傳統(tǒng)抗震加固技術(shù)和新型抗震加固技術(shù)的總結(jié)與對(duì)比

1、 HYPERLINK /technical-reserves/jianzhu-kangzhen-jiagu.html傳統(tǒng)抗震加固技術(shù)和新型抗震加固技術(shù)的 總結(jié)與對(duì)比在工業(yè)與民用建筑當(dāng)中，很多的建筑在經(jīng)過一定的使用年限之后，特別是早期沒有進(jìn)行抗震設(shè)防設(shè)計(jì)的部分建筑，都會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題，例如建筑的使用功能降低，甚至是建筑的安全達(dá)不到要求。在這些情況下，要想繼續(xù)使用這些建筑，就需要對(duì)他們進(jìn)行改造和加固。建筑加固在歐美一些發(fā)達(dá)國(guó)家當(dāng)中已經(jīng)成為土木行業(yè)的主流項(xiàng)目。而在我國(guó)，抗震加固的研究工作始于20世紀(jì)60年代，也就是唐山大地震之后。不過，當(dāng)時(shí)做抗震加固主要是探索抗震鑒定及加固的基本技術(shù)和管理方法，

2、在實(shí)踐中證明抗震鑒定及加固的必要性和有效性。到了1989年，國(guó)家正式發(fā)布了建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ1189)，抗震鑒定和加固才走上了規(guī)范化的道路。但是限于建造時(shí)的設(shè)計(jì)和建造水平，加之施工質(zhì)量的問題，近幾年來大量的建筑需要進(jìn)行抗震加固，特別是汶川地震之后，人們?cè)絹碓秸J(rèn)識(shí)到進(jìn)行抗震設(shè)防和加固的重要性。針對(duì)不同的問題，工程師需要提出不同的改造加固方案。本文查閱的資料主要集中在混凝土結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)的抗震加固技術(shù)上。1、傳統(tǒng)抗震加固技術(shù)的發(fā)展與分類在混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)和磚磚混結(jié)構(gòu)構(gòu)中目前前應(yīng)用比比較廣也也相對(duì)成成熟的還還是傳統(tǒng)統(tǒng)的抗震震加固技技術(shù)。鋼鋼筋混凝凝土和磚磚混結(jié)構(gòu)構(gòu)的建筑筑在我國(guó)國(guó)非常常常見，其其基

3、礎(chǔ)期期一般為為50年，目目前有一一大批建建筑物已已進(jìn)入了了中年期期或者老老年期，多多數(shù)已有有不同程程度的損損壞或者者老化，出出現(xiàn)裂縫縫、滲漏漏、剝落落、缺損損、鋼筋筋銹蝕等等現(xiàn)象，急急需修復(fù)復(fù)。1.1混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)的傳統(tǒng)統(tǒng)抗震加加固技術(shù)術(shù)針對(duì)混凝土土結(jié)構(gòu)，目目前應(yīng)用用比較廣廣泛的加加固方法法有增大大截面法法、外包鋼鋼加固法法、置換混混凝土加加固法、粘鋼加加固法和和粘碳纖纖維加固固法等。增大截面法法，顧名名思義，即即采用增增大混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)或構(gòu)筑筑物的截截面面積積，以提提高其承承載力來來滿足正正常使用用的一種種加固方方法。可可廣泛用用于混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)的梁、板板、柱等等構(gòu)件和和一般構(gòu)構(gòu)筑物的的加固

4、。外包鋼加固固法，是是指在需需要加固固構(gòu)件的的四周包包上角鋼鋼，從而而提高構(gòu)構(gòu)件的承承載力，增增大延性性和剛度度。該方方法適用用于混凝凝土柱、梁梁等，其其優(yōu)點(diǎn)是是現(xiàn)場(chǎng)工工作量、施施工方便便和濕作作業(yè)工作作較少，受受力安全全;可用于于不能增增大原構(gòu)構(gòu)件截面面尺寸，但但是又要要求提高高截面承承載力的的砌體柱柱的加固固;其缺點(diǎn)點(diǎn)為加固固代價(jià)較較高，其其采用的的防護(hù)措措施類似似與鋼結(jié)結(jié)構(gòu)。用用于承受受靜力作作用的一一般受彎彎及受拉拉構(gòu)件;環(huán)境溫溫度不應(yīng)應(yīng)超過660，相對(duì)對(duì)濕度不不應(yīng)大于于70%，并且且無(wú)化學(xué)學(xué)腐蝕，否否則應(yīng)采采取有效效防護(hù)措措施;應(yīng)使用用試驗(yàn)依依據(jù)充分分且性能能滿足使使用要求求的，并并

