砌体结构房屋的抗震鉴定和加固方法研究
砌体结构房屋的抗震鉴定和加固方法研究
赵益成1郑云枉
<l中铁二-1JI蝎集团;ij-.-E槔自.限公司长沙410011:2巾冶集【卅建筑研究总院北京100088)
摘要:我国是一个多地震的国家,海城、唐山等强烈地震给人民的生命财产造成了巨大损失。我国存在大量的砌体结构房屋,砌体结构房屋与钢筋混凝t房屋相比,抗震性能比较差。本文对砌体结构房屋在抗震性能方面存在的主要问题和抗震加嘲方法作了概括性的介绍。
关键词:砌体结构抗震加固抗震签定抗震性能
1前言
我国处于世界上两个最活跃的地震带上,一是环太平洋地震带(我国东部地区);一是欧亚地震带(我国西部及西南部是其通过地区)。20世纪中,我国发生7级以上强震约占全球的1/10多,而地震释放能量则占全球强震总释放能量的2/10、3/10。据历史记载,我国除个别省以外,都发生过6级以上地震。需要考虑抗震设防地震基本烈度在6度以上的地区面积占全国陆地面积的60%u。。因而我国是世界上地震多发国家之一。
砌体结构房屋是我国最量大面广的一类结构形式的建筑,普遍采用于住宅、办公楼、医院、教学楼等民用建筑和公用建筑。以往的震害调查表明,砌体结构房屋在地震中最容易发生损坏,甚至倒塌幢1,表1给出1976年唐山地区多层砖房的震害统计¨’。
表1
破坏程度
88
1.3
6.8
34.3
32.5
25.1.唐山地区多层砖房的震害统计(%)烈度10O.65.O6.519.968.O11O.31.54.711.781.8基本完好轻微破坏中等破坏严重破坏倒塌11.835.329.423.50.O
2砌体结构房屋需抗震加固主要原因分析
2.1砌体结构抗震性能差
多层砌体房屋的砖墙是房屋承受竖向荷载的主要构件,又是承受水平地震作用的唯一构件。砖砌体的抗变形能力较差,属脆性材料,在不人的水平力作用下就会出现沿灰缝的斜向剪切裂缝。在烈度较高的地震反复作用F将出现交叉剪切裂缝,重者崩落,错动,使得砖墒的竖向承载能力大为降低,引起砖房倒塌。砖墙作为抗弯构件仅仅靠水平缝砂浆承受弯曲受拉也是很差的,冈而在连接不良的墙体和突出犀盖的小烟肉、女儿墙等悬臂构件,水平开裂和倒塌也是常见的现象。与钢筋混凝_十结构相比,砌体结构的抗震性能筹较差。
作青fi:I介:赵茄成(1974-),男.湖南人..T程|Jflj.1i篮从事结构T稃研究(卜Iliail:zyc740121@1(-;3.∽m)
}郧‘(1976一).男.iJ:妇人.缸擘:Ij.{i婴从书结构]i挫研究(E-131}!il:y—zhen02@h()tmail.corn)・ⅡI.465・
2.2历史原因
我国存在许多已经使川儿十:F的砌体房库.这些老房豚/.i当时建造时一一般未考虑抗震设防。我囡1974年才颁发第一本试行的《I:业‘-J,心川建筑抗震设计规范(一.『11-74)》,升始考虑抗震波防。1975年海城和1976年唐山人地震给国家平¨私会带米巨人生命财产损失,抗震问题被逐渐重视起来,1978年颁发了正式的《,[业与比明建筑抗震设计觇范(TJl卜78》。但考虑幽当时技术水平,特别是当时国家经济的现实情况,这部抗震设计规范采用的是单一水准的没防思想,以保障生命安全为主要目标。当时即便遵循该抗震设计规范设计的砌体房屋,从现在的抗震观点看,其抗震能力也不一定满足要求。因为近十年来的人地震表明,单一的以生命安全为抗震设防目标是不全面的。比如美国1994年的Northridge地震,伤亡人数不多,但经济损失超过200亿美元,损失惨重。1989年颁布的《建筑抗震设计规范GBJ11-89))第一次确立了“三水准设防目标,两阶段墁计步骤”的抗震设计思想。抗震设防的目标不仅要保障生命安全,还要保证建筑在多遇地震下“正常运行”。2001年颁布的《建筑抗震设计规范GBJ50011-2001》继续采用三水准的设防思想,并对GBJ11—89规范作了一些补充和完善,向“基于性能的设计”思想发展迈出了重要一步。
