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建筑抗震加固技術范文1
關鍵詞：建筑；地震；抗震加固
引 言
我國是一個多地震的國家，地震活動的分布范圍十分廣泛，地震造成的危害不可忽視。5.12汶川大地震和4.14青海玉樹地震造成了重大人員傷亡和巨大的經濟損失，同時也給人民敲響警鐘。建筑結構的抗震加固問題成為目前較為關注的熱點。為了更好地保護人類的生命財產安全，促進社會的和諧發展，無論在地震前還是地震后，對工程結構進行抗震加固都顯得十分重要。
一、2010年版抗震規范修訂細要
汶川大地震后,建設部對原國標抗震設計規范進行了重新修訂。以下將對相關細要進行分析。
1.1 由原來的一般性條文修訂為新的強制性條文4.1.8條中增大系數由原來的“根據具體情況確定,但不大宜大于1.6”更改為“在1.1～1.6范圍內采用”,范圍更加明確。
7.3.8條樓梯間應符合下列要求:①頂層樓梯間橫墻和外墻應沿墻高每隔500mm設2Φ6通長鋼筋;7~9°時其他各層樓梯間墻體應在休息平臺或樓層半高處設置60mm厚、縱向鋼筋不應少于2Φ10的鋼筋混凝土帶或配筋磚帶，配筋磚帶不少于3皮，每皮的配筋不少于2Φ6，,其砂漿強度等級應低于M7.5, 不低于同層墻體的砂漿強度等級。②樓梯間及門廳內墻陽角處的大梁支承長度不應小于500mm,并應與圈梁連接。③裝配式樓梯段應與平臺板的梁可靠連接，8、9度時不應采用裝配式樓梯段；不應采用墻中懸挑式踏步或踏步豎肋插入墻體的樓梯，不應采用無筋磚砌欄板。④突出屋頂的樓、電梯間，構造柱應伸到頂部，并與頂部圈梁連接，所有墻體應沿墻高每隔500mm設2Φ6通長鋼筋和Φ4分布短筋平面內點焊組成的拉結網片或Φ4點焊網片。
1.2 材料性能的修改3.9.2條中規定：①普通磚和多孔磚的強度等級不應低于MU10，其砌筑砂漿強度等級不應低于M5；②混凝土小型空心砌塊的強度等級不應低于MU7.5，其砌筑砂漿強度等級不應低于Mb7.5。; 抗震等級為一、二、三級的框架和斜撐構件(含梯段)，其縱向受力鋼筋采用普通鋼筋時，鋼筋的抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值不應小于1.25；鋼筋的屈服強度實測值與屈服強度標準值的比值不應大于1.3，且鋼筋在最大拉力下的總伸長率實測值不應小于9％。
3.9.3條對普通鋼筋的性能更明確了“符合抗震性能指標”的限制,而且箍筋放棄使用HPB235級鋼筋。
3.9.4條由原來的“滿足正常使用極限狀態和抗震構造措施的要求”更改為“滿足最小配筋率等要求”,要求范同更加明確具體。
3.9.6該條由原來的一般性條文修訂為新的強制性條文。
7.3.6條由原來的一般性條文修訂為新的強制性條文。新的條文更加明確具體,新規范對獨立磚柱的應用范圍給出了更加明確的限制,規定“只有6°時才可采用,7～9°不得采用”,并新增了對跨度不小于6m梁的支承構件的加強措施。
二、抗震加固的方法
目前,常用的抗震加固方法主要有增設構件加固法、增強構件加固法和隔震減震加固法3大類,前兩類屬于傳統抗震加固方法,后一類屬于新發展的抗震加固方法
2.1增設構件加固法
目前對結構進行抗震加固最基本、最有效的方法之一,該法可以有效地提高結構的抗震能力、變形能力和整體性能。其具體的方法包括增設抗震墻加固法、外加圈梁-鋼筋混凝土柱加固、增設支撐加固法、增設剛架加固法等。此法利用新增的抗震墻來承擔主要的地震作用,以減小結構的變形。采用抗震墻加固時,需處理好新增墻體與原有構件的連接,既要保證連接的可靠性,又要避免對原結構構件造成過多的損傷。
3.2增強構件加固法
當無法采用新增構件加固時，可以分別對原結構構件進行加固，以提高原有構件的承載力、改善構件的延性，從而達到抗震加固的目的。主要方法有：
1.外粘型鋼加固法:適用于需要大幅度提高截面承載能力和抗震能力的鋼筋混凝土梁、柱等構件的加固。該法用灌漿或焊接等方法將型鋼外包于構件四周或兩角，使之與原構件共同承擔荷載，通過約束原構件從而來提高其承載力和變形能力。該方法適用于大型結構及大跨度結構。其優點是施工簡便，現場工作量較小，構件截面尺寸變化不大，結構自重增加較小，而承載能力提高顯著，構件截面的剛度和延性也得以改善。
2.粘貼鋼板加固法:對鋼筋混凝土受彎、大偏心受壓和受拉構件的加固。該法是用建筑結構膠將鋼板粘貼在混凝土構件表面，使兩者共同受力以提高結構承載力的加固方法，相對于傳統加固方法，粘貼鋼板加固法更為簡單、快速，對結構的外形和凈空以及生產生活的影響較小，缺點是構件加固后提高承載力不能超過原結構的40%，防火性能較差。
3.纖維增強復合材料加固法 :采用以纖維或其制品作為增強材料的一種復合材料對構件進行抗震加固的方法。本方法適用于鋼筋混凝土受彎、軸心受壓、大偏心受壓及受拉構件的加固。外貼纖維復合材加固法是采用FRP片材對混凝土構件進行修復加固的一種新技術,具有很高的抗化學腐蝕能力和對被加固結構的保護能力，提高了結構耐久性；適用不規則構件的加固；材料強度高，外貼加固用量少(材料厚度小)；荷載增加極少，幾乎不改變原有結構的外形和尺寸；施工周期短，操作簡單；加固施工時噪音小，對結構的使用環境影響較小，缺點是抗剪性差，不適宜構件的抗剪加固；構件加固后提高承載力不能超過原結構的40%。
4. 體外預應力是后張預應力體系的重要的分支之一，是指將布置于承載結構主體之外的預應力筋施加預應力所形成的預應力結構體系。體外預應力加固技術是一種主動的加固技術，通過預應力材料對橋梁結構受拉區施加預應力，消除部分荷載產生的不利內力，提供結構的承載力。
