传统抗震加固技术VS新型抗震加固技术
来源:固拓加固改造 发布时间: 2019-11-08 10:36 浏览量:
我们都知道地震给我们带来的危害,为了在地震来临时最大限度降低损失,我们必须要求建筑物达到一定的抗震要求,特别是地震高发区,接下来 郑州加固公司 小编就为大家分别介绍

  我们都知道地震给我们带来的危害,为了在地震来临时最大限度降低损失,我们必须要求建筑物达到一定的抗震要求,特别是地震高发区,接下来郑州加固公司小编就为大家分别介绍下传统抗震加固技术和新型抗震加固技术。

  传统抗震加固技术

  1.混凝土结构加固

  针对钢筋混凝土结构的抗震加固,主要有以下几种加固方法。

  1)増大截面法

增大截面加固

  又称为外包混凝土加固法,即通过在原混凝土构件外,叠浇新的钢筋混凝土,増大结构构件截面面积及配筋,达到提高结构的承载力和刚度的目的;加大截面法适用于混凝土柱、板、梁等结构构件。

  2)外包钢加固法

  是在加固构件四周包以角钢,从而提高构件承载力的一种加固方法,分干式外包钢和湿式外包钢两种形式。干式外包法,是指角钢直接包于被加固构件的四周,或虽然填塞有水泥砂浆,但不能保证结合面有效地传递剪力;湿式外包法,是指在角钢和被加固构件之间留有一定的间隙,间隙用乳胶水泥砂浆或注入结构胶填实。该方法可以在几乎不改变构件截面尺寸的情况下显著提高构件的承载力、増大延性和刚度。外包钢加固法适用于混凝土柱、梁等。

  3)改变受力体系加固法

  通过増加结构抗侧力构件,如混凝土抗震墙、钢支撑等,改变在地震作用下结构的受力方式,将地震作用的绝大部分,转由新増抗震墙和钢支撑承担,原结构构件承担较小部分的地震作用力,使构件原有的承载力满足抗震要求,由此达到对原结构的加固目的。

  4)粘钢加固法

  是指用粘结剂(结构胶)把薄钢板粘贴在混凝土构件的表面,使钢板与混凝土协同工作的一种加固方法。主要用于混凝土构件的抗弯承载力和抗剪承载力加固。此外混凝土剪力墙开洞也多采用这种方法。

  5)粘碳纤维加固法

粘碳纤维加固

  与粘贴钢板加固法类似,粘碳纤维加固法是指用粘结剂把碳纤维片材粘贴在混凝土构件的表面,发挥碳纤维高强抗拉作用,替代钢筋。主要用于混凝土构件的抗弯承载力和抗剪承载力加固。结构柱的延性加固也可采用此方法。

  2.砖混结构加固

  砌体结构在我国量大面广,是上世纪70年代以前的未按抗震设防要求设计的主要结构形式,其加固方法主要有:

  1.圈梁构造柱加固

  在结构外増设混凝土圈梁和构造柱,它能有效地提高砖墙的承载力和延性性能,是上世纪90年代以前的主要加固方法之一。

  1)钢筋网水泥砂浆法

  在砖墙的两面敷设钢筋网片后抹上高强砂浆面层,形成组合墙体,即俗称的“夹板墙”,可大大提高砖墙的承载力,通常与圈梁构造柱加固法一同使用。

  2)混凝土板墙加固

  上世纪90年代砖砌体结构逐渐采用混凝土板墙加固技术。该方法是在砖墙面上敷设一层60mm80mm厚的配筋混凝土簿墙板,与砖墙共同工作,一方面可以大大提高砖墙的抗震承载力,另一方面还可以起圈梁和构造柱的作用,増加砖砌体结构的延性。

  2.砖柱的加固

  1)砖柱通常采用外包混凝土加固,这种加固方法对于轴心受压砖柱及小偏心受压砖柱,能很大程度上提高承载力。

  2)为増加砖柱的变形能力,可采用包钢加固的方法。

  抗震加固新技术

  1.基础隔震技术

  基础隔震技术是在上部结构和基础之间设置隔震装置,阻隔地震能量向上部结构传递,从而减少结构地震反应的一种抗震技术。美国犹他洲盐湖政府大楼,始建于1894年,5层无配筋砖石结构建筑,离断层只有3km,很容易为地震所破坏。该大楼采用了叠层橡胶支座与铅芯橡胶支座的隔震加固方法,带铅芯的隔震支座安装在建筑的周围,以减轻扭转振动反应。新西兰议会建筑,采用铅芯橡胶支座进行抗震加固,该建筑加固后可在地震时水平移动300mm。应用于重要工业设备的例子有:新西兰的海沃兹HVDC变电站用橡胶支座加滞变阻尼的隔震系统,对交流滤波电容器组进行了抗震加固。目前,世界上最高的隔震加固建筑是美国加利福尼亚的奥克兰市政大厅,该建筑始建于1914年,共18层,在1989年10月的旧金山湾区7.1级大地震中受损严重,在1994年加固中,采用了在基础部位増设隔震装置的抗震加固方法。目前我国还没有采用该技术加固的工程。