从我国建筑抗震设计规范的发展历史可以看出,1974年以前设计的房屋,特别是砌体结构房屋,如果没有进行抗震加固,遭遇到相当于抗震设防烈度的地震影响时,房屋可能会倒塌,引起人员伤亡。针对我国这种已建成房屋量大面广的情况,为贯彻地震工作以预防为主的方针,减轻地震破坏损失,我国在1975年颁发了适用于京津地区的《京津地区工业与民用建筑抗震鉴定标准》,1977年颁发了试行的《工业与民用建筑抗震抗震鉴定标准(TJ23—77)》,并于1995年颁发了正式的《建筑抗震鉴定标准(GB50023—95)》,对现有建筑物进行抗震鉴定,指导建筑物的抗震加固工作。这三本抗震鉴定标准中抗震鉴定目标基本一致,为“在遭遇到相当于抗震设防烈度的地震影响时,一般不致倒塌伤人或砸坏重要生产设备,经修理后仍可继续使用”。根据作者从事已有建筑物抗震鉴定工作的体会,依据我国现行抗震鉴定标准对现有建筑进行抗震鉴定的目标,相当于我国78抗震设计规范要求的抗震设防目标,比我国现行抗震设计规范要求的“三水准”设防目标低。这主要是由我国经济发展水平的国情所决定的,现行抗震鉴定标准是现有建筑进行抗震鉴定时必须遵循的强制性国家标准,不满足的建筑必须进行抗震加固处理。
2.3已有建筑的改、扩建
随着经济的发展,许多已有建筑物功能上已不能再满足需求,需要进行改、扩建,如:拆除部分承重砖墙,将原来小房间改成大开间用房;原建筑物上增层等。建筑物改、扩建后新增部分应该按照现行建筑设计规范进行设计,而原有部分由于改扩建,可能降低了原有抗侧力体系的抗震能力,需要对其进行抗震鉴定。
3主要抗震加固方法
砌体结构房屋抗震加固方法主要包括整体捆绑式加固、抗侧力体系加固和易倒塌构件加固三类方法,
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下面分别介绍”。。
3.1整体捆绑式加固
砌体结构的弱点是整体性较差,地震作用下易于倒塌。整体捆绑式加同方法是从房屋外面设置构造柱、圈梁或纵横拉杆,将房屋相关结构捆绑拉接成为一整体,达到增强结构整体性,改善结构破坏形态及增人结构延性的目的。我国在唐山地震后对大量的地震区砌体结构房屋采用的是这种整体捆绑式加吲方法。3.2抗侧力体系加固.
砌体结构房屋承受地震作用的抗侧力体系主要是砌体横墙和纵墙,抗侧力体系加同加固方法主要包括:
1.钢筋网水泥砂浆面层加I司墙体,钢筋网片的外保护层厚度不应小于lOmm,钢筋网片与墙面的空隙不宜小T-5mm。钢筋网水泥砂浆面层加固方法对厚度较薄的墙体和原砌体砂浆强度等级较低的墙体加l司效果・III.466-
较好。对髓砌体砂浆人J..:{2.5强度等级:J瑞体,Ih’r神倔系数较小,敝小推?i采i|J钢筋Iq砂浆晒J,世行加l州。
2.现浇钢筋混凝l枞墙JJ,li’1墒体,・J互墙博度’Ii为60’100ram,对】兼具有外加fk-fi川的板墙厚J_不麻小’r70mm。板墙应与楼板、尾盖及两端n,I仃墙体叮靠连接,需要另设甚础,基础地深宦.J:原有基础1:目同。板墙可以采川喷射混凝十的方法施J:,它的抗震加|卉J效果1卜常明显。
3.增设砌体抗震墙加I司房屋,新增抗震横墙的砂浆虑比同楼层墒体的砂浆强度等级高一级,且不戍小于M2.5,新增抗震墙应设置与墒等宽的现浇钢筋混凝十压顶梁,梁高不应小丁120mm。
4.增没现浇钢筋混凝十抗震墙加同房犀,为避免砌体房屋与混凝t墙的刚度和强度过丁悬殊,只适J}}j原墙体的砂浆强度等级不低于M2.5的傍犀。
3.3易倒塌构件加固
对房屋中易倒塌部位,可选择下列加I州方法:
1.砖过梁的加同:在砖过梁下增设ljJi侧角钢,’并剔出支庵砖缝,使角钢嵌入,角钢的支撑K度不小于240mm,并将砖墙钻孔,用螺栓夹紧。
2.『J窗间墙的加|司:当fJ窗间墙的宽度小于鉴定标准规定要求时,可采用设置现浇钢筋混凝十窗框或采用面层、板墙加同。
3.出犀面的楼梯间、电梯问和水箱间不符合鉴定要求时,可采用面层或外加柱加同,其上部应丁屋盖构件有可靠连接。
4.超高女儿墙的加同:砖女儿墙是地震时,易引起局部倒塌的部件,其震害比房屋主体重,可采用拆除超高部分女儿墙,或进行加同处理。
5.独立砖柱的加同:可以采用钢筋混凝十同套的方法加同独立转柱,其通过楼板处应凿孔设短钢筋通过。
4结束语
本文对砌体结构房屋的抗震加l司原冈和加同方法进行了分析和总结,对于砌体房屋的抗震加同方法选择尚取决于房屋的具体情况,根据房屋的抗震鉴定结果进行加同设计。
参考文献
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砌体结构房屋的抗震鉴定和加固方法研究
作者:
作者单位:赵益成, 郑云赵益成(中铁二十五局集团第三工程有限公司 长沙 410011), 郑云(中冶集团建筑研究总院 北京
100088)
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