结构加固

2010年第 11期 总第 149期 福 建 建 筑 Fujian Architecture& Construction Noll·2010 Vol·149 砖混结构抗震加固实用计算方法 张建阳 (厦门合道工程设计集团有限公司 361004) 摘 要：近年来，汶川地震后，中小学建筑的抗震安全问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 引起全社会关注，中小学校舍安全工程已进入抗震加固的实施阶段。本 文针对砖混结构抗震加固设计中存在的计算问题，依据提高砖墙折算抗剪及抗压承载力来达到建筑物抗震性能的原理，通过工程 实例采用了行之有效的设计计算方法，供同类工程加固设计参考。 关键词：砖混结构 抗震加固 实用计算方法 “提高系数法” 中图分类号：TU311．4 文献标识码：A 文章编号：1004--6135《2010)1l一0O48一O3 Seismic strengthening of brick masonry structure and practical method Zhang Jianyang (Xiamen Hordor Architecture& Engineering Design Group Co．。Ltd． 361004) Abstract：In recent years，after the earthquake。the seismic safety of school buildings caused by social attention，primary and see— ondary school buildings are safe has entered the implementation phase of seismic retrofit．In this paper-seismic reinforcement of masonry structure existing in the design calculation，based on converted brick wall shear capacity increased tO achieve the principles of seismic performance of buildings through the use of engineering examples of effective design methods for the reinforcement of similar design reference． Keywords：Masonry structure Seismic reinforcement Practical calculation method ”A factor of Law” 0 引言 既有建筑结构计算分析方法与新建建筑设计分析方法有 明显不同，由于建筑有一定的使用年限，材料强度比理论强度 有所下降，构件的耐久性也较理想条件有较大的不同，加之因 加固手段所限需采用与原结构不同的材料进行加固，新 、旧材 料的协同作用效果也有待进一步探究，因此相关的计算分析方 法也必须根据实际情况做相应的简化。本文针对砖混结构计 算分析中存在的问题，谈谈几种砖混墙体抗震加固的简化计算 方法。 1 砖混结构抗震鉴定的要求[1] 现有建筑根据实际需要和可能，根据不同后续使用年限其 抗震鉴定方法划分为三类：后续使用年限 3O年的建筑简称 A 类建筑；后续使用年限4O年的建筑简称 B类建筑；后续使用年 限5O年的建筑简称 c类建筑。各类建筑抗震鉴定方法所对 应也采用了不同的抗震鉴定 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ，各类建筑抗震鉴定方法又分 为两级：第一级鉴定以宏观控制和构造鉴定为主进行综合评 价，抗震措施鉴定项目如表 1所示；第二级以抗震验算为主结 构构造影响进行综合评价。 对于A类砌体房屋应进行综合抗震能力的两级鉴定。在 第一级鉴定中，墙体的抗震承载力应依据纵、横墙间距进行简 化验算，当符合第一级鉴定的各项规定时，应评为满足抗震鉴 定要求；不符合第一级鉴定要求时，除有明确规定的情况外，应 曩 作者简介：张建阳，男，1977年lO月出生，主任工程师，一级 注册建造师，一级注册结构师，主要从事结构改造 与抗震加固设计管理及超限高层结构抗震分析。 收稿日期：2O1O—O9一O1 基金项目：厦门市建设与管理局科技计划项目(项目编 ： 2O1O一 02) 在第二级鉴定中采用综合抗震能力指数的方法，计入构造影响 作出判断。 表 1 抗震措施鉴定项目 B类砌体房屋，墙体的抗震承载力应采和现行国家标准 《建筑抗震 设计规范 民用建筑抗震设计规范配电网设计规范10kv变电所设计规范220kv变电站通用竖流式沉淀池设计 》的底部剪力法等方法进行验算，或按照A 类砌体房屋计入构造影响进行综合抗震能力的评定。 