5.增加鋼梁、鋼柱，形成組合結構方法:適用于大幅度提高承載能力的混凝土結構，一般提高十幾倍甚至幾十倍。目前此加固方法廣泛應用于密集柜、檔案柜、電池機房等加固，抗震性能較好。缺點是防火性差，加固后凈空變小，地面抬高，不利于裝修及空間布置。
6.增大構件截面法: 針對梁、板、柱抗彎和抗剪及抗震性不足所采取的加固措施。此方法能大幅度提高原結構承載力，耐腐蝕性和耐火性較好，能加強建筑物的整體性和剛度。不足之處為施工周期長，消耗大量的人力物力，原結構基礎上增加了荷載，植筋及鉆孔對原結構損壞較大，對抗震有不利影響，此方法適合于加固基礎及下部結構。
3.3隔震、耗能減震加固法
1.將隔震技術應用于抗震加固領域中的一種新方法,通過隔震層的設置將地震變形集中到隔震層上,從而達到減小原有結構地震反應的目的。此法的優點是加固效果好、抗震安全度高、無需對非結構構件等再進行抗震加固。缺點是設置隔震層后,穿過隔震層的設備配線、配管等需要進行妥善的柔性連接,費時費事。
2.耗能減震加固方法是通過在結構某些部位增設耗能阻尼減震裝置,以減小地震反應,是抗震加固的一條新途徑，此方法主要依賴增加結構的能量耗散能力。國內外耗能減震結構的振動臺試驗研究表明例,耗能減震結構與傳統抗震結構相比,地震反應減小了40%~60%。而從國外工程資料表明,耗能減震結構體系與傳統抗震結構體系相比,可以節約結構造價5%~10%。若用于已有結構的加固改造,可節省造價會更加可觀,有的加固改造工程節省造價達60%。
四、結論
綜上所述,汶川和玉樹的兩次強震給傳統的結構抗震帶來了新的問題和挑戰。在工作中我們還要認真總結震害經驗,深入研究建筑結構在地震作用時的破壞機理,完善設計理論。
參考文獻
[1]《建筑抗震設計規范》（GB50011- 2010）
[2]李愛文，黃奕輝，楊勇新.結構抗震加固方法概論[J].福建建筑.2010（7）.
建筑抗震加固技術范文2
關鍵詞：能量質環理論；高層建筑；薄弱環節；致災機理；災害預警；耗能減震
中圖分類號：TU31 文獻標志碼： A
引言
隨著高層建筑結構的快速發展，對于結構抗震性能的研究越來越重要，目前高層建筑結構的加固成為社會發展的趨勢。針對性地進行結構加固首先需要對結構在地震災害作用下破壞機理的研究，從能量鏈演化各環節對結構的動力反應進行逐步分析，并采用相關有限元軟件對結構進行定量分析，實現理論研究與定量分析相結合的技術手段，為弱勢環節的判斷與結構加固設計高效化發展提供技術參考。
1.高層建筑結構加固技術的發展
鑒于已建建筑的使用不斷接近設計使用年限，建筑結構加固作為研究領域之一將逐步成為未來社會發展與抗震減災的一項重要研究工作。
1.1 高層建筑結構抗震設計的發展過程
在二十世紀四十年代，著名的美國學者Biot通過若干地震記錄工作后，第一次提出了反應譜的概念[1]，這是抗震研究的開端；到了五十年代初，研究學者Housner將反應譜應用到了抗震設計當中，這使得結構抗震設計大跨步的向前發展，通過Housner一段時間的苦心研究，在抗震設計領域實現了結構地震反應動力計算工作，之后該方法被稱為時程分析法。
1.2 基于結構抗震性能的設計方法
目前對于高層建筑結構加固技術的研究由靜力法逐步向反應譜法進行過渡，國內外對于這方面的研究已接近成熟化。于二十世紀九十年生在美國西岸的洛杉磯城6.7級大地震及日本阪神7.2級的大地震，震后發現建筑結構倒塌破壞并不是很多，但是對當地造成了很大的經濟損失。
我國不斷吸取外國對于抗震加固設計方面的研究經驗及國內無數致力于抗震設計方面的研究者大量的實驗研究，并在規范中提出了結構抗震設計的兩階段設計方法，即設計的第一階段主要以反應譜設計方法進行研究，第二階段則以結構彈塑性時程分析為研究核心。通過該方法借鑒，我國在抗規中提出了基于性能化研究結構抗震的新思路，并在我國取得了很大的發展空間。
2.高層建筑結構破壞機理研究
本文主要研究地震能量鏈演化機理[2]及對高層建筑結構的動力響應，從能量致災角度研究災害能量在載體介質中演化行徑及對高層建筑構件的破壞作用影響，作為探究結構在地震能量作用下薄弱環節確定的理論基礎。
2.1 地震能量鏈式演化形態
地震能量鏈式演化形態非常復雜，突變理論[3]認為，地震災害的誘發需要一段過程的演化，地震能量鏈式演化關系主要以能量鏈的演化與承載介質顆粒形態波動的轉化為研究方向。地震能量在載體介質中的傳輸、積聚、演化發展、爆發呈現了能量鏈演化的主要形態，即地震能量以波的形式在載體介質傳播，此過程伴隨著能量的不斷積聚，當累積到一定程度地震能量將以能量質點的形式存在，能量質點將以破壞力的形式作用于介質顆粒。能量質點在傳輸演變過程中也不斷的由量變轉為質變，最終將以能量破壞面、能量破壞體的形式繼續演化發展，當破壞體傳輸到高層建筑結構時，能量破壞作用將以演化放大作用施加于結構基礎與結構構件，導致結構產生過大的變形，這也體現了目前國內外對于結構基礎隔震及結構耗能減震技術的不斷研究。
2.2 地震能量鏈式演化對結構抗震的影響
地震能量破壞作用導致結構過大的變形，關系到結構的抗震性能，我國抗規提出了基于性能的抗震設計方法[4-5]，通過限制建筑結構在不同地震作用下的性能目標限制[6]（見表1）來進行抗震設計。本文采用通用有限元軟件MIDAS/GEN對建筑結構進行不同荷載工況下的靜力彈塑性（Pushover）分析[7]與時程分析對加固前后的高層建筑結構進行耗能減震效果的對比分析。
表1 性能目標取值
3.高層建筑結構薄弱環節的確定
3.1 計算模型的建立