5、經(jīng)過國(guó)國(guó)家有關(guān)關(guān)部門認(rèn)認(rèn)證的結(jié)結(jié)構(gòu)膠;當(dāng)原構(gòu)構(gòu)件混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件強(qiáng)強(qiáng)度小于于C15時(shí)，不不宜采用用本方法法進(jìn)行加加固。置換混凝土土加固法法，是指指用性能能好、強(qiáng)強(qiáng)度高的的混凝土土材料置置換原有有結(jié)構(gòu)強(qiáng)強(qiáng)度低、韌韌性差的的材料，而而不影響響建筑物物的凈空空高度，不不顯著增增大原構(gòu)構(gòu)件的截截面積。該該方法適適用于受受壓區(qū)混混凝土強(qiáng)強(qiáng)度偏低低或有嚴(yán)嚴(yán)重缺陷陷的梁、柱柱等混凝凝土構(gòu)件件。當(dāng)采采用該方方法加固固梁式結(jié)結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)應(yīng)對(duì)原構(gòu)構(gòu)件加以以有效的的支頂。當(dāng)當(dāng)加固柱柱、墻等等構(gòu)件時(shí)時(shí)，應(yīng)對(duì)對(duì)原構(gòu)件件在施工工全過程程中的承承載狀態(tài)態(tài)進(jìn)行驗(yàn)驗(yàn)算、觀觀測(cè)和控控制，置置換界面面處的混混凝土不不應(yīng)出現(xiàn)現(xiàn)拉應(yīng)力

6、力，若控控制有困困難，應(yīng)應(yīng)采取支支頂?shù)却氪胧┻M(jìn)行行卸荷。粘鋼加固法法，亦稱稱粘貼鋼鋼板加固固，是將將鋼板采采用高性性能的環(huán)環(huán)氧類粘粘接劑粘粘結(jié)于混混凝土構(gòu)構(gòu)件的表表面，使使鋼板與與混凝土土形成統(tǒng)統(tǒng)一的整整體，利利用鋼板板良好的的抗拉強(qiáng)強(qiáng)度達(dá)到到增強(qiáng)構(gòu)構(gòu)件承載載能力及及剛度的的目的。其其特點(diǎn)包包括:施工簡(jiǎn)簡(jiǎn)便、快快捷、基基本不增增加被加加固構(gòu)件件斷面尺尺寸和重重量;建筑結(jié)結(jié)構(gòu)膠將將鋼板(型鋼)與混凝凝土緊密密粘接，將將加固件件與被加加固體合合為一體體，結(jié)構(gòu)構(gòu)膠固化化時(shí)間短短，完全全固化后后即可以以正常受受力工作作。粘碳纖維加加固法，是是指用粘粘結(jié)劑把把碳纖維維片黏貼貼在混凝凝土構(gòu)件件表面，發(fā)發(fā)揮

7、碳纖纖維高強(qiáng)強(qiáng)抗拉作作用。該該方法可可以幾乎乎不增加加結(jié)構(gòu)自自重，目目前在工工程上被被廣泛應(yīng)應(yīng)用，適適用于各各種受力力性質(zhì)的的混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件。1.2磚混混結(jié)構(gòu)的的傳統(tǒng)抗抗震加固固技術(shù)磚混結(jié)構(gòu)的的傳統(tǒng)加加固方法法，相對(duì)對(duì)混凝土土結(jié)構(gòu)而而言，更更加簡(jiǎn)便便，主要要針對(duì)的的是20世紀(jì)70年代以以前的未未按抗震震設(shè)防要要求設(shè)計(jì)計(jì)的建筑筑。對(duì)于于圈梁和和構(gòu)造柱柱，主要要的加固固方法有有鋼筋網(wǎng)網(wǎng)水泥砂砂漿法和和混凝土土板墻加加固法;對(duì)于磚磚柱，通通常采用用外包混混凝土和和外包鋼鋼加固法法。鋼筋網(wǎng)水泥泥砂漿法法，又稱稱為“夾板墻”，是在在磚墻的的兩面敷敷設(shè)鋼筋筋網(wǎng)片后后抹上高高強(qiáng)砂漿漿面層，形形成組合合墻