c类建筑应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》的要求 进行抗震鉴定。 2 砖混结构构件常见的计算方法 2．1 目前常规计算软件 目前设计用于抗震加固整体分析常用的软件是 o9年版 PKPM系列中“砌体结构鉴定加固设计软件”JDJF，软件程序 主要完成抗震加固规定的第二级鉴定计算。对于砖混结构，主 要进行楼层平均抗震指数、楼层综合抗震能力指数和墙段综合 抗震能力指数的计算，当最弱楼层的平均抗震指数、楼层综合 抗震能力指数不小于 1．0时，判定为满足抗震鉴定要求。程序 2010年 ll期 总第 149期 张建阳 ·砖混结构抗震加固实用计算方法 ·49· 按照一般结构设计的方法给出结构计算判定结果 ]。 2．2 软件的整体分析 加固后的楼层和墙段的综合抗震能力指数，根据《建筑抗 震加固技术规程))JGG116--2009第 5．1．4条规定口]，应按下列 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 验算： 一 墙体加固后，根据《建筑抗震加固技术规程bJGG116— 2009第 5．1．5条规定 ，截面抗震受剪承载力可按下列公式 验算 ： 不计入构造影响时：V≤叩 。 计入构造影响时： ≤叩咖 VRo 其中 叩为加固增强系数，对于不同的加 固方法《建筑抗震 加固技术规程》给出相应的定量计算公式确定加固增强系数 。 2．3 对于构件分析 加固增强系数 的计算，水泥砂浆面层和钢筋网砂浆面层 加固、钢绞线聚合物砂浆加固、板墙加固均依据《建筑抗震加固 技术规程)>JGG116—2009第 5．3．2条计算，公式如下： ∑(刁 ，一1)A 1十 。— - 一 240lF T,0．075( ／矗] 其中 为基准增强系数，系根据不同的加固工艺及不 同 的加固措施规范给出对应的确定值。 但是随着加固设计项 目的多样化，采用软件进行加固设计 计算存在一定的局限眭，当采用混凝土板墙加固砖墙时，混凝 土厚度限在 6O～lOOmm间，当混凝土的加固厚度超过这限值 内时，加固增强系数将是一固定值 ，这与实际工程计算不相符 的结果。 3 砖混结构构件加固计算简化方法 针对上述存在的问题，本文结合工程实际，对于常见的砖 混墙体加固方法，例如：水泥砂浆钢筋网面层加固及钢筋混凝 土板墙加固，通过简化计算出砖混结构墙体折算抗剪及抗压强 度设计值，将其与原砖混墙体抗剪及抗压强度之比作为墙体抗 剪强度提高系数，以下简称“提高系数法”。 3．1 强度设计值提高系数计算公式提出 砖混结构强度提高系数包括抗剪强度设计值提高系数及 抗压承载力提高系数。本文主要论述砖混结构常用的加固方 法的承载力提高系数的计算。 3．1．1 钢筋混凝土板墙加固 根据《建筑抗震鉴定加固手册》，钢筋混凝土板墙加固后墙 体计算折算抗剪强度设计值应取以下计算较小者： 一 0．45_， + A + Al ， 、 ， (当考虑面层混凝土制时) 一 o．3 +o．7／ A + f．v1 (当考虑钢筋强度控制时) 加固后墙抗剪强度设计值：． 一 墙体抗剪强度设计值提高系数： 一 加固后墙体抗压承载力应满足下式： N≤N = (fA+ A + ， A ) 因为加固后墙体厚度变大，高厚 比将略为变小，受压构件 承载力影响系数将变大，为安全起见取 一 ，故有墙体抗!芷 承载力提高系数： 一 一 !丝± !± l No 叫 A 3．1．2 钢板网水泥砂浆面层加固 根据《建筑抗震鉴定加固手册》要求，钢板网水泥砂浆面层 加固墙体计算 加固后墙体折算厚度： 折算抗剪强度设计值应取以下计算较小者： 厶一 厂 +号 + (当考虑面层砂浆强度控制时)； ． 一 f -[-026]；-4一 ， ‘ 4st (当考虑钢板网强度控制时) 墙体抗剪强度设计值提高系数 ： ． 一 原墙体抗压承载力为：~0一 厂A 加固后墙体抗压承载力应满足下式： N≤ 一 (fA+fcA +T} f A ) 因为加固后墙体厚度变大，高厚 比将略为变小，受压构件 承载力影响系数将变大，为安全起见取 一 ，故有墙体抗压 承载力提高系数： 丛 一丝 丛± ： ± ： ! No {A 3．2 加固计算简化步骤 根据上文可以归纳砖混结构常见加固手段的计算分析步 骤 。 第一步：采用 PKPM 系列 中“砌体结构鉴定加固设计软 件”进行待加固建筑物做模型输入和荷载输入、选择鉴定规范 或标准、输入第二级鉴定的体系影响系数和局部影响系数。 第二步：输入砌体墙结构的材料强度等级和砂浆强度等 级，进行“砌体结构鉴定与加固计算”，选用砖混结构承载力计 算结果：抗震计算、受压计算、墙轴力图、墙剪力图、墙高厚比及 局部承压等数据 ； 第三步 ：确定砖混结构承载力不足的墙肢、部位，采用“提 高系数法”对不满足承载力要求的构件进行加固设计。 