論鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)的地震控制設(shè)計

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 [論文關(guān)鍵詞]框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計加固方法

  [論文摘要]鋼筋混凝土多層框架結(jié)構(gòu)房屋具有良好的抗震性能，結(jié)構(gòu)設(shè)計中只要經(jīng)過抗震計算并采取妥善的抗震構(gòu)造措施，在一般烈度區(qū)建造多層框架房屋是可以保證安全的。但是，在超過了其限度以后就不能保證了，就需要對其加固。文中闡述了多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在抗震承載力不能滿足要求或結(jié)構(gòu)總體布置不十分合理的情況下，常用抗震加固的設(shè)計和施工方法。   一、結(jié)構(gòu)的抗震等級   鋼筋混凝土多高層房屋的抗震設(shè)計要求，不僅與建筑重要性和地震烈度有關(guān)，而且與建筑結(jié)構(gòu)本身潛在的抗震能力有關(guān)。近幾年來地震震害及試驗成果反映了一些共同的看法，如框架—剪力墻結(jié)構(gòu)或剪力墻體系的抗震性能，特別是防倒塌能力優(yōu)于框架結(jié)構(gòu)體系；次要抗側(cè)力構(gòu)件抗震要求可以低于主要抗側(cè)力構(gòu)件，例如框架剪力墻結(jié)構(gòu)中的框架的抗震要求可以低于框架結(jié)構(gòu)中的框架，而其中的剪力墻則應(yīng)比剪力墻結(jié)構(gòu)中的要求提高；較高的房屋地震反應(yīng)大，延性要求也高。   在綜合考慮建筑場地的地震烈度、結(jié)構(gòu)類型和防務(wù)高度等因素后，將結(jié)構(gòu)劃分成四個抗震等級，設(shè)計時根據(jù)不同的等級，采用不同的要求，使房屋的抗震設(shè)計更經(jīng)濟(jì)合理。   研究表明，框架－剪力墻結(jié)構(gòu)在基本振型地震作用下，框架部分承受的地震傾覆力矩大于底部地震傾覆力矩的50%時，框架－剪力墻結(jié)構(gòu)的變形接近框架結(jié)構(gòu)，框架部分起主要抗側(cè)力作用，其框架部分的抗震等級要按框架結(jié)構(gòu)體系采用。   另外，對同一類型結(jié)構(gòu)抗震等級的要求分界，抗震規(guī)范主要按一般工業(yè)與民用建筑考慮，故對層高特殊的工業(yè)建筑應(yīng)酌情調(diào)整。設(shè)防烈度為6度，建于Ⅰ∽Ⅲ類場地上的結(jié)構(gòu)，不需做抗震驗算但需抗震等級設(shè)計截面，滿足抗震要求。   不同場地對結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)不同，通常Ⅳ類場地較高的高層建筑的抗震構(gòu)造措施與Ⅰ∽Ⅲ類場地相比應(yīng)有所加強，而在建筑抗震等級的劃分中并未引入場地參數(shù)，沒有以提高或降低一個抗震等級來考慮場地的影響，而是通過提高其他重要部位的要求（軸壓比、柱縱筋配筋率控制；加密區(qū)箍筋設(shè)置等）來加以考慮。   二、多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計   框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的正確指導(dǎo)思想：（1）塑性效應(yīng)發(fā)生在梁端，底層柱的塑性效應(yīng)較晚形成。（2）梁柱在彎曲破壞前，避免發(fā)生其他形式的破壞，如剪切破壞，粘性破壞。(3)在梁柱破壞之前，節(jié)點應(yīng)有足夠的強度及變形能力。(4)重視非結(jié)構(gòu)構(gòu)建設(shè)計。   三、多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震加固方法   1.結(jié)構(gòu)抗震承載力不滿足要求時的加固方法   結(jié)構(gòu)抗震承載力不滿足要求的加固方法要針對具體部位來選用。   當(dāng)樓層承載力不足時，可增設(shè)抗震墻或翼墻、砌填充墻、抗震支撐、消能支撐等抗側(cè)力構(gòu)件，也可采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土套、噴射鋼筋混凝土套加固；當(dāng)構(gòu)件承載力不足時，可采用鋼構(gòu)套、粘貼鋼板、粘貼碳纖維或現(xiàn)澆鋼筋混凝土套、噴射鋼筋混凝土套加固；當(dāng)原有結(jié)構(gòu)有缺陷時，可采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土套、噴射鋼筋混凝土套或細(xì)石混凝土修復(fù)，構(gòu)件出現(xiàn)裂縫時，可灌注環(huán)氧樹脂漿等補強加固；當(dāng)填充墻體與框架連接不良時，可增設(shè)拉結(jié)筋、鋼夾套加固。   