规程》明确规定了在考虑偶然偏心影响地震作用下楼层竖向构件的位移比与周期比要求，并指出不能使用特别不规则的结构类型。在建筑结构方案阶段，结构设计人员应通过计算机建立高层结构模型，模拟地震工况，进行整体计算分析，严格按规范要求控制单体周期比小于0.9，控制位移比小于1.5甚至小于1.2。通过调整高层建筑结构构件布置，避免不规则结构，合理调整周期比与位移比参数，严格控制建筑扭转效应，杜绝不合理结构布置方案，最大程度预防地震破坏。

结语

随着人们生活水平和经济发展的不断变化，越来越多的人开始具备一定的安全意识，特别是常年遭受地震侵害的部分地区而言，对于建筑结构实际抗震能力的要求也越来越高。基于此，为了进一步提升人们的安全指数，对既有建筑展开加固设计的重要性不言而喻，在此过程中，需要与环境因素相结合，制定科学加固方案，促进建筑抗震性能进一步提升，以保证人们生命安全和财产尽可能减少损失。

参考文献

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