8、體，可可以提高高磚墻的的承載力力，通常常在加固固圈梁、構(gòu)構(gòu)造柱時(shí)時(shí)一同使使用?；炷涟鍓庸谭ǚ?，是在在磚墻上上敷設(shè)一一層6080mmm厚度的的配筋混混凝土薄薄墻板，與與磚墻共共同工作作，一方方面可以以大大提提高結(jié)構(gòu)構(gòu)的抗震震承載力力，另一一方面還還可以起起到圈梁梁和構(gòu)造造柱的作作用，增增加磚砌砌體的延延性。外包混凝土土加固法法，能很很大程度度上提高高軸心受受壓磚柱柱及小偏偏心受壓壓磚柱的的承載力力。外包包鋼加固固法，能能提高磚磚柱的變變形能力力。2、新型抗抗震加固固技術(shù)的的發(fā)展與與分類隨著土建技技術(shù)的不不斷發(fā)展展和科技技的進(jìn)步步，特別別是21世紀(jì)之之后，建建筑加固固技術(shù)也也得到了了長(zhǎng)足的的

9、發(fā)展，進(jìn)進(jìn)入了一一個(gè)新的的領(lǐng)域。加加固技術(shù)術(shù)發(fā)展到到現(xiàn)在，尤尤其是在在一些經(jīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)達(dá)但是地地震頻發(fā)發(fā)的國(guó)家家，例如如日本，新新的加強(qiáng)強(qiáng)建筑物物抵御地地震能力力的方法法主要分分為三種種途徑:抗震加加固、減減震加固固、隔震震加固。其其中，抗抗震加固固是指利利用增強(qiáng)強(qiáng)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件的承承載力和和變形能能力來抵抵御地震震作用，吸吸收地震震能量。減減震加固固是指在在結(jié)構(gòu)抗抗側(cè)力構(gòu)構(gòu)件中設(shè)設(shè)置消能能部件，通通過其局局部變形形提供附附加阻尼尼以吸收收或耗散散由地震震輸入結(jié)結(jié)構(gòu)中的的能量，減減少主體體結(jié)構(gòu)地地震反應(yīng)應(yīng)。隔震震加固具具有很大大的發(fā)展展?jié)摿?，是是指在建建筑物上上部結(jié)構(gòu)構(gòu)與基礎(chǔ)礎(chǔ)之間以以及上部部建筑層

10、層間設(shè)置置隔震層層，隔離離地震能能量向上上部結(jié)構(gòu)構(gòu)傳遞，從從而降低低上部結(jié)結(jié)構(gòu)的地地震作用用。2.1抗震震加固在在抗震加加固新技技術(shù)中，最最具代表表性的是是日本開開發(fā)的高高彈性材材料加固固工法(SuuperrReiinfoorceemenntwiithFFlexxibiilitty，以下下簡(jiǎn)稱SRF工法)。這種種抗震加加固技術(shù)術(shù)，是用用樹脂纖纖維編織織成形狀狀如安全全帶一樣樣的抗震震帶，在在建筑物物加固施施工時(shí)，將將抗震帶帶涂上粘粘合劑，包包裹固定定在建筑筑物的支支柱上。它它的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是施工工方法簡(jiǎn)簡(jiǎn)單、有有效，而而且費(fèi)用用低廉。另另外，SRF工法還還可以采采用預(yù)應(yīng)應(yīng)力的加加固方法法，即先先對(duì)F

11、RP施加預(yù)預(yù)應(yīng)力再再外貼到到結(jié)構(gòu)上上對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)進(jìn)行加加固，能能克服FRP材性上上的缺點(diǎn)點(diǎn)，對(duì)結(jié)結(jié)構(gòu)同時(shí)時(shí)進(jìn)行有有效的強(qiáng)強(qiáng)度和剛剛度加固固。除了了上面介介紹的SRF工法外外，增設(shè)設(shè)斜撐加加固、框框架加固固、剪力力墻加固固也是幾幾種有效效改善建建筑物抗抗震性能能的抗震震加固方方法。這這幾種加加固方法法的共同同點(diǎn)都是是通過增增加的部部分來承承擔(dān)一部部分地震震力，從從而可以以提高結(jié)結(jié)構(gòu)的承承載力和和剛度，以以達(dá)到改改善建筑筑抗震性性能的目目的。2.2減震震加固減減震加固固通常的的原理是是在結(jié)構(gòu)構(gòu)抗側(cè)力力構(gòu)件中中設(shè)置消消能部件件，一般般是阻尼尼器，通通過其局局部變形形提供附附加阻尼尼，以耗耗散或吸吸收由地

