钢筋混凝土建筑结构的抗震性能评估及其加固工艺浅析王旭 （高密市物业管理办公室，山东高密261500） 【摘 要】依据当前我国正处于实际运用状态的《建筑结构抗震规范》（修订版），不管是已建成建筑结构的抗震评估与加固，还是处于初步规划阶段的建筑抗震设计，均通过小震弹性承载力对抗震延性构造进行计算，基于此措施，实现“大震不倒、中震可修及小震不坏”的抗震设防目标。针对抗震延性构造措施不符现行规范的既有建筑结构，对其实施评估工作，如若仅开展小震弹性承载力计算，则难以实现“大震不倒”的既定目标。通过以结构构件变形与结构层间位移作为抗震的性能目标，基于定量层级实现既有钢筋混凝土建筑结构，对其抗震性能实施综合评估，并分析具体加固工艺。 【关键词】钢筋混凝土；建筑结构；抗震性能；加固 【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2017.04.108 1 引言随着自然灾害尤其是地震灾害的频发，钢筋混凝土结构的抗震性能问题越发成为人们关注的焦点，尤其是抗震设计。伴随经济的持续发展及技术水平的日益提升，原有的小震弹性承载力计算抗震设计方法，已经难以适用于当前复杂的既有建筑结构加固与抗震评估，至此，迫切通过充分考量我国抗震设计规范体系的突出特点，找寻出符合我国工程实践的既有钢筋混凝土建筑结构的加固与抗震评估方法。 2 地震性能目标分析依据图1和图2，可将既有钢筋混凝土建筑结构的性能水平进行阶段划分，分为4阶段，分别为接近倒塌（CP）、生命安全（LS）、基本运行（IO）及充分运行阶段（OP）[1]。充分运行，实际上就是在发生地震时或地震后，设备与建筑的功能仍然保持不变。尽管在此过程中，非结构构件与结构构件可能会出现损坏状况，但是对于整体建筑结构而言，仍然较为完好；基本运行，实质上就是建筑的基本功能未受到地震造成的影响，室内物品及结构的关键性构件没有因此遭受破坏，尽管混凝土结构可能已经遭受损坏，但无需修理，或仅需简单对其进行修理，便可继续对其使用；生命安全，对于那些非结构部分，可能会出现堕落状况，但不会对人造成严重伤害；接近倒塌，实际上就是建筑在功能上不复存在，另外，对主体结构而言，已经发生了较为严重的破坏，但未出现倒塌状况。  图 1 延性结构性能水平的阶段  图2 延性结构性能水平的阶段 上述内容能否得以持续性的运行，可利用弹性计算，对其开展详细的复核工作。而运行阶段实际上是当前工程界中比较常见的“中震不屈服”阶段，因此，可对此首先提出对应假设，利用弹性分析软件计算弹塑性，然后实施后续的复核工作。如若结构接近倒塌，或处于对生命安全造成威胁阶段，此时的结构可确定为弹塑性阶段，可根据多种构造的构件所具有的滞回性能实施系统化、全面性的弹塑性分析，方能得到切实的预期结构弹塑性评估效应。 3 动力弹塑性时程分析3.1 分析软件与分析模型 针对恢复力与构件骨架曲线之间的关系，可经试验获取，还可以运用FEMA356/AscE41相关参数计算得到。针对构件骨架曲线来讲，主要由3部分组成，即屈服后的刚度特征、屈服强度及单元线性刚度。针对竖向构件，需要综合考虑轴向荷载对其的影响。对于构件恢复力关系而言，需将滞回捏拢效应、刚度的退化及强度等因素考虑在内。针对分析模型，不仅要将板钢筋考虑在内，还要将楼板钢筋对此产生的影响同样考虑在内。在分析结构过程中，需充分考虑P-△效应，运用材料平均值，对材料的特性进行深入分析[2]。 3.2 地震动的选取与调整 在选取动力弹塑性时程分析中的地震加速度时程曲线时，需运用l组不少于5对场地人工波和不少于2对实测地震动数据。所选择的地震动、震源机理、震中距、震级及卓越时期上，接近于建筑结构的场地条件，另外，还需将双向地震动作用考虑在内。针对地震动，可依据如下内容实施调整：将此场地的设计谱，作为本次研究的目标谱，目标谱与其所具有的0.055阻尼比之间的反应谱在各个周期点之间往往存在最大化差异，当周期≤3.0s时，不可超过15%，如若周期存在＞3.0s状况，则不得超过20%；在平均差异方面，不可＞10%。此外，还可把所选取的地震加速度记录下来的峰值实施深入调整，使之具有一致于目标设计相应加速度峰值，通过上述步骤的完成，便可从中得到设计地震加速度记录。此外，还需综合考虑各项因素，如全部非结构构件与结构构件之间的实际关系，运用不少于7对水平地震时程记录，进行三维非线性时程分析(NLRH)。针对诸如压弯及抗弯等结构复核，在对各地震时程进行记录时，将其当作名义地震反应；复核有限延性结构，如抗剪及轴压等，需选取非线性时程分析当中各对地震时程，对其进行详细记录，并经过计算，从中获取包络值平均值，然后，将其与非线性时程分析的包络值相加计算其标准方差，最终将其划定为名义地震反应。 