某10層鋼筋混凝土框架結構民用建筑，結構形式為：7度抗震設防，設計基本地震加速度取0.05g，場地類型為II類，地震分組第一組，場地特征周期取0.35s，層高均為3.6m，
建筑總高度36m，采用現澆單向板肋梁樓蓋，結構平面及計算模型如圖1、2所示。
3.2 結構靜力彈塑性分析
由表2分析可知，對于罕遇地震作用下，結構X與Y方向的最大層間位移角出現在第二層，分別為1/105、1/169，X向不滿足罕遇地震作用下1/120的性能目標要求，Y向滿足罕遇地震作用下1/120的性能目標要求，通過分析對抗震結構設置附加粘滯阻尼器，其分布的位置即在結構薄弱點上。
3.3 通過時程分析進行加固耗能效果的對比
對以上各圖進行加固前后的對比分析，原結構在罕遇地震作用下X向不滿足抗震性能目標要求，故只針對結構在罕遇地震作用下X向各指標進行分析驗算。附加粘滯阻尼器后的結構，其速度、加速度、層間位移角出現一定幅度的降低，表明其耗能減震效果明顯。由圖3-圖7分析可知，X方向加固前后頂點位移降低約2.6%，X方向加固前后頂點加速度降低約11.1%，X方向加固前后頂點速度降低約27.08%；在El Centro波作用下，建筑結構層間位移角降低約46.7%；在TAFT波作用下，建筑結構層間位移角降低約39.29%，X方向加固前后樓層相對位移略有降低，加固后各指標均能滿足抗震性能目標要求。
4.總結
（1）從能量鏈式演化角度透析高層建筑結構在地震災害作用下的響應，作為抗震加固設計的理論基礎；
（2）將能量鏈致災過程形態變化理論與有限元軟件計算分析結構在地震作用下靜力彈塑性及時程分析向結合，實現抗震加固設計的高效化，打破傳統盲目嘗試設計的新思路；
（3）通過有限元建模分析結構在不滿足抗規性能目標要求方向結構頂點位移、頂點加速度及層間位移角等參量，對比加固前后結構的抗震性能目標；
（4）通過性能分析，以本工程實例加固設計方法對未來我國基礎設施抗震設計提供技術參考。
參考文獻
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建筑抗震加固技術范文3
關鍵詞：控振減震；既有建筑；抗震加固
Abstract: With the earthquake disaster to human beings by the increase of loss and people to know the deepening of seismic activity, people gradually realize the importance of both building, the seismic performance, improve the seismic strengthening is did not reach the seismic fortification of old buildings aseismic capacity necessary means. In recent years as people to control vibration damping system of thorough research, accused of vibration damping system not only improve new buildings in the seismic capability of extensive use, in the old buildings in the seismic strengthening also widely promotion. This paper mainly introduces the vibration damping system control damping mechanism and the influence of the building seismic strengthening real application.
Keywords: Control vibration damping; Both architecture; Seismic strengthening
中圖分類號： TU352.1+1 文獻標識碼：A文章編號：
1概述
1.1 我國既有建筑抗震加固的必要性
我國地處環太平洋地震帶和南亞至地中海地震帶的交匯區，是世界上地震災害最嚴重的國家之一。VII度以上的高烈度區覆蓋了1/2的國土，其中包括23個省會城市和2/3的百萬以上人口大城市；且多數地震屬于板內地震，具有震源淺、頻度高、強度大、分布廣的特征。據中國地震局資料，僅2008年我國發生5級以上地震達97次之多。20世紀后半葉以來我國地震死亡人數占同期我國所有自然災害死亡人數的1/2，占全球地震死亡人數的1/2，尤其是建國以來兩次破壞性最大的地震1976年唐山地震和2008年汶川地震，其中唐山地震造成24萬人死亡，汶川地震造成近七萬人死亡，給人類災難史上留下了重重的一筆。據有關數據統計顯示，在地震傷亡人數中有90%～95%死于建筑物倒塌。因此提高既有建筑抗震能力，對于避免和減輕突發地震造成的損失有著極其重要的意義。
2控振減震體系
2.1 控振減震體系的內容及發展
控振減震體系是指包括基礎隔震、被動消能及半主動和主動控制在內的結構防護體系。具體參見結構體系的分類表（表1.1）
