多层砌体结构房屋抗震鉴定与加固研究 ——以某多层砌体结构教学楼为例

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我国地处环太平洋地震带和欧亚地震带的交汇区,在世界上属于地震发生频率较高的国家之一,发生地震时导致的震害相对比较严重。近年来,我国地震频发,且绝大多数地震都是震源深度在20千米以内的浅源地震,如2008年发生的汶川8.0级大地震,震源深度为14千米;2013年发生的雅安芦山7.0级地震,震源深度为13千米等等。这些地震都导致了人民财产的损失,威胁到人民的生命安全。然而不容乐观的是,一方面,我国现存的砌体结构房屋非常多,且多分布在城乡结合带,学校等人员较为密集的地方,另一方面,这些房屋的修建年限多出现在我国抗震规范不充分的上世纪下半叶,抗震措施设置不全面。所以,为避免地震导致的悲剧重复发生,对既有多层砌体结构房屋进行抗震鉴定与加固就显得极其重要。本文主要在总结经验和整理多层砌体结构房屋抗震性能的基础上,主要进行以下工作。(1)分析总结多层砌体结构房屋的抗震性能和震害,并提出针对震害的措施;分析总结多层砌体结构房屋圈梁、构造柱、纵横墙间距、房屋高度和层数、高宽比、局部尺寸等在抗震鉴定与加固中的作用;同时根据抗震鉴定结论,合理给出不同情况下的不同加固方案。(2)运用PKPM软件对多层砌体结构教学楼房屋进行抗震鉴定,并根据抗震鉴定的结论制定相应的加固方案,同时对加固后的多层砌体结构教学楼进行抗震鉴定与抗震验算。在制定加固方案时,充分考虑了业主意愿、结构的安全性等相关因素,对承重的砌体墙体采用双面钢筋网水泥砂浆面层进行加固,对于走廊处的独立砖柱采用外加型钢的方式进行加固处理,对于木结构的楼板和屋面板采用钢筋混凝土结构进行置换。(3)通过数值模拟,运用SAP2000对多层砌体结构教学楼进行加固前和加固后的抗震性能(正常使用、中等破坏、生命安全)进行评估。对该多层砌体结构房屋加固前和加固后进行有限元分析,得出其层间位移曲线和层间位移角,分析其在地震作用下的情况,根据有限元分析得出X向在加固前的最大层间位移角为1/2258,墙体采用双面钢筋网水泥砂浆(厚度分别为10mm,20mm,30mm)加固后的最大层间位移角分别为1/3026、1/3111和1/3598,均小于1/2197;Y向在加固前的最大层间位移角为1/1225,墙体采用双面钢筋网水泥砂浆(厚度分别为10mm,20mm,30mm)加固后的最大层间位移角分别为1/4998、1/5083和1/5570,均小于1/2197,说明该多层砌体结构加固后X向和Y向都满足建筑抗震设计规范的要求。
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