2.結(jié)構(gòu)總體布置不十分合理時的加固方法   當(dāng)結(jié)構(gòu)布置不十分合理時，可將單向框架加固為雙向框架；當(dāng)平面布置不規(guī)則而產(chǎn)生明顯的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時，可將不規(guī)則平面分割成規(guī)則平面、增設(shè)鋼筋混凝土抗震墻或翼墻、砌體填充墻、抗震支撐、消能支撐等抗側(cè)力構(gòu)件加固；當(dāng)結(jié)構(gòu)剛度差時，可增設(shè)鋼筋混凝土翼墻、砌體填充墻、抗震支撐、消能支撐等抗側(cè)力構(gòu)件加固；當(dāng)女兒墻超高時，可采用拆矮、內(nèi)加構(gòu)造柱、增設(shè)斜鋼拉桿加固。   四、多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)常用加固方法的設(shè)計與施工   1.增設(shè)鋼筋混凝土抗震墻或翼墻   增設(shè)的抗震墻或翼墻布置應(yīng)盡可能滿足均勻、對稱、分散、周邊的原則；抗震墻或翼墻厚不宜小于140mm，分布筋的配筋率不應(yīng)低于0．2％，雙排布置的鋼筋間距不應(yīng)大于600mm，直徑不宜小于6mm；抗震墻或翼墻與原框架可采用錨筋連接，或現(xiàn)澆鋼筋混凝土套連接，錨筋直徑可采用10～12ram，與梁柱邊的距離不應(yīng)小于30mm，與梁柱軸線的間距不應(yīng)大于300mm；現(xiàn)澆鋼筋混凝土套厚度不宜小于50mm，原有梁柱表面應(yīng)鑿毛并經(jīng)清洗后方可澆筑，鋼筋應(yīng)除銹，錨孔應(yīng)采用鉆孔成型，漿液應(yīng)飽滿。   2.增設(shè)鋼構(gòu)套   鋼構(gòu)套加固梁柱時，應(yīng)在梁的陽角和柱的四角外貼角鋼，并與綴板焊接，加固梁的角鋼不宜小于50ram×6mm，加固柱的角鋼不宜小于75ram×6mm，鋼綴板不宜小于40mm×4mm，間距不應(yīng)大于40i(i為單肢角鋼回轉(zhuǎn)半徑)，且不應(yīng)大于400ram；鋼構(gòu)套與梁柱間采用環(huán)氧樹脂化學(xué)灌漿或乳膠水泥粘結(jié)，梁柱表面應(yīng)刷洗干凈，角部磨圓，角鋼穿過樓板不得損傷鋼筋，空隙用微膨脹細(xì)石混凝土填實，鋼板表面應(yīng)涂刷防銹漆，或抹25mm厚的?1∶3?水泥砂漿保護(hù)層，或噴射1∶2的水泥砂漿。3.增設(shè)鋼筋混凝土套   鋼筋混凝土套加固梁時，應(yīng)在梁上下端設(shè)縱向鋼筋并與柱可靠連接，在縱向鋼筋外圍設(shè)置箍筋，箍筋應(yīng)有一半穿過樓板后彎折封閉，鋼筋混凝土套加固柱時，應(yīng)在柱周圍設(shè)縱向鋼筋并穿過樓板，頂部應(yīng)在屋面板處封頂錨固，根部應(yīng)深入基礎(chǔ)錨固，在縱向鋼筋外圍設(shè)置封閉箍筋，混凝土宜采用≥C20且大于等于原構(gòu)件強度的細(xì)石混凝土，縱向鋼筋宜采用HRB335，箍筋宜采用HPB235，直徑不宜小于8mm，間距不宜大于200mm，梁柱節(jié)點處適當(dāng)加密；施工時梁柱表面應(yīng)鑿毛并清理干凈，樓板鑿洞不應(yīng)損壞鋼筋。   4.粘貼鋼板   當(dāng)環(huán)境溫度不超過60℃，相對濕度不大于70％且無化學(xué)腐蝕情況下，為彌補原構(gòu)件鋼筋不足，可在構(gòu)件表面用特制的建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板，鋼板可采用厚度t=2～6mm的Q235或Mn鋼，粘貼鋼板應(yīng)采用粘結(jié)強度高、耐久性好且有一定彈性的粘結(jié)劑，同時采用脹管螺栓連接，粘貼后鋼板表面需進(jìn)行防腐防銹處理；粘貼鋼板受拉時的錨固長度應(yīng)≥200t且600mm，受壓時應(yīng)≥150t且500mm，錨固區(qū)宜增設(shè)U形箍板或螺栓錨固；被粘混凝土表面應(yīng)清洗、打磨、洗干，鋼板應(yīng)除銹、打磨、擦干，之后即可在其表面涂粘結(jié)劑，然后用夾具、支撐、脹管等固定并加壓，粘結(jié)劑固化后可拆除夾具、支撐，而脹管不拆。   參考文獻(xiàn)：   [1]張敬書.建筑抗震鑒定與加固．北京：知識產(chǎn)權(quán)出版社，2006．   [2]劉大海.房屋抗震設(shè)計.西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，2002．   [3]李宏南.多層及高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002．   [4]蘇三慶.地震工程．西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，2001．