隔震是應用最早、發展最成熟的建（構）筑物控振減震方法。古建筑中比較典型有：山西懸空寺（中國.5世紀）、故宮（中國.15世紀）、法龍寺五重塔（日本.8世紀）、鐮倉大佛（日本.13世紀）等，現代建筑中比較典型的如：帝國飯店（日本.1921年）、Albany Court（英國.1966年）、帕斯坦勞奇小學（南斯拉夫.1969年）、朗格定克橋墩（新西蘭.1981年）、加州圣丁司法事務中心（美國.1985年）及汕頭市陵海路38號（中國.1993年）。在這些建（構）筑物先后經歷的一次或多次震害中，與同時期的建（構）筑物相比，都表現出了隔震建（構）筑物優越的抵抗地震的能力。
3控振減震體系抗震加固的應用
（1）、隔震體系
利用隔震體系進行既有建筑的抗震加固是現存控振減震體系中應用最廣泛的技術。對既有建筑的基礎進行必要的防護之后，將原有建筑物的部分（或全部）基礎與具有延長建筑自振周期和增大結構阻尼的支座或裝置緊密的連接在一起。在遇到地震侵害時，不僅可以有效的避開近地場振動周期而不產生共振現象，而且可以使整個建筑物產生“整體平動”而不是傳統抗震建筑自下而上的“放大型陣動”，從而有效的減小建筑物在地震中的振動，減小震害損失。。
（2）、被動消能體系
傳統的抗震設計方法是靠結構的延性來耗散地震能量．但問題在于結構受到1 次強烈地震時，結構構件在利用自身的延性耗散地震能量的同時，如果受震時間稍長建筑物同樣會受到嚴重的損傷．如果事先在結構物某些部位(如支撐、剪力墻、節點、連接件、樓層空間、相鄰建筑間、主附結構間等) 設置消能減震(阻尼) 裝置,在風荷載和輕微地震下，裝置處于彈性轉臺，結構體系具有足夠的側向剛度滿足正常使用要求，在強風或強震作用下，隨著結構受力和變形的增大，裝置先于結構承重構件進入非彈性狀態，大量消耗輸入結構的振動能量，使主體結構減少或避免由于非彈性變形造成的損壞，從而避免結構產生破壞或倒塌。
（3）、半主動和主動控制體系
由于半主動和主動控制體系比較昂貴，目前在新建高聳建筑或有特殊抗震要求的建筑中應用比較多，應用于既有建筑抗震加固的國內外尚無相關報道，但基于其優越的抗震性能，應該會成為日后既有建筑抗震加固的發展方向。
4討論
4.1 控振減震體系抗震加固現存問題及發展趨勢
控振減震體系在既有建筑抗震加固中的應用范圍越來越廣，數量越來越多，現存的主要問題有以下幾點：
（1）、缺乏統一完整的標準做指導，目前利用該技術對既有建筑的抗震加固大多是根據經驗進行的，盡管在結構安全性上不會出現問題，但就其經濟性而言，還需進一步完善。
（2）、隨著控振減震體系形勢日趨多樣化，如何選擇與既有建筑相適宜的抗震加固方法以及布置合理的裝置成為擺在廣發技術人員面前的又一難題。
未來發展趨勢：
（1）、控振減震體系不段的完善，新的方法和技術不段的被提出來，在對既有建筑進行抗震加固時，有從單一的方法逐漸走向多種方法混合使用的趨勢。
（2）、應用控振減震體系進行抗震加固的結構形勢日趨多樣，從早期主要應用于砌體結構、鋼筋混凝土結構發展到鋼結構、組合結構等。
（3）、新的智能材料不段的被發現和改善，將有越來越多的智能材料逐漸的被應用到既有建筑的抗震加固中。
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建筑抗震加固技術范文4
關鍵詞:高層建筑;抗震;結構設計;探討
中圖分類號：[TU208.3]文獻標識碼：A文章編號：
1 高層建筑發展概況與存在問題
80年代,是我國高層建筑在設計計算及施工技術各方面迅速發展的階段。各大中城市普遍興建高度在100m左右或100m以上的以鋼筋為主的建筑,建筑層數和高度不斷增加,功能和類型越來越復雜,結構體系日趨多樣化。比較有代表性的高層建筑有上海錦江飯店,它是一座現代化的高級賓館,總高153.52m,全部采用框架一芯墻全鋼結構體系,深圳發展中心大廈43層高165.3m,加上天線的高度共185.3m,這是我國第一幢大型高層鋼結構建筑。進入90年代我國高層建筑結構的設計與施工技術進入了新的階段。不僅結構體系及建筑材料出現多樣化而且在高度上長幅很大有一個飛躍。深圳于1995年6月封頂的地王大廈,81層高,385.95m為鋼結構,它居目前世界建筑的第四位。
我國高層建筑的結構材料一直以鋼筋混凝土為主。隨著設計思想的不斷更新,結構體系日趨多樣化,建筑平面布置與豎向體型也越來越復雜,出現了許多超高超限鋼筋混凝土建筑,這就給高層建筑的結構分析與設計提出了更高的要求。尤其是在抗震設防地區,如何準確地對這些復雜結構體系進行抗震分析以及抗震設計,已成為高層建筑研究領域的主要課題之一。
2 建筑抗震的理論分析
2.1 建筑結構抗震規范
建筑結構抗震規范實際上是各國建筑抗震經驗帶有權威性的總結,是指導建筑抗震設計(包括結構動力計算,結構抗震措施以及地基抗震分析等主要內容)的法定性文件它既反映了各個國家經濟與建設的時代水平,又反映了各個國家的具體抗震實踐經驗。它雖然受抗震有關科學理論的引導,向技術經濟合理性的方向發展,但它更要有堅定的工程實踐基礎,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半點冒險和不實。正是基于這種認識,現代規范中的條文有的被列為強制性條文,有的條文中用了“嚴禁,不得,不許,不宜”等體現不同程度限制性和“必須,應該,宜于,可以”等體現不同程度靈活性的用詞。
2.2高層建筑結構抗震結構設計分析
