揭阳学校抗震加固房屋加固工程公司

建筑物除了承受竖向荷载外，还要承担风和地震水平荷载的作用，建筑物越高，这个水平荷载效应就越明显。我国41%的国土、50%以上的城市位于地震烈度7度以上的地区，面临的地震灾害形势非常严峻。地震是人类面临的较严重的突发性的自然灾害之一，对人民的生命和财产安全造成很大的危害。自我国1900年有记录以来，地震成灾面积达30多万平方公里，房屋倒塌达700万间。 

　　1、传统的减震隔振 

　　1.1 传统抗震方法 

　　地震造成的破坏给人类留下的烙印是深刻的。而我们结构工程师一直没有停止过对建筑物抗震的研究。建造抗强烈地震的建筑物和构筑物成为建筑工程领域重要的课题。为了抵御地震灾害，通常的建筑结构设计采用的是抗震设计，强调的是“抗”，即采用“延性结构体系”适当控制结构物的刚度，但容许结构构件（如梁、柱、墙、节点等等）在地震时，进入非弹性状态，并且具有较大的延性，以消耗地震能量，减轻地震反映，使结构物“裂而不倒”。 

　　这种体系在很多情况下是有效的，但也存在很多局限性：首先，由于结构物的承重构件在地震时进入非弹性状态，对某些重要的结构物是不容许的（纪念性建筑、装饰昂贵的现代化建筑、原子能发电站等）;其次，对于一般性建筑，当遭遇**过设防烈度地震时，由于主体结构已发生严重非弹性变形，在地震后难以修复或在强地震中严重破坏，甚至倒塌，其破坏程度难以控制;再次，随着地震强度的增大，结构的断面和配筋都相应增大，造成经济的“浪费”。 

　　1.2  传统抗震方法的缺点与不足传统抗震结构主要利用主体结构构件屈服后的塑性变形能和滞回耗能来耗散地震能量，这使得这些区域的耗能性能变得特别重要，而一旦由于某些因素导致这些区域产生问题，将严重影响到结构的抗震性能，产生严重破坏，由于破坏部位位于主要结构构件，其修复是很难进行的。 

　　由于传统抗震结构是以防止结构倒塌为目标，其抗震性能在很大程度上依赖于结构（构件）的延性，以往的许多研究也注重于提高结构（构件）的延性方面，却忽略了对结构损伤程度的控制。 

　　1.3  传统的抗震方法在提高结构性能方面有较多困难。 

　　传统抗震结构的耗能能力主要依赖于主体结构的延性。既要求主体结构强度高，又要求延性好，很难实现。 

　　1.3.1 框架结构许多研究者推荐强柱弱梁体系作为较合适的抗震框架体系。该体系可将地震输入能量分散在结构的许多部位耗散掉，甚至可以控制塑性铰出现的顺序与部位，延性对于使建筑物在罕遇地震中保存下来固然很重要，但这些预期的塑性铰区在中等程度的地震中也会产生，延性也同时应被看作是一种“破坏”。后期修复费用也很高。 

　　1.3.2 剪力墙结构剪力墙结构体系具有抗侧刚度大，在水平地震作用下的侧移小，其总的水平地震作用也大等特点，常见的震害一般来说为墙面的斜向裂缝或是底部楼层的水平施工缝发生水平错动，当底部屈服后，剪力墙的抗侧作用就很小，且剪力墙的耗能也基本集中与底部塑性铰区域，上部墙体对抵御强震无显着作用。而且剪力墙要承担一定的竖向荷载，因此底部的破坏也十分难修复。 

　　1.3.3 框架-剪力墙结构从抗震概念设计来说，框架-剪力墙结构具有了多道抗震防线。有框架和墙体组成的抗震结构中，框架的刚度小，承担的地震作用力小，而弹性极限变形值和延性却较小。整个结构在地震作用下，墙体很快**过自身的较小弹性极限变形，出现裂缝，水平承载力下降，此时框架尚未充分发挥自身的水平抗力;墙体开裂后，框架承担的地震力增大，同时由于结构刚度的变化，地震作用效应也发生了变化。但无论是剪力墙还是框架，都是主体结构的一部分，损伤坏后的修复工作都是比较困难的，而且花费也不小。 

　　2、减振、隔震和振动控制的现状鉴于上述传统抗震方法的缺点与不足，并在全部了解地震引起结构震动的全过程 

　　由震源产生地震动，通过传播途径传递到结构上，从而引起结构的震动反应。通过在不同阶段采取震动方法控制措施，就成为不同的积极抗震方法。 

　　2.1 隔震 

　　2.1.1 基地隔震 

　　（1）夹层橡胶垫隔震装置用于隔震装置的橡胶垫块，可用天然橡胶，也可用人工合成橡胶（氯丁胶）。为提高垫块的垂直承载力和竖向刚度，橡胶垫块一般由橡胶片与薄铜板叠合而成。 

　　（2）铅芯橡胶支座这样就使支座具有足够的初始刚度，在风荷来和制动力等常见载荷作用下保持具有足够的刚度，以满足正常使用要求，但强地震发生时，装置柔性滑动，体系进入消能状态。 