  2.消能减震技术

  传统的抗震设计方法是靠结构的延性来耗散地震能量。但问题在于结构受到一次强烈地震时,结构构件在利用自身的延性耗散地震能量的同时,也会受到严重的损伤。为了解决这个矛盾,在结构上附加各种阻尼器,通过阻尼器大量耗散地震输入到上部结构的能量,从而达到保护主体结构免遭破坏目的。常用的阻尼器有金属屈服阻尼器(MetallicYieldingDamper)、摩擦阻尼器(FrictionDamper)、黏弹性阻尼器(ViscoelasticDamper)、黏滞液体阻尼器(ViscousFluidDamper)等。

  消能减震技术近年来被大量的应用在对己有建筑物的抗震加固上,与传统的加固技术相比主要优势有:

  (1)施工现场无湿作业,基本不影响原建筑的正常使用功能;(2)能在保持原建筑外貌不变的前提下,实现了提高抗震能力和改善使用功能的协调;

  (3)消能效果明显,结构经过合理的设计,可以满足各种设防烈度下的抗震要求;

  (4)可以有效的节约经费和缩短工期。基于以上优势,消能减震技术在建筑物的抗震加固中的应用前景十分广阔。

  1980年的新西兰的Rangitikei桥米用了金属变形阻尼器进行加固,美国SanFrancisco的一栋钢筋混凝土建筑(WellsFargo银行大楼)于1989年LomaPrieta地震中受到破坏,加固米用X型金属阻尼器;墨西哥的墨西哥城在1985年的大地震中很多建筑物受到损伤,其中包括Izazaga大楼,一幢12层的钢筋混凝土的建筑,加固采用了大约250个金属阻尼器。加拿大蒙特利尔的一幢学校建筑在1988年的Saguenay地震中受到了一些微小的结构损伤和一些非结构损伤,加固方法是在预制混凝土框架内设钢结构的交叉支撑,将64个摩擦阻尼器安装在支撑上,组成消能支撑系统,另将388个摩擦阻尼器安装在预制墙平面内。1997年在沈阳市政府大楼的加层抗震加固中采用了摩擦耗能阻尼器。

  黏滞阻尼器是一种减震效率极高的阻尼器,早就广泛地应用于军事、航天、船舶、设备和管网的减震中,近几年才应用于土木工程的减震中。建于1926年的美国洛杉矶CityHall为32层钢结构建筑,建成后经历了多次地震,造成了一些损伤,加固方案采用基础隔震结合设置粘滞阻尼器的加固技术。建于1927年的美国加州Woodland饭店是一个砖石结构的历史建筑,在1995年的抗震加固中,方案采用16个450kN的黏滞阻尼器,与V字形支撑组成消能支撑的消能减震加固方法。美国麻萨诸塞州波士顿市区内的一幢35层建筑于1996年进行抗震加固,共安装了40个670kN的黏滞流体阻尼器。国内在这方面也有不少的工程应用,1998年启动的首都圈防震减灾示范区中,北京的一些标志性建筑如北京火车站、北京饭店、北京展览馆、中国革命历史博物馆等,进行全面的抗震鉴定、加固。中国建筑科学研宄院工程抗震研宄所采用黏滞阻尼器加固了这些大型公共建筑。北京火车站中央大厅为框架结构,加固采用了32个1300kN的黏滞阻尼器;北京饭店西楼加固采用了1⑻多个300kN的黏滞阻尼器;北京展览馆部分展馆加固首次采用了国产黏滞阻尼器;此外中国革命历史博物馆、京西宾馆等国家重点工程也先后采用了该项加固技术。

  3.高强不锈钢绞线+高强聚合物砂浆加固技术

  高强不锈钢绞线网+高强聚合物砂浆加固方法是近年来开发的新型加固技术。方法是将预先编织好的高强不锈钢绞线网张紧,用膨胀螺栓固定在被加固的泥凝土构件表面,然后抹20mm40mm厚高强聚合物砂浆。其原理是通过高强聚合物砂浆与被加固构件混凝土面的黏合力,将被加固构件所受到的外荷载作用力,传给高强不锈钢绞线承担。

  近两年来,清华大学进行了该项技术的钢筋混凝土构件抗弯加固和抗剪加固的试验研宄,取得很好的加固效果,不仅抗弯承载力和抗剪承载力可以得到明显提高,而且抗弯刚度也能够得到显著提高。中国建筑科学研宄院工程抗震研宄所进行了该技术的混凝土柱、砖墙和混凝土框架节点的加固研宄,同样取得满意效果。耐火试验表明,该加固方法具有很强的耐火性,完全达到防火要求。

  高强不锈钢绞线具有强度高(通常是普通钢筋的3-7倍)、不生锈等优点。聚合物砂浆为无机材料,与混凝土材料具有良好好的粘结性能,并且具有耐久和耐火的特点。目前,该技术己成功应用于北京中国美术馆、北京师范大学北校教学楼(原辅仁大学)、厦门郑成功纪念馆等建筑的抗震加固中。

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