設計階段的結構動力特性分析。高層建筑進入初步設計階段后,首先按方案階段確定的結構布置進行計算分析。計算模型取自±0. 000至塔頂,假定樓板為平面內剛度無限大,其地震反應分析基本參數列于,以及可以看出,隨著樓層高度的增加,結構X方向(縱向)自振周期及地震力基本正常,而結構Y方向(橫向)自振周期偏長、結構剛度偏低,對應于水平地震作用的剪力較小,結構的抗震能力偏弱,結構偏于不安全。為增加Y方向(橫向)的抗側移剛度,提高其抗震能力,在現代高層建筑的設計中,可以在建筑核心筒的兩側增設四道剪力墻。根據《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3-2002)和《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001),抗震設計時,框架-剪力墻結構中剪力墻的數量必須滿足一定要求,在地震作用時剪力墻作為第一道抗震防線必須承擔大部分的水平力。但這并不意味著框架部分可以設計得很弱,而是框架部分作為第二道防線必須具備一定的抗側力能力,在大震作用下第一道抗震防線剪力墻遭受破壞時,整個結構仍具備一定的抵抗能力,不至于立即破壞倒塌,這就需要在結構計算時,對框架部分所承擔的剪力進行適當調整。
3結構抗震設計方法探討。
3.1結構抗震設計的基本步驟。
對建筑抗震的三個水準設防要求,是通過“兩階段”設計來實現的,其方法步驟如下:第一階段設計:第一步采用與第一水準烈度相應的地震動參數,先計算出結構在彈性狀態下的地震作用效應,與風、重力荷載效應組合,并引入承載力抗震調整系數,進行構件截面設計,從而滿足第一水準的強度要求;第二步是采用同一地震動參數計算出結構的層間位移角,使其不超過抗震規范所規定的限值;同時采用相應的抗震構造措施,保證結構具有足夠的延性、變形能力和塑性耗能,從而自動滿足第二水準的變形要求。第二階段設計:采用與第三水準相對應的地震動參數,計算出結構(特別是柔弱樓層和抗震薄弱環節)的彈塑性層間位移角,使之小于抗震規范的限值,并采用必要的抗震構造措施,從而滿足第三水準的防倒塌要求。
3.2結構抗震設計方法
3.2.1基礎的抗震設計
基礎是實現高層建筑安全性的重要條件。我國高層建筑通常采用鋼筋混凝土連續地基梁形式,在基礎梁的設計中,為充分發揮鋼筋的抗拉性和混凝土的抗壓性的復合效應,把設計重點放在梁的高度和鋼筋的用量上,在鋼筋的布置上采用主筋、腹筋、肋筋、基礎筋、基礎輔筋5種鋼筋的結合。為防止基礎鋼筋的生銹,一方面采用耐酸化的混凝土,另一方面是增加鋼筋表面的保護層厚度,以抑止鋼筋的腐蝕。高層建筑基礎處理的另一個特色是鋼制基礎結合墊塊的應用,它是高層建筑上部結構柱與基礎相連的重要結構部件。它的功能之一是使具有吸濕性的混凝土基礎和鋼制結構柱及上部建筑相分離,有效防止結構體的銹蝕,確保部件的耐久性。
3.2.2鋼結構骨架的抗震設計
采用鋼框架結合點柱壁局部加厚技術來提高結構抗震性能。一般鋼框架結構,梁和柱結合點通常是柱上加焊鋼制隅撐與梁端用螺栓緊固連接。在這種方式下,鋼柱必須在結合部被切斷,加焊隅撐后再結合,這樣做技術上的不穩定性和材料品質不齊全的可能性很大,而且遇到大地震,鋼柱結合部折斷的危險性很大。鑒于此,可以首先該結構的梁柱采用高密度鋼材,以發揮其高強抗震、抗拉和耐久性。柱壁增厚法避免斷柱形式,對二、三層的獨立住宅而言,結構柱可以一貫到底,從而解決易折問題。與梁結合部柱壁達到兩倍厚,所采用的是高頻加熱引導增厚技術。在制造過程中品質易下降的鋼管經過加熱處理反而使材料本來所具有的拉伸強度得以恢復。對于地震時易產生的應力集中,柱的增厚部位能發揮很大的阻抗能力,從而提高和強化了結構的抗震性。
3.2.3墻體的抗震設計
“三合一”外墻結構體系,首先是由日本專家設計應用的,采用外墻結構柱與兩側外墻板鋼框架組合形成的“三合一”整體承重的結構體系。該體系不僅僅用柱和梁來支撐高層建筑,而是利用墻體鋼框架與結構柱結合,有效地承受來自垂直方向與水平方向的荷載。由于外墻板鋼框架的補強作用,該做法可以較好地發揮結構柱設計值以外的補強承載力。加強了對豎向地震力及雪荷載的抵抗能力,最大限度地發揮其抗震優勢;另一方面,由于外墻板鋼框架與內部斜拉桿所構成“面”承載與結構柱的結合并用,也提高了整體抗側推力和抗變形能力。它的抗水平風載和地震力的能力比單純墻體承重體系提高30%左右。
4增大結構抗震能力的加固與改造技術
建國幾十年來，我國的抗震加固與改造技術得到了飛速發展。1976年唐山地震后，砌體結構抗震加固的問題日益突出，砌體結構抗震性能不好：砌體墻體抗震能力、變形性能的不足、房屋整體性不好。因此，增大墻體抗震性能的外包鋼筋混凝土面層、鋼筋網水泥砂漿面層加固技術及增大結構整體性的壓力灌漿加固技術、增設圈梁(構造柱)加固技術、拉結鋼筋加固技術；通過增設抗震墻來降低抗震能力薄弱構件所承受地震作用的增設墻體技術等應運而生。目前該技術廣泛用于砌筑墻體的加固。
常見的混凝土柱加固技術有加大截面加固技術、外包鋼加固技術、預應力加固技術、改變傳力途徑加固技術、加強整體剛度加固技術、粘鋼加固技術以及碳纖維加固技術等。這些絕大部分都是經過長期實踐檢驗可靠性比較高的技術，已收入國家標準《混凝土結構加固技術》(cecs25—90)。此類技術不僅有比較充分的理論依據，規范還提供了詳細的計算公式。如混凝土柱的外包鋼法加固技術，開始階段的計算方法是分別計算混凝土柱和外包鋼，外包鋼按鋼結構計算：當外包裝的綴板加密并出現濕式的施工方法時，其計算按整體構件考慮；當綴板施加。
5結語
高層建筑已經逐漸成為當前時代建筑發展的主流建筑形態之一,對于高層建筑,其抗震效能的分析一直是國內外建筑抗震設計分析的研究熱點,而最直接最有效的抗震措施就是在建筑設計階段進行結構抗震設計,只有從高層建筑物內部實施結構抗震,才能夠從根本上提高高層建筑的抗震效能。本論文從高層建筑結構設計的角度進行了抗震分析,對于具體的高層建筑抗震設計具有一定指導和借鑒意義。
參考文獻:
[1]李忠獻.高層建筑結構及其設計理論[M].北京:科學出版社,2006.
