如何提高建筑结构的抗震与抗倒塌能力

2019-01-22张景峰

智能城市 2019年13期

张景峰

（重庆千牛建设工程有限公司，重庆 400700）

1 建筑结构抗震抗倒塌施工内容

在建筑工程结构体系当中，根据抗侧力结构体系组成对其进行一定程度的分类，可将其分为如下四个方面的内容：①纯钢框架结构：对于纯钢框架结构而言，在水平作用力之下，结构会发生一定程度的侧移，主要表现在两个方面，一方面在结构倾覆力矩的作用之下柱拉压变形并影响到整个框架结构，使其出现一定程度的弯曲；另一方面在结构剪力的作用之下，梁柱受弯进而引起部分结构侧移。纯钢框架结构的优势主要表现在良好的延性体系、平面布置刚度布置均匀、自震周期长等方面。②框架支撑结构：框架支撑结构的突出特点表现为荷载力在结构的梁柱之上进行集中，然而其抗侧的刚度相对较小，在这种情况之下，当结构高度达到一定程度时，结构的抗侧刚度可能无法满足相应的设计需求。因此，框架支撑结构大多均匀对称布置了支撑构成中心支撑框架结构。③伸臂及带状桁架结构：随着建筑高度的逐渐增加，与之相对应的支撑系统的高度与宽度也会进行一定程度的增加，但是其抗侧的刚度会下降，为了对这一问题进行有效解决，一般情况下会在建筑物顶部与中部位置对伸臂及带状桁架进行一定程度的设置，通过这一方法可以提升建筑外墙结构体系的抗弯能力。④钢框架混凝土剪力墙结构：这一类型的结构是将混凝土剪力墙设置在钢框架之中，井将之运用于建筑平面中心位置的布置，这种结构可以对抗侧力刚度水平进行一定程度的提升。

2 建筑结构抗震加固施工方法

2.1 加大构件截面面积

首先确定好结构的原材料，然后利用与之相同材料的钢筋混凝土对构建的截面面积进行一定程度上的增加，可以对结构的承载能力以及抗弯、抗压、抗剪、抗拉能力进行有效的提升。一般情况下，这种加大构件截面面积的方法常常适用于梁、板、柱等结构的抗震加固设计中。运用这种抗震加固施工方法时，需要注意这一方法对原先结构可能会造成一定程度上的影响，而影响范围主要集中在薄弱位置之上。针对这种情况需要对加固设计前后结构的变化情况进行充分的了解与观察，否则很有可能形成地震频率的共振区域，进而引发新的问题。除此之外，还需要对加固之后的结构与原先结构的协调性进行合理的控制，例如新增钢筋有原有钢筋焊接的结合强度、混凝土结合的粘连性能等问题都需要进行合理的解决。同时，加大构建截面面积的加固方法施工时间相对较长，一般适用于湿度较大或者水下结构构件的抗震加固设计。

2.2 设置钢筋混凝土抗震墙

抗震墙主要包含了两种结构类型，分别是剪力墙与翼墙。通过对钢筋混凝土抗震墙进行一设置与增加，可以一定程度上减少对框架结构的扭转效应，进而对结构的抗震承载能力进行有效的提升。这种抗震加固方法施工较为容易，且结构被加固之后的耐久性得到增强，但这一方法会对原结构的刚度造成一定程度的影响。在对钢筋混凝土抗震墙进行设置的过程中，需要将增设的抗震墙与原先的框架进行合理有效的连接，保证剪力的传递，同时还需要对地基的自重承载能力进行有效处理。但是，这种增设钢筋混凝土抗震墙的方法所用到的混凝土与钢筋的量较大，因此会在一定程度上增加工程的整体成本，影响经济效益。

2.3 外包钢加固

外包钢加固方法的加固原理如下：利用钢板或者型钢对加固构件的外侧进行包裹，使得加固构件与原来构件结合并成为一体，就可以实现对于结构整体承载能力的有效提升，同时也在一定程度上加强了结构的延性与刚度。外包钢加固方法在梁柱、屋架、穿墙、砖柱的加固设计与施工中的应用较为广泛，通过这一方法的应用，结构构件的刚度得到了较为明显的提升。然而外包钢加固也存在着一定的弊端，主要表现为施工工序复杂程度高，例如梁柱的外包钢加固中，首先需要对混凝土表面进行清理，将其风化层、油污层与锈裂层进行清除，在此基础之上对露出的坚实基层进行修补，随后利用钢丝进行二次清洗。除此之外，外包钢加固方法的施工成本相对较高，在经济效益上难以发挥优势。

2.4 外包粘连加固

外部粘连加固方法的原理如下：在需要加固部位的表面上设置玻璃钢或者碳纤维布等复合材料，进而对机构的承载能力与延性进行一定程度的提高。不同于其他的加固方法，外包粘连加固方法对于原结构的刚度影响较小。采用外包粘连加固方法的工序主要如下：首先需要对钢板与混凝土进行一定程度的处理，将表面油污与锈迹进行清除，然后将提前配置好的粘连剂刷涂在被加固构件的表面之上，并对其施加一定的压力，保证复合材料与构件表面粘贴完好，检查无误之后对斜支撑进行一定程度的检验，最后进行粉刷防腐操作。以梁柱的外部粘贴加固为例，施工设计要求顺着梁柱的轴线位置粘贴纤维材料，在施工过程之中需要对梁柱进行分条包裹，同时对梁柱之间的位置进行合理有效的控制。在施工过程之中，要处理好棱角的弧形，防止应力过于集中而造成破坏。对于外包粘连加固方法而言，其适用性较强，使用的范围较广。在施工过程中所使用的粘连剂可以在较短的时间之内迅速硬化，不会耽误施工工期，同时运用这一方法也不会影响到构件的截面面积。在使用这一方法进行抗震加固设计时，需要对粘连剂的负载问题进行有效解决，同时还需要对环境的温度与湿度进行合理控制，以免对粘连剂的正常粘连造成不良影响。

3 建筑结构抗震抗倒塌能力提升的措施

首先，需要对建筑区的地形进行有效的勘查。建筑选址十分重要，在对建筑施工之前，需要对地形进行有效的勘查，避开河流泥石流易发和山崖崩塌的地段。在充分结合实际情况的基础之上，综合考虑各个方面的影响因素，对建筑选址做出慎重考虑。其次，对建筑材料的质量进行有效地把控。施工材料质量的优劣会对建筑的整体质量造成最为直接的影响，因此在选择建筑材料时，需要严把质量关，务必保证施工材料满足建筑需求，且符合相关标准规定的内容；最后，对建筑结构进行有效强化。一般情况下，地震灾害的纵波对建筑物影响相对较小，而横波对建筑物的破坏则非常大，因此在对建筑结构进行设计的过程中，应当对建筑结构主体进行可靠性连接，提高建筑设计的科学性与合理性，确保建筑工程质量达到抗震抗倒塌要求。