建筑資質(zhì)合作基于抗震性能加固設(shè)計(jì)探究

1傳統(tǒng)的抗震加固設(shè)計(jì)方法及其存在的問題

1.1不同版本抗震規(guī)范的主要變化

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》1989版首次提出了三水準(zhǔn)的抗震設(shè)防目標(biāo)（小震不壞、中震可修、大震不倒）兩階段（彈性階段和彈塑性階段）的抗震設(shè)計(jì)思想。以該指導(dǎo)思想為基本的抗震設(shè)防目標(biāo)，其后發(fā)布的規(guī)范逐步提高了對(duì)房屋結(jié)構(gòu)抗震措施及抗震構(gòu)造的要求。《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》1989版將抗震等級(jí)資質(zhì)合作作為鋼筋混凝土房屋抗震設(shè)計(jì)的重要參數(shù)，通過抗震等級(jí)的劃分，體現(xiàn)對(duì)不同抗震設(shè)防類別、不同結(jié)構(gòu)類型、同一烈度不同高度的鋼筋混凝土房屋結(jié)構(gòu)不同延性要求，以及同一種構(gòu)件在不同結(jié)構(gòu)類型中的不同延性要求，以實(shí)現(xiàn)第二水準(zhǔn)（中震可修）及第三水準(zhǔn)（大震不倒）的抗震設(shè)防目標(biāo)。

1.2傳統(tǒng)抗震加固設(shè)計(jì)方法

加固改造項(xiàng)目傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)方法通常采用了以下兩階段設(shè)計(jì)方法：（1）第一階段設(shè)計(jì)。采用第一水準(zhǔn)烈度的地震動(dòng)參數(shù)，計(jì)算出結(jié)構(gòu)在彈性狀態(tài)下的地震作用效應(yīng)，與風(fēng)、重力等合作效應(yīng)組合，并引入承載力抗震調(diào)整系數(shù)，進(jìn)行原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面的設(shè)計(jì)校核，對(duì)不滿足抗震承載力要求的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行加固處理，從而滿足第一水準(zhǔn)的強(qiáng)度要求；采用同一地震動(dòng)參數(shù)計(jì)算出結(jié)構(gòu)彈性層間位移，如不滿足現(xiàn)行抗震規(guī)范要求則采用增設(shè)抗側(cè)力構(gòu)件或通過增大截面法加固豎向構(gòu)件等方法增加結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，使加固改造后的結(jié)構(gòu)抗震變形驗(yàn)算滿足要求。（2）第二階段設(shè)計(jì)。通過加固原結(jié)構(gòu)構(gòu)件，使其配筋構(gòu)造滿足現(xiàn)行規(guī)范的抗震構(gòu)造要求，以保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性、變形能力和塑性耗能，滿足第二、第三水準(zhǔn)的要求。

1.3存在的問題
按上述方法實(shí)施，在工程實(shí)踐中通常會(huì)碰到以下問題：（1）既有房屋結(jié)構(gòu)的豎向構(gòu)，如框架柱的加固，采用的加固方法包括增大截面法加固（軸壓比超限或結(jié)構(gòu)整體剛度不足）、外包型鋼（抗震承載力不足）、外粘鋼板或碳纖維（抗震承載力不足或體積配箍率不滿足要求等）。該加固施工必須拆除框架柱周邊一定范圍的填充墻、鑿除粉刷層，對(duì)于外側(cè)框架柱，還需要拆除外立面圍護(hù)結(jié)構(gòu)。（2）框架梁的加固通常包括梁頂支座處粘貼鋼板或碳纖維（抗震承載力不足）、梁底粘貼鋼板或外包型鋼（抗震承載力不足）、粘貼碳纖維或鋼箍板等，該加固施工需拆除梁底一定范圍合作的填充墻、梁頂相關(guān)區(qū)域樓面面層等。

2基于抗震性能的加固設(shè)計(jì)方法

2.1抗震性能設(shè)計(jì)概述

結(jié)構(gòu)的抗震性能是指在地震作用下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力、變形能力、耗能能力、剛度及破壞形態(tài)的變化和發(fā)展。延性大的結(jié)構(gòu)其抗震性能好，因?yàn)榱己玫难有允菇Y(jié)構(gòu)有更大的變形能力，塑性區(qū)的發(fā)展能有效耗散地震能量，從而減弱地震反應(yīng)。抗震性能化設(shè)計(jì)的基本思路是“高延性，低彈性承載力”或“低延性，高彈性承載力”。提高結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的抗震承載力或變形能力，都是提高結(jié)構(gòu)抗震性能的有效途徑。為滿足抗震性能化設(shè)計(jì)要求，新建建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是通過多遇地震下抗震驗(yàn)算來保證彈性承載力，通過抗震構(gòu)造措施來保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性。

2.2抗震加固設(shè)計(jì)方法

（1）地震動(dòng)水準(zhǔn)的確定。對(duì)于后續(xù)使用年限為50年的結(jié)構(gòu)，選用現(xiàn)行抗震規(guī)范的多遇地震、設(shè)防地震和罕遇地震的地震作用。對(duì)于目標(biāo)使用期小于50年的結(jié)構(gòu)，可以對(duì)地震作用進(jìn)行相應(yīng)的折減。（2）選定合適的加固方案。要減少原結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固必須減小其地震作用效應(yīng)，可采用的方法有增設(shè)新的抗側(cè)力構(gòu)件如剪力墻或支撐等來分擔(dān)地震力，通過設(shè)置阻尼來減弱整個(gè)房屋結(jié)構(gòu)的地震效應(yīng)等。另外，還可以利用房屋裝修的契機(jī)，通過將原有的磚砌隔墻改為輕鋼龍骨石膏板等類似的輕質(zhì)隔墻，減小樓屋面面層厚度，采用輕質(zhì)裝修材料等來減輕結(jié)構(gòu)自重，同樣能夠達(dá)到減輕地震作用的目的。（3）選定性能設(shè)計(jì)指標(biāo)。對(duì)加固改建后的結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行多遇地震作用下的彈性分析和罕遇地震作用下的動(dòng)力彈塑性分析。要求多遇地震作用下結(jié)構(gòu)整體的抗震變形驗(yàn)算及抗震承載力驗(yàn)算（不含抗震措施）滿足現(xiàn)行規(guī)范要求；罕遇地震作用下彈塑性變形滿足預(yù)期的性能目標(biāo)要求。