建筑抗震加固技術范文5
關鍵詞:房屋建筑;抗震;結構設計;方法
1我國房屋建筑的結構形式
目前，我國房屋建筑的結構形式主要有以下幾種：
（1）以磚石為主要建筑材料的砌體結構；
(2) 以鋼筋和混凝土為主要建筑材料的鋼筋混凝土框架結構、鋼筋混凝土框架―剪力墻結構、鋼筋混凝土剪力墻結構；
（3）以鋼材為主要建筑材料的鋼結構以及鋼與鋼筋混凝土的組合結構。
砌體結構和框架結構多見于多層建筑，鋼筋混凝土剪力墻結構多用于高層住宅；框架結構或框架―剪力墻結構多用于公共建筑，砌體結構或鋼筋混凝土剪力墻結構則多為住宅。上述各種結構形式的抗震性能（指結構在大震和小震下的表現各不相同）各有千秋，框架―剪力墻結構和鋼筋混凝土剪力墻結構的抗震性能較好，而框架結構和砌體結構的抗震性能相對差一些。如何更好地增強房屋建筑結構的抗震性能，特別是在罕遇的強震作用下的防倒塌能力，應是建筑工程抗震研究的重點。
2 房屋建筑結構抗震設計
2.1 建筑結構抗震規范
建筑結構抗震規范實際上是各國建筑抗震經驗帶有權威性的總結,是指導建筑抗震設計(包括結構動力計算,結構抗震措施以及地基抗震分析等主要內容)的法定性文件它既反映了各個國家經濟與建設的時代水平,又反映了各個國家的具體抗震實踐經驗。它雖然受抗震有關科學理論的引導,向技術經濟合理性的方向發展,但它更要有堅定的工程實踐基礎,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半點冒險和不實。正是基于這種認識,現代規范中的條文有的被列為強制性條文,有的條文中用了“嚴禁,不得,不許,不宜”等體現不同程度限制性和“必須,應該,宜于,可以”等體現不同程度靈活性的用詞。
2.2 抗震措施
在對結構的抗震設計中,除要考慮概念設計、結構抗震驗算外,歷次地震后人們在限制建筑高度,提高結構延性(限制結構類型和結構材料使用)等方面總結的抗震經驗一直是各國規范重視的問題。當前,在抗震設計中,從概念設計,抗震驗算及構造措施等三方面入手,在將抗震與消震(結構延性)結合的基礎上,建立設計地震力與結構延性要求相互影響的雙重設計指標和方法,直至進一步通過一些結構措施(隔震措施,消能減震措施)來減震,即減小結構上的地震作用使得建筑在地震中有良好而經濟的抗震性能是當代抗震設計規范發展的方向。而且,強柱弱梁,強剪弱彎和強節點弱構件在提高結構延性方面的作用已得到普遍的認可。
2.3 房屋建筑的抗震設計理念
我國《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)對建筑的抗震設防提出“三水準、兩階段”的要求,“三水準”即“小震不壞,中震可修,大震不倒”。當遭遇第一設防烈度地震即低于本地區抗震設防烈度的多遇地震時,結構處于彈性變形階段,建筑物處于正常使用狀態。建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續使用。因此,要求建筑結構滿足多遇地震作用下的承載力極限狀態驗算,要求建筑的彈性變形不超過規定的彈性變形限值。當遭遇第二設防烈度地震即相當于本地區抗震設防烈度的基本烈度地震時,結構屈服進入非彈性變形階段,建筑物可能出現一定程度的破壞。但經一般修理或不需修理仍可繼續使用。因此,要求結構具有相當的延性能力(變形能力)不發生不可修復的脆性破壞。當遭遇第三設防烈度地震即高于本地區抗震設防烈度的罕遇地震時,結構雖然破壞較重,但結構的非彈性變形離結構的倒塌尚有一段距離。不致倒塌或者發生危及生命的嚴重破壞,從而保障了人員的安全。因此,要求建筑具有足夠的變形能力,其彈塑性變形不超過規定的彈塑性變形限值。
三個水準烈度的地震作用水平,按三個不同超越概率(或重現期)來區分的:多遇地震:50年超越概率63.2%,重現期50年;設防烈度地震(基本地震):50年超越概率10%,重現期475年;罕遇地震:50年超越概率2%-3%,重現期1641-2475年,平均約為2000年。
對建筑抗震的三個水準設防要求,是通過“兩階段”設計來實現的,其方法步驟如下:第一階段:第一步采用與第一水準烈度相應的地震動參數,先計算出結構在彈性狀態下的地震作用效應,與風、重力荷載效應組合,并引入承載力抗震調整系數,進行構件截面設計,從而滿足第一水準的強度要求;第二步是采用同一地震動參數計算出結構的層間位移角,使其不超過抗震規范所規定的限值;同時采用相應的抗震構造措施,保證結構具有足夠的延性、變形能力和塑性耗能,從而自動滿足第二水準的變形要求。第二階段:采用與第三水準相對應的地震動參數,計算出結構(特別是柔弱樓層和抗震薄弱環節)的彈塑性層間位移角,使之小于抗震規范的限值。并采用必要的抗震構造措施,從而滿足第三水準的防倒塌要求。
2.4 房屋建筑結構的抗震設計方法
我國的《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)對各類建筑結構的抗震計算應采用的方法作了以下規定:高度不超過40m,以剪切變形為主且質量和剛度沿高度分布比較均勻的結構,以及近似于單質點體系的結構,可采用底部剪力法等簡化方法;除1款外的建筑結構,宜采用振型分解反應譜方法;特別不規則的建筑、甲類建筑和限制高度范圍的高層建筑,應采用時程分析法進行多遇地震下的補充計算,可取多條時程曲線計算結果的平均值與振型分解反應譜法計算結果的較大值。
