導(dǎo)語：抗震加固設(shè)計與應(yīng)用研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:以某單跨框架結(jié)構(gòu)為研究對象，從減小對既有建筑功能連續(xù)使用的干擾，縮短改造工期等方面考慮，對比分析了新增鋼管混凝土(CFST)柱和現(xiàn)澆鋼筋混凝土(RC)柱兩種加固方案對既有結(jié)構(gòu)抗震性能的影響，最終采用了鋼管混凝土新增結(jié)構(gòu)柱的抗震加固方式。

關(guān)鍵詞:單跨結(jié)構(gòu)，抗震加固，鋼管混凝土柱，建筑功能

單跨結(jié)構(gòu)具有超靜定次數(shù)少，抗震性能差的特點，在2008建筑抗震設(shè)計規(guī)范修訂中已明確甲、乙類建筑以及超過24m的丙類框架結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用單跨結(jié)構(gòu)。目前國內(nèi)外針對單跨結(jié)構(gòu)常用的抗震加固措施主要有柱改墻、消能減震和新增結(jié)構(gòu)柱或支撐等方式［1，2］，其中柱改墻和消能減震的加固措施需要長時間中斷建筑功能的使用。而目前較常采用的新增結(jié)構(gòu)柱的加固方式，由于施工空間的影響，以及支模、綁扎鋼筋、灌漿等多工藝流程的影響，增加了施工難度和施工周期，同樣在一定程度上也制約了既有建筑功能的持續(xù)使用。國內(nèi)外已有學(xué)者提出采用搖擺結(jié)構(gòu)等抗震加固方法［3，4］，但目前應(yīng)用還相對較少。本文以某抗震加固項目為例，基于目前比較成熟的新增結(jié)構(gòu)柱加固技術(shù)，提出新增鋼管混凝土(CFST)柱的抗震加固措施，一方面可以采用鋼管柱增加預(yù)制率，起到縮短工期作用;另一方面利用鋼管混凝土柱不支模的工藝特點，降低施工難度，縮短工期。

1項目概況

工程為廣州市荔灣區(qū)某中學(xué)綜合樓，為1993年建成的7層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建筑高度27m，經(jīng)檢測鑒定該綜合樓屬于重點設(shè)防類(乙類)建筑，設(shè)防烈度為7度，其結(jié)構(gòu)布置與構(gòu)造鑒定按提高1度(即8度，一級抗震)的要求進行核查。該建筑橫向(Y方向)以單跨為主，不滿足抗震鑒定要求，須進行加固處理。綜合樓結(jié)構(gòu)平面如圖1所示。

2抗震加固分析

項目主要因橫向采用單跨結(jié)構(gòu)，不滿足抗震構(gòu)造要求，提出幾種抗震加固方案進行比選(見表1)。對比可以發(fā)現(xiàn)新增結(jié)構(gòu)柱的加固方式對原建筑功能的影響最小，其中新增CFST柱的加固方式可減少工藝流程，在人工成本較高的情況下具備一定優(yōu)勢。根據(jù)項目特點，防止改變原建筑空間和功能，選用增加結(jié)構(gòu)柱的加固方案。為縮短工期，避免中斷原建筑功能的持續(xù)使用，最后選定對采用新增現(xiàn)澆RC柱和新增CFST柱的兩種方案進行對比分析，新增柱截面統(tǒng)一采用400mm×400mm，混凝土等級均為C30，其中鋼管壁厚4mm。對結(jié)構(gòu)加固前后進行設(shè)防烈度地震計算，得到計算結(jié)果如表2所示。計算結(jié)果顯示以扭動為主的地震周期均在第三階，分析發(fā)現(xiàn)其中加固前的周期比為0．91＞0．90，不滿足規(guī)范要求;采用新增RC柱、CFST柱加固后的周期比為0．86和0．85，均小于0．90，符合加固目標要求，因此新增結(jié)構(gòu)柱的加固方式合理有效。由計算結(jié)果可知，對結(jié)構(gòu)整體周期有明顯降低作用，主要因為新增柱加固方案提高了結(jié)構(gòu)整體的抗側(cè)剛度。采用新增柱的加固方式使結(jié)構(gòu)最大層間位移角增大，主要因為增加剛度導(dǎo)致其余構(gòu)件的彈性內(nèi)力發(fā)生改變，部分構(gòu)件位移變大，針對該現(xiàn)象可采取適當(dāng)減少新增柱數(shù)量，僅需保證局部單跨部分承擔(dān)的剪力或傾覆力矩小于總的50%即滿足規(guī)范要求［5］;此外，對比位移角變化量，其變化率小于5%，且都在規(guī)范控制范圍內(nèi)，可忽略其影響。由表2對比新增CFST柱和新增RC柱兩種加固措施發(fā)現(xiàn)，采用前種措施加固后的周期和最大層間位移角有所降低，抗震作用優(yōu)于新增RC混凝土柱。

3結(jié)語

目前對單跨結(jié)構(gòu)抗震加固措施種類繁多，本文主要針對新增結(jié)構(gòu)柱的方式，采用鋼管混凝土柱和現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱兩種不同措施情況進行對比分析。研究表明采用鋼管混凝土新增結(jié)構(gòu)柱的方式能夠較好的滿足單跨結(jié)構(gòu)的抗震加固要求，在一定程度上可縮短工程周期，避免中斷建筑功能的持續(xù)使用。

作者:龍建文 植嘉生 莊妍 單位:1.廣州市建筑科學(xué)研究院新技術(shù)開發(fā)中心有限公司 2.廣州建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測中心有限公司

參考文獻:

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［3］周穎，呂西林．搖擺結(jié)構(gòu)及自復(fù)位結(jié)構(gòu)研究綜述［J］．建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，2011，32(9):1-10．

［4］LoghmanV，KhoshnoudianF，BanazadehM．EffectofVerticalComponentofEarthquakeonSeismicResponsesofTripleCon-caveFrictionPendulumBase-isolatedStructures［J］．JournalofVibrationandControl，2015，21(11):2099-2113．

［5］謝良法，張華紅，張維旭，等．全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施2009———結(jié)構(gòu)(結(jié)構(gòu)體系)［M］．北京:中國計劃出版社，2009:23-24．