4 实例运用 福建省厦门第一中学综合楼(生物基地)于 1980年 12月 开工，于1983年l2月竣工验收合格后并投入使用，经抗震鉴 定为A类建筑，该项目为四层砖混结构，平面总长度 56．04m， 总宽度为 14．340m，总建筑面积约为 2078m2，建筑高度为 18．250m。 原结构材料根据抗震鉴定报告显示 ：墙体采用 240mm厚 强度等级 Mu7．5烧结普通粘土实心砖，强度等级 M5为混合 砂浆；拟采用加固类型为钢筋混凝土板墙加固及钢板网水泥砂 浆面层加固，混凝土强度等级为 C20，钢筋为 HPB235钢筋(I 级钢)，钢板网采用 Q235等级 B的碳素结构钢，夹层墙砂浆为 2010年 l1期 总第 149期 张建阳 ·砖混结构抗震加固实用计算方法 ·5O· MlO水泥砂浆。通过计算，对于各种加固类型提高系数进行 归纳总结，得出如下表 2： 表 2 各加固类型提高系数 备注：“各层抗震验算结果 (抗力与效应之比应大于 K 值)”；“层墙受压承 载力计算图(抗力与荷载效应之比”：?fA／N应大于KN值)。 于 1，说明本墙体抗震承载力满足要求，不必进行加固。 根据 PKPM计算显示墙受压承载力计算图(抗力与荷载 效应之比：@A／N)如图2所示，单片墙体抗压承载力计算结果 以数值表示，显示为红色字为抗力与荷载效应之比小于 1，说 明本墙体抗压承载力不满足要求 ，应进行加固，对照表 2轴力 抗力与效应之比限值选择合适的加固类型，保证轴力抗力与效 应之比限值 KN不小于抗震验算结果中数值；显示为蓝色字为 轴力抗力与效应之比大于 1，说明本墙体抗压承载力满足要 求，不必进行加固。 绘制墙柱加固平面图如图 3所示。 5 结语 综上所述，砖混结构抗震加固实用 0 0 孙舭：&勰 ≈^ 0 0 0 0 0 0 0 @ @ 0 ④ ④ @ @ 'm=1舶 LD=7~ ∞ O M O 啪 =10．0 I自 拙 ：t．01横向B T=1 322+5 图 I 抗震验算结果 (抗力与效应之比) ●， ⋯ 0 0 0 0 0 0 0 ④ ④ @ 0 0 @ 0 0 @ 0 @ I层墙女压承蓑 计算 I量盎 董茎基皇圭 ； ! 图 2．墙受压承载力计算图(抗力与荷载效应之比：cpfA／N) 蜊 lR‘ ∞j- 一 {t⋯ ‘i _ l ： # ． 怒 嚣 ：i ．锻裁 ． j { e ⋯ ¨ {⋯一 ‘ J 一 ’ ⋯ j 兰 l ． ．．． 。 ⋯ I ～ 一． — 篮- 耋茔 ， 螗 琶 一 _ ，～ -一 · ≤ ／ “ - - 。 豇 ： 0 ： T 7 i 陇 埘 舢 · { 三墅鲢曼邕￡曼曼T，f∞ 图3 墙柱加固平面图 根据PKPM计算显示抗震验算结果(抗力与效应之比)如 图 1所示 ，单片墙体抗震承载力计算结果以“CZ”表示，显示为 红色字为抗力与效应之比小于 1，说明本墙体抗震承载力不满 足要求，应进行加固，对照表 2剪力抗力与效应之比限值选择 合适的加固类型，保证剪力抗力与效应之比限值 Kv不小于抗 震验算结果中“CZ”的值；显示为蓝色字为抗力与效应之比大 计算方法归纳如下： ①采用本文论述的“强度提高系数 法”对采用 PKPM砌体结构鉴定软件整 体计算分析结果不满足承载力要求的 构件进行补充计算分析，使得实际加固 效果得以合理的定量分析。本方法在 多个工程项目的运用，取得了一定的较 好的效果，可供同类工程参考。 ②根据中小学校安工程加固项 目 的设计体会，认为砖混结构加固按照概 念进行抗震加固比采用按纯计算进行 加固更有实际的意义，此方法称之为概 念设计的主动加固设计方法，即根据结 构布置的重要性和合理性 ，对砖混结构 重要的构件或部位主动加固以提高其 抗震承载力，例如楼梯间、电梯间、建筑 物四周及转角墙增设的构造柱，底层所 有承重墙体、楼梯间四周的墙体沿全高 加固，并应保证砖混结构刚度的对称。 依据概念设计预先确定加固范围，采用 “强度提高系数法”进行砖混结构的整 体加固 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计，这也是值得考究的一 种思路。 参考文献 []-IGB 50023—2009，建筑抗震鉴 定标准[s]． E2]JC-]116—2009，建筑抗震加固 技术规程[S]． [3]GB 50367—2006，混凝土结构 加固设计规范[s]． ~4]GB 50003--2001，砌体结构设计规范[s]． [5~{JDJG建筑抗震鉴定与加固设计软件用户手册及技术 条件》，中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部，2009．10． [6]张熙光等，《建筑抗震鉴定加固手册》[M]．中国建筑工 业出版社，2002．3．