　　（3）滚珠（或滚轴）隔震有自复位能力的;有加铜拉杆风稳定装置;横向油压千斤顶位的。另外，还有加消能装置的，消能装置有软消能杆剪，铅挤压消能器，油阻尼器，光阻尼器等。 

　　（4）悬挂基础隔震 

　　（5）摇摆支座隔震同原理还有踏步式隔震制作，用于细高的结构物，如烟囟、桥墩、柜体筒体建筑物等。 

　　（6）滑动支座隔震上部结构与基础之间设置相互滑动的滑板。风载、制动力或小震时，静摩擦力使结构固结于基础上;大震时，结构水平滑动，减小地震作用，并以其摩擦阻尼消耗地震能源。 

　　为控制滑板间的摩擦力，使之满足隔震要求;在滑板间可以加设滑层。目前常用的滑层有：涂层滑层（聚氯乙烯）、粉粒滑层（铅粒、沙粒、滑石、石墨等）。 

　　2.1.2 悬挂隔震悬挂隔震使将结构的全部或大部分质量悬挂起来，是地震动传递不到主体质量上，产生较小的惯性力，从而起到隔震作用。悬挂结构在桥梁、火电厂锅炉架等方面有大量应用。着名的43层中国香港汇丰银行新大楼采用的就是悬挂结构。 

　　2.1.3 隔震应用的注意事项： 

　　（1）隔震实际上会使原有结构的固有周期延长，在下列情况下不宜采用隔震设计： 

　　基础土层不稳定;下部结构变性大，原有结构的固有周期比较长;位于软弱场地，延长周期可能引起共振;制作中出现负反力; 

　　（2）隔震装置必须具有足够的初始刚度，这样能满足正常使用要求。当强震发生时，装置柔性消震，体系进入消能状态。 

　　（3）隔震装置能使结构在基础面上柔性滑动，在地震来时这样必然会产生很大的位移。为减低结构的位移反应，隔震装置应提供较大的阻尼，具有较大的消能能力。 

　　2.1.4 隔震体系的优点： 

　　明显有效地减轻结构的地震反应。从振动台地震模拟试验结果及美国，日本建造的隔整结构在地震中的强震记录得知，隔振体系的结构加速度反应只相当于传统结构（基础固定）加速度反应的1/31/10.这种减震效果是一般传统抗震结构所望尘莫及的。从而能非常有效地保护结构物或内部设备在强地震冲击下免遭任何毁坏。确保安全。在地面剧烈震动时，上部结构仍能处于正常的弹性工作状态。这既适用于一般民用建筑结构，确保居民在强地震中的**安全，也适用于某些重要结构物和重要设备。 

　　3、小结 

　　减震技术为建筑的抗震设计和抗震加固提供了一条崭新的途径，它克服了传统结构“硬碰硬”式的抗震设计方法，具有概念简单、减震机理明确、减震效果显着，安全可靠等特点。虽然现有的规范和规程对这方面阐述的不够完善，现行的国内软件也没有提供这方面的计算程序，不过可以预言，减震技术以其不可忽视的优点，将成为21世纪建筑减震防灾的重要手段和方法，为减轻地震对人类造成的危害作出巨大贡献。为人类营造一个更加安全舒适，更加绿色环保的工作和生活环境。 

对震后中小学校舍进行安全鉴定及抗震加固是我国各级**在汶川地震后给工程技术人员提出的重要课题。本文对西安地区中小学校舍的质量检测、安全鉴定和抗震加固设计等方面进行了较为全面的论述，针对存在的安全隐患，依据抗震鉴定的结论及现场实地勘察，综合考虑施工进度、施工复杂程度、工期等因素，选用相应的抗震加固方案。根据设计过程中的问题提出工程建议，给后续的类似工程设计、施工提供借鉴。 

现有中小学校舍多以砌体结构和钢筋混凝土结构为主。早期建成的校舍多为砖混结构，近几年钢筋混凝土结构的校舍才日趋增多，但总体来说砖混结构占的比例较大。不同结构体系差异较大，框架结构传力明确，较砌体结构在地震中表现出较好的延性，发生的震后灾害较小；砖混结构是脆性性质，易导致震害发生，特别是学校建筑为横墙较少建筑，当地震烈度较高，地震作用很大，墙体不能胜任所承担的地震力时，即发生震害。往往震害呈现脆性破坏，损失惨重。所以对砖混结构的校舍建筑进行抗震加固，改善和提高其抗震能力具有重要的意义。 