12、地震輸入入結(jié)構(gòu)中中的能量量，減少少主體結(jié)結(jié)構(gòu)地震震反應(yīng)，達(dá)達(dá)到預(yù)期期的加固固目的。加加固當(dāng)中中用到的的阻尼器器種類繁繁多，目目前比較較常見的的有摩擦擦型阻尼尼器、粘粘彈性阻阻尼器和和粘滯性性阻尼器器等。據(jù)據(jù)此也可可以將減減震加固固技術(shù)按按上述三三類阻尼尼器劃分分為三種種類型。摩擦型阻尼尼器是用用摩擦耗耗能裝置置，通過過元件的的相互滑滑動(dòng)摩擦擦，以耗耗去結(jié)構(gòu)構(gòu)的部分分震動(dòng)能能量，目目前研究究開發(fā)的的摩擦型型阻尼器器主要有有普通摩摩擦型阻阻尼器、palll摩擦型型阻尼器器、摩擦擦剪切角角阻尼器器、多級(jí)級(jí)摩擦型型阻尼器器以及摩摩擦復(fù)合合耗能器器等多種種類型;摩擦型型阻尼器器一般只只有在強(qiáng)強(qiáng)震作用用下

13、才能能啟動(dòng)，對(duì)對(duì)于經(jīng)常常發(fā)生的的中小地地震或風(fēng)風(fēng)載作用用下沒有有任何功功效，效效率較低低，但其其造價(jià)往往往較低低，簡(jiǎn)便便易行。粘彈性阻尼尼器是通通過粘彈彈性材料料的滯回回變形來來減少結(jié)結(jié)構(gòu)的振振動(dòng)反應(yīng)應(yīng)，具有有構(gòu)造簡(jiǎn)簡(jiǎn)單、性性能優(yōu)越越、造價(jià)價(jià)低廉和和耐久性性好等優(yōu)優(yōu)點(diǎn);溫度、頻頻率等因因素易對(duì)對(duì)粘彈性性阻尼器器的耗能能性能產(chǎn)產(chǎn)生影響響。粘滯性阻尼尼器是通通過活塞塞在缸體體內(nèi)往復(fù)復(fù)運(yùn)動(dòng)，粘粘滯液體體從一端端流向另另一端產(chǎn)產(chǎn)生阻尼尼力，阻阻礙結(jié)構(gòu)構(gòu)振動(dòng);粘滯性性阻尼器器對(duì)速度度反應(yīng)比比較靈敏敏，能夠夠吸收、衰衰減振動(dòng)動(dòng)和沖擊擊的能量量從而減減小結(jié)構(gòu)構(gòu)的動(dòng)力力反應(yīng)，減減弱節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的局部部受力，達(dá)達(dá)到保

14、護(hù)護(hù)受力設(shè)設(shè)備的目目的。除了上述三三類通過過阻尼器器來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)減震加加固的方方法外，近近年來日日本還開開始采用用其他的的一些耗耗能減震震方法，如如采用制制震頂棚棚或者力力臂減震震器來實(shí)實(shí)現(xiàn)減震震加固。2.3隔震震加固隔隔震加固固技術(shù)相對(duì)于前兩兩種加固固方法，產(chǎn)產(chǎn)生的時(shí)時(shí)間相對(duì)對(duì)較晚，也也是目前前各個(gè)國(guó)國(guó)家正在在努力研研究的方方向。它它是通過過在建筑筑物上部部結(jié)構(gòu)與與基礎(chǔ)之之間以及及上部建建筑層間間設(shè)置隔隔震層，隔隔離地震震能量向向上部結(jié)結(jié)構(gòu)傳遞遞，從而而降低上上部結(jié)構(gòu)構(gòu)的地震震作用。雖雖然隔震震加固技技術(shù)產(chǎn)生生的時(shí)間間相對(duì)較較晚，但但是目前前已經(jīng)研研究出了了不少的的隔震方方法，并并且在美美國(guó)和日日本等國(guó)國(guó)家已經(jīng)經(jīng)有了成成功的工工程實(shí)