3.3 抗震评估 针对既有建筑结构而言，如果其不满足于层间位移性能目标，但所有的结构构件，均与构件性能目标存在相吻合状况时，此时的结构不需要对其实施抗震加固处理；如若既有建筑结构与层间位移性能目标相满足时，各层均存在＞90%的梁，以及抗震墙抗弯性能均满足于构件性能目标，另外，大于95%的抗震墙，在抗剪性能、粱柱节点及柱方面，均满足性能目标，除此之外，楼盖及基础，均满足于性能目标，但如果不满足所设定的性能目标，此时的结构，可不对其实施抗震加固处理。 4 抗震加固方案针对小震与风共同作用下所形成的结构承载力，如若其满足于规范要求，但是不满足延性构造各项要求，此时的建筑结构可选择以性能的抗震评估方法为基础，就结构是否需加固，给出充足的证明。如若需抗震加固，需通过对结构受力体系，实施相应改变，比如针对框架结构，可通过增加抗震耗能构件，或者是增加剪力墙的方式来实现。 5 结语综上所述，通过积极运用国外一些比较成熟且较为先进的抗震思想，并与我国现行抗震设计需求相结合，找寻出一种与我国工程实践相适用，且符合各项要求的既有钢筋混凝土建筑结构加固与抗震评估技术非常重要。 【参考文献】 【1】雷拓,钱江,刘伯权.既有钢筋混凝土框架结构基于性能的抗震评估[J].工程抗震与加固改造,2013,35(3):113-120. 【2】杨仕升,郝效强,秦荣.钢筋混凝土结构薄弱环节与抗震加固分析研究[J].广西大学学报（自然科学版）,2008,33(3):211-215. Seismic Evaluation of Reinforced Concrete Structures and Analysis of Reinforcing Technology WANG Xu 【Abstract】Based on the“seismic codes of building structures”in China nowadays,whether seismic assessment and reinforcement of existing structures or the seismic design of buildings at the preliminary planning stage,their anti-seismic ductility structure analysis are based on the small seismic elastic bearing capacity,and through this method relies the anti-seismic goal of“no collapse under strong earthquake,repairable under moderate earthquake,and no damage in small earthquake”.Aiming at the existing structures that their seismic ductility was not conformity with current specification，its need to be assessed,and if the small seismic elastic bearing capacity was analyzed,the goal of“no collapse under strong earthquake”.Paper taking the structure deformation and the structure displacement between the layers as the anti-seismic performance goal,based on the existing reinforced concrete building,comprehensively assesses its anti-seismic property,and analyzes its reinforcement process. 【Keywords】reinforced concrete;building structure;seismic performance;reinforcement 【中图分类号】TU352+1；TU375 【文献标志码】A 【文章编号】1007-9467（2017）04-0017-02 【收稿日期】2016-11-23 【作者简介】王旭（1984～），男，山东高密人，工程师，从事建筑工程施工技术研究。 |
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