　　2、多层砌体校舍典型安全隐患及分析 

　　2.1砌筑砂浆采用混合砂浆，大量鉴定报告显示砌筑砂浆含水泥量少，强度过低，达不到设计要求，也达不到规范较低要求，使墙体的承载能力存在安全隐患。如图1所示。 

　　2.2门窗角上墙体出现斜裂缝。门窗洞口四角由于截面突变在角部易于应力集中，若洞口两边未设置构造柱，则过大的应力将导致门窗洞口角部普遍出现裂缝。如图2所示。 

　　窗下墙起着将两片墙成整体工作作用，相当于连梁，在水平力作用下易出现剪切斜裂缝。 

　　2.3预制板间、板在支座处均出现大量裂缝。楼板和屋盖是地震时传递水平地震作用的主要构件，其水平刚度对房屋抗震性能影响很大。当采用预制板时整体性较差，板缝偏小而混凝土灌缝不够密实。地震时板缝易于拉裂。西安市区中小学校舍大量砖混房屋预制板间出现这种板缝，板与墙体**部连接处也有被震松而出现水平裂缝，如图3所示。 

　　汶川地震中，预制板出现的另一个严重震害是，预制板端部搁置长度过短或无可靠的拉结措施，加之预制板强度相对偏低易折断，导致预制板在冲击荷载下易掉落或折断。 

　　2.4楼梯间的四角和梯梁下未按规范要求设置钢筋混凝土构造柱。特别是梯梁直接放置于砌体墙上未设构造柱时楼梯间承重墙普遍出现斜裂缝，沿着梯梁角部斜向下开展斜裂缝，在高烈度区，楼梯作为疏散通道，存在较大的安全隐患。如图4所示。悬挂式楼梯，支撑不可靠，楼梯梯板抗弯承载力不足，成为抗震薄弱部位。 

　　2.5单侧外廊式结构平面布置，质量和侧向刚度分布不对称。部分砌体栏板没有可靠拉结，形成安全隐患。如图5所示。 

　　2.6悬挑走廊设计荷载较实际使用值小，计算方法与实际受力不完全吻合，以及受力钢筋普遍下移，因此，悬挑走廊结构安全可靠性普遍偏低。 

　　3、 建筑抗震加固的设防目标 

　　加固规程中规定抗震加固的目标是使现有建筑做到抗震安全、经济、合理、有效和实用，其中抗震安全指加固后的现有建筑在预期的后续使用年限内能够达到不低于其抗震鉴定的设防目标。 

　　4、加固方案的探讨 

　　4.1抗震能力指数或墙体承载力不满足要求 

　　4.1.1当楼层的综合抗震能力指数与规定值相差不大时，可采用在墙体的一侧或两侧采用水泥砂浆面层、钢筋网水泥砂浆面层进行加固；当楼层的综合抗震能力指数与规定值相差较大时，可采用在墙体的一侧或两侧采用钢筋混凝土板墙进行加固；如图6钢筋混凝土板墙固。 

　　水泥砂浆面层、钢筋网水泥砂浆面层、钢筋混凝土板墙进行加固进行加固对墙体抗震能力的提高，是采用抗震能力增强系数的方式来表达的，墙体抗震能力增强系数计算公式如下： 

　　当采用楼层综合抗震能力指数法验算时，楼层的抗震能力增强系数按下式计算： 

　　加固后楼层的综合抗震能力指数应按下式计算： 

　　4.1.2当校舍抗震横墙间距过大时，可采用新增抗震墙的方法进行加固，以提高综合抗震能力。 

　　4.1.3当原有砖墙砂浆强度等级过低或是砌筑质量较差时，可采用拆除重砌的方法。 

　　4.1.4原有墙体有裂缝时，可采用压力灌浆方式补强。 

　　4.2局部易损易倒部位不满足要求 

　　4.2.1当墙肢宽度过小或抗震能力不满足要求时，可采用增设钢筋混凝土窗框进行加固； 

　　4.2.2当墙肢宽度过小或抗震能力不满足要求时，可采用增设钢筋混凝土窗框进行加固； 

　　4.2.3当支承大梁的墙段抗震能力不满足要求时，要采用增设砌体柱、组合柱、钢筋混凝土柱进行加固。 

　　4.2.4支撑悬挑构件的墙体不符合鉴定要求时，可在悬挑构件端部增设钢筋混凝土柱、砌体组合柱或钢柱进行加固；局部悬挑部分挑出过长，可采用增设型钢支座进行加固； 

　　4.2.5窗洞边可采用型钢或钢筋混凝土包角或镶边进行处理； 

　　5、讨论 

　　中小学校舍抗震鉴定与加固工作，具有年代跨度大、结构形式复杂、工作量大、任务紧、并且加固设计比较复杂，施工现场配合任务比较繁重等特点。通过对本次西安市中小学校舍房屋勘察鉴定，对存在的安全隐患进行分析以及对加固方案的探讨，有以下几点启示和建议： 

　　1） 针对鉴定的结果和房屋的实际情况，确定是采用房屋整体加固、区段加固或构件加固以使房屋总体抗震能力达到规定设防要求； 

　　2） 对结构的加固，要进行“内加固”或“外加固”的比较； 

　　3） 加固后结构的质量、刚度、承载力和变形能力都发生变化，当采用以提高承载力为主的方案时，要使承载力的提高**过因质量、刚度加大导致地震作用的加大；当采用以提高变形能力为主的方案时，要衡量现有承载力是否达到相应的较低要求； 

　　4） 加固方法要便于施工，以减少对原结构承载力的损伤。■