2.5 我國抗震設計思路中的部分不足
與國外規范相比，我國抗震規范在對關系的認識上還存在一定的差距。歐洲和新西蘭規范按地震作用降低系數（“中震”的地面運動加速度與“小震”的地面運動加速度之比）來劃分延性等級，“小震”取值越高，延性要求越低，“小震”取值越低，延性要求越高。美國UBC規范按同樣原則來劃分延性等級，但在高烈度區推薦使用高延性等級，在低烈度區推薦使用低延性等級。而目前我國將地震作用降低系數統一取為2.81，而且還把用于結構截面承載能力設計和變形驗算的小震賦予一個固定的統計意義。對延性要求則并未按R-μ關系來取對應的，而是按抗震等級來劃分，抗震等級實質又主要是由烈度分區來決定的。這就導致同一個R對應了不同的μ，從而制定了不同的抗震措施，這與R-μ關系是不一致的。這種思路造成低烈度區的結構延性要求可能偏低的結果。
3.建筑抗震設防新標準
目前，我國建筑物的抗震設防標準一般設在6度到9度，目前全國絕大部分地區是7度。汶川地震后，我國對《建筑工程抗震設防分類標準》和《建筑抗震設計規范局部修訂》進行了修正，新《標準》按照“對學校、醫院、體育場館、博物館、文化館、圖書館、影劇院、商場、交通樞紐等人員密集的公共服務設施，應當按照高于當地房屋建筑的抗震設防要求進行設計，增強抗震設防能力”的要求，提高了這些建筑的抗震設防類別。對部分地區的設防烈度進行了變更，如將都江堰原來的抗震設防烈度7度提高到了8度，青白江和龍泉驛從以前抗震設防烈度6度提高到7度。筆者建議有關部門基于全國范圍的地質勘察資料的基礎上，對全國各地區的抗震設防標準進行修正，并逐步提高，而不單僅對汶川、玉樹等近期發生地震的地區。
4合理的建筑施工和加固措施
4.1合理設計
設計單位應當按照抗震設防要求和工程建設強制性標準進行抗震設計，并對抗震設計的質量以及出具的施工圖設計文件的準確性負責。首先，房建場地的選擇應避開地震時可能發生地基失效的松軟場地，應選擇堅硬場地。其次，綜合運用抗震原則，以剛度、承載力和延性為主導目標，多道防線剛柔結合，使結構具有多道支撐和抗水平力的體系，同時保證結構體型簡單，結構傳力和受力途徑直接，整體結構和結構構件共同作用。第三，設計中要力圖使從地基傳入結構的振動能量為最小，使結構具備足夠大的、適當的承載能力、延性和耗能能力，以及以減少地震作用下的位移和扭轉的剛度。第四，結構布置要力求使剛度、質量、延性、幾何尺寸等規整、對稱、均勻，避免突然變化。另外，地震是一場災難，為最大限度地保護人民以及整個社會的利益，確保我國國民經濟持續穩定增長，建筑行業在考慮增強房屋建筑抗震能力的同時，也應高度重視由地震引發的次生災害（最主要的就是火災）及地質災害。因此，房屋設計中有必要增加結構抗火設計，同時基礎和地基的設計也應充分考慮到地基變形對房屋安全的影響。
4.2正確施工
合理的抗震設計必須通過高質量的施工才能起到抗御地震的作用，只有把好抗震設計和施工兩道關才能有效地提高建設工程的抗震性能。施工圖審查單位應當將房屋建筑抗震設防作為專項審查內容，對施工圖抗震設防質量負責。建設單位、施工單位應當選用符合施工圖設計文件和國家有關標準規定的材料、構配件和設備。施工單位應當按照施工圖設計文件和工程建設強制性標準進行施工，并對施工質量負責。工程監理單位應當按照施工圖設計文件和工程建設強制性標準實施監理，并對施工質量承擔監理責任。
建筑抗震加固技術范文6
【關鍵詞】房屋；抗震；結構
自上個世紀以來，全球發生了多次對結構抗震設計理論產生嚴峻挑戰的破壞性地震。近兩年來，我國各地地震頻發，四川汶川、青海玉樹的高震級地震，給人們的財產及生命造成了巨大的損失，給我們國家的經濟發展帶來了不可估量的破壞。加強房屋建筑的抗震能力，對減輕地震災害造成的人員傷亡而言，即使不是唯一途徑，也應當是主要途徑。房屋有沒有抗震設計，具不具備抗震性能，其結果是不一樣的。
隨著生產技術的發展和生活水平的提高，人們對房屋結構的抗震技術提出了更高的要求。房屋抗震標準已成為購房者置業參考的一個重要因素?！吨腥A人民共和國防震減災法》規定：新建、擴建、改建建設工程，應當達到抗震設防要求。應當按照地震烈度區劃圖或者地震動參數區劃圖所確定的抗震設防要求進行抗震設防。
一、我國房屋建筑的結構形式
目前，我國房屋建筑的結構形式主要有以下幾種：
（1）以磚石為主要建筑材料的砌體結構；
（2）以鋼筋混凝土為主要建筑材料的鋼筋混凝土框架結構、鋼筋混凝土框架―剪力墻結構、鋼筋混凝土剪力墻結構；
（3）以鋼材為主要建筑材料的鋼結構框架以及鋼與鋼筋混凝土的組合結構。其中，砌體結構和框架結構多見于多層建筑，鋼筋混凝土剪力墻結構多用于高層住宅；框架結構或框架―剪力墻結構多用于公共建筑，砌體結構或鋼筋混凝土剪力墻結構則多為住宅。上述各種結構形式的抗震性能（指結構在大震和小震下的表現各不相同）各有千秋，框架―剪力墻結構和鋼筋混凝土剪力墻結構的抗震性能較好，而框架結構和砌體結構的抗震性能相對差一些。如何更好地增強房屋建筑結構的抗震性能，特別是在罕遇的強震作用下的防倒塌能力，應是建筑工程抗震研究的重點。
二、房屋建筑抗震技術的應用
近年來，隨著科學技術的發展，新思想、新材料、新技術得到了大量的應用，這大大豐富了提高建筑抗震性能的手段，提高了構件的極限承載能力，降低了結構的自重，并更有效地減輕了地震所帶來的災害。其中，隔震和消能減震就是建筑結構減輕地震災害的兩種技術。
1、隔震技術。目前，國際上較熱門的工程抗震新技術就是隔震技術，它是通過把如橡膠隔震墊等隔震消能裝置安放在結構物底部和基礎（或底部柱頂）之間，來隔開上部結構和基礎，從而改變結構的動力作用和動力特性，有利于減輕結構物的地震反應。實踐證明，隔震技術具有很大的垂直承載力及垂直壓縮剛度，具有足夠大的初始剛度及較小的水平變形剛度，能夠抵抗風荷載和輕微地震，且耐久性好，使用壽命長，因此，主要適用于較重要的如學校、醫院、商場、科研機構及重要的指揮職能單位的低層和多層建筑。
2、消能減震技術。消能減震技術主要用于高層或超高層建筑，其原理是指在建筑結構的某些部位，如節點、剪力墻、支撐、連接件或連接縫等，設置消能元件，通過消能裝置產生摩擦非線性滯形耗能來耗散或吸收地震能量以減小主體結構的水平和豎向地震反應，從而避免結構產生破壞或倒塌，以達到減震抗震的目的。
雖然隔震技術和消能減震技術能夠大幅度提高建筑結構的抗震性能，但因為施工較復雜，很難合理把握，因此，在實際運用中，還需要更加合理的設計及科學的施工，以保證房屋建筑具備優質的抗震性能。
三、如何增強房屋建筑的抗震性能
1、合理設計
設計單位應當按照抗震設防要求和工程建設強制性標準進行抗震設計，并對抗震設計的質量以及出具的施工圖設計文件的準確性負責。首先，房建場地的選擇應避開地震時可能發生地基失效的松軟場地，應選擇堅硬場地。其次，綜合運用抗震原則，以剛度、承載力和延性為主導目標，多道防線剛柔結合，使結構具有多道支撐和抗水平力的體系，同時保證結構體型簡單，結構傳力和受力途徑直接，整體結構和結構構件共同作用。第三，設計中要力圖使從地基傳入結構的振動能量為最小，使結構具備足夠大的、適當的承載能力、延性和耗能能力，以及以減少地震作用下的位移和扭轉的剛度。第四，結構布置要力求使剛度、質量、延性、幾何尺寸等規整、對稱、均勻，避免突然變化。另外，地震是一場災難，為最大限度地保護人民以及整個社會的利益，確保我國國民經濟持續穩定增長，建筑行業在考慮增強房屋建筑抗震能力的同時，也應高度重視由地震引發的次生災害（最主要的就是火災）及地質災害。因此，房屋設計中有必要增加結構抗火設計，同時基礎和地基的設計也應充分考慮到地基變形對房屋安全的影響。
2、正確施工
合理的抗震設計必須通過高質量的施工才能起到抗御地震的作用，只有把好抗震設計和施工兩道關才能有效地提高建設工程的抗震性能。施工圖審查單位應當將房屋建筑抗震設防作為專項審查內容，對施工圖抗震設防質量負責。建設單位、施工單位應當選用符合施工圖設計文件和國家有關標準規定的材料、構配件和設備。施工單位應當按照施工圖設計文件和工程建設強制性標準進行施工，并對施工質量負責。工程監理單位應當按照施工圖設計文件和工程建設強制性標準實施監理，并對施工質量承擔監理責任。
3、房屋加固
對房屋建筑進行加固改造，也是增強房屋建筑抗震性能的有效手段。對于木結構房屋的抗震加固應根據實際情況，采取減輕屋蓋重力、加強構件連接、加固木構架、增砌磚抗震墻、增設柱間支撐等措施；對于土石墻房屋的加固，則可根據實際情況采取加固墻體、加強墻體連接、減輕屋蓋重力等措施；對于多層砌體結構的加固，則可采取拆砌或增設抗震墻、修補和灌漿、外加柱加固、面層或板墻加固、增設支撐或支架加固、柱、墻垛采用現澆鋼筋混凝土套加固、設置鋼拉桿、長錨桿、增設圈梁、構造柱等方法；對于多層鋼筋混凝土結構的加固，則可采取單向框架宜加固為雙向框架，或采取加強樓、屋蓋整體性且同時增設抗震墻、抗震支撐等抗側力構件的措施；框架梁柱采用鋼構套、現澆鋼筋混凝土套加固，或貼鋼板加固；增設鋼筋混凝土抗震墻或翼墻加固等方法。幾十年來，對房屋建筑的抗震加固，除了傳統的增設鋼筋混凝土構造柱和圈梁、夾板墻、抗震墻、鋼支撐、鋼拉桿、鋼構套，以及擴大受力構件截面等方法之外，還開發應用了高強鋼絞線、高強結構膠、碳纖維布、聚合物砂漿等材料和預應力技術，使我國的建筑結構加固技術達到了國際先進水平。
工程建筑抗震是一門在實踐中不斷發展的學科，每一次地震都會為人們提供新的信息，推動建筑抗震設計向更好的方向發展。
小結：鋼筋混凝土框架結構是我國大量存在的建筑結構形式之一，歷年震害資料表明：鋼筋混凝土框架結構的柱端與節點的破壞較為嚴重，其抗震設計中必須滿足“強柱弱梁”、“強剪弱彎”、“強節點”、“強底層柱底”等延性設計原則和有關規定。在多層及高層鋼筋混凝土房屋抗震設計的實踐中，由于設計人員對規范的理解和掌握尺度上，以及因地因人在結構選型、布置以及計算方法上相互差異較多而對設計產生較多的爭議，抗震設計方法值得深入研究。
參考文獻
[1]李鴻晶，宗德玲.關于工程結構抗震設防標準的幾個問題的討論[J].防災減災工程學報，2003，（2）.
