一、建筑結(jié)構(gòu)性能抗震設(shè)計(jì)
（一）基于性能的抗震設(shè)計(jì)含義
　　基于結(jié)構(gòu)性能的抗震設(shè)計(jì)理論是以結(jié)構(gòu)抗震性能分析為基礎(chǔ),根據(jù)設(shè)防水準(zhǔn)的不同,將結(jié)構(gòu)的抗震性能劃分為不同的等級,設(shè)計(jì)者可根據(jù)業(yè)主的要求,采用合理的抗震性能目標(biāo)和合理的結(jié)構(gòu)措施進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。除了抗震設(shè)計(jì)方法,基于性能的抗震設(shè)計(jì)理論還包括目標(biāo)性能的確定,它是整個(gè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,主要包括以下三個(gè)方面:
1.地震設(shè)防水準(zhǔn)
在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi),定義一組參照的地震風(fēng)險(xiǎn)和相應(yīng)的設(shè)計(jì)水平,是基于性能設(shè)計(jì)理論的一個(gè)重要目標(biāo)。基于性能的設(shè)計(jì)理論應(yīng)追求能控制結(jié)構(gòu)可能發(fā)生的所有地震波譜的破壞水準(zhǔn),為此,需要根據(jù)不同重現(xiàn)期選擇所有可能發(fā)生的對應(yīng)于不同等級的地震動參數(shù)的波譜,這些具體的地震動參數(shù)稱為地震設(shè)防水準(zhǔn),分為常遇、偶遇、罕遇和稀遇地震,并給出了其重現(xiàn)期和超越概率。
2.結(jié)構(gòu)的性能水平及其量化指標(biāo)
結(jié)構(gòu)的抗震性能水平表示結(jié)構(gòu)在特定的某一地震水準(zhǔn)下一種有限程度的破壞,包括結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞以及因它們破壞引起的后果,主要用結(jié)構(gòu)易損性、結(jié)構(gòu)功能性和人員安全性來表達(dá)。按照不同的地震動水平,結(jié)構(gòu)的性能水準(zhǔn)可分為四級,即功能完好、功能連續(xù)、控制破壞與損失、保證安全。其中,簡化的三級性能水準(zhǔn),即可繼續(xù)使用、修復(fù)后可再使用、保證安全。
3.抗震設(shè)計(jì)的目標(biāo)性能
結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)的目標(biāo)性能是針對某一地震設(shè)防水準(zhǔn)而期望達(dá)到的抗震性能等級,抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)性能的建立需要綜合考慮場地特征、結(jié)構(gòu)功能與重要性、投資與效益、震后損失與恢復(fù)重建、潛在的歷史或文化價(jià)值、社會效益及業(yè)主的承受能力等諸多因素。我國抗震規(guī)范的目標(biāo)性能實(shí)際是:小震不壞,中震可修,大震不倒。
（二）抗震設(shè)計(jì)的常見問題
1.建筑體形
由于建筑地形的限制,或?yàn)榱诵纬山志?業(yè)主常要求設(shè)計(jì)單位在建筑體形上賦予變化,以求美化。主要表現(xiàn)在:a.建筑平面因地勢需要設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)折;b.結(jié)構(gòu)平面凹凸不規(guī)則,有的凸出或凹進(jìn)的尺寸大于相應(yīng)尺寸的30%;c.上部砌體總層數(shù)不一致,有的層面差達(dá)到兩層甚至以上;d.樓板局部不連續(xù)或剛度突變,出現(xiàn)樓板錯(cuò)層,或樓板開洞率太大,有效樓板面積不足結(jié)構(gòu)典型平面的50%;e.為了滿足下部大空間的利用,下部框架投影面積大大超過上部磚房面積,質(zhì)量出現(xiàn)較大偏心,使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大的不規(guī)則扭轉(zhuǎn);f.樓層之間大剛度和承載力變化明顯,變化率超過20%～30%以上。
2.框架結(jié)構(gòu)
框架的設(shè)計(jì)問題出現(xiàn)的形式多樣:a.框架柱網(wǎng)不規(guī)則,開間不均勻;b.底部框架梁跨度太大,曾出現(xiàn)9m的跨度,必然導(dǎo)致“強(qiáng)梁弱柱”;c.框架梁柱截面偏小,表現(xiàn)為“剪壓比”和“軸壓比”超標(biāo);d.梁、柱的縱向配筋率和體積配筋率小于抗震要求;e.起轉(zhuǎn)換作用的樓面的次梁設(shè)置不合理,有的偏少,有的不便于施工。
3.抗震墻
底框結(jié)構(gòu)沒有按要求設(shè)置抗震墻，追求經(jīng)濟(jì)效益,減少抗震墻數(shù)量；強(qiáng)調(diào)空間功能分布,抗震墻分布不對稱、不均勻；有的工程抗震墻布置過多,使薄弱層上移,由于多層砌體房屋結(jié)構(gòu)變形、耗能能力差,地震時(shí)破壞往往更加嚴(yán)重；剪力墻沒有注明抗震等級。
二、抗震概念設(shè)計(jì)的重要性
大量的震害表明,結(jié)構(gòu)抗震性能的決定因素是良好的“概念設(shè)計(jì)”。概念設(shè)計(jì)的目的就在于合理地選擇結(jié)構(gòu)形式,并通過構(gòu)造措施來滿足“大震不倒”的要求。設(shè)計(jì)師在提高抗震設(shè)計(jì)意識和水平的同時(shí),建筑方案的選擇不受業(yè)主的干擾,避免建筑的形狀、尺寸、布局等表現(xiàn)出明顯的抗震缺陷;結(jié)構(gòu)方案更不能受業(yè)主的經(jīng)濟(jì)觀念和使用功能的影響,降低下部結(jié)構(gòu)的延性,使抗震墻的數(shù)量、形式、布置嚴(yán)重不合理,包括構(gòu)件的構(gòu)造措施不力等。
三、我國建筑抗震加固發(fā)展的過程
抗震鑒定的結(jié)論是抗震加固的目標(biāo)和依據(jù)，抗震加固是抗震鑒定延續(xù)。回顧過去.我國建筑結(jié)構(gòu)的抗震鑒定及加固經(jīng)歷了試點(diǎn)起步、蓬勃發(fā)展到綜合開發(fā)的三個(gè)階段。
第一階段，大致由1966年邢臺地震開始到1976年唐山地震，是抗震鑒定及加固的試點(diǎn)起步階段。這個(gè)階段的主要特點(diǎn)是：探索抗震鑒定及加固的基本技術(shù)和管理方法，在實(shí)踐中證明了抗震鑒定及加固的必要性和有效性。
第二階段，自1976年唐山大地震后至1989年基于概率可靠度理論的國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ 111.89)正式發(fā)布，是抗震鑒定及加固蓬勃發(fā)展階段。這個(gè)階段的這種主要特點(diǎn)是：建立了抗震鑒定及加同的基本管理體制，制定了主要著眼于安全的《工業(yè)與民用建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(TJ 23-77)，在國家計(jì)劃的統(tǒng)一安排下，7度及以上抗震設(shè)防地區(qū)完成了一批現(xiàn)有建筑的鑒定和加固，使我國城市現(xiàn)有建筑的抗震能力得到了明顯提高。在這個(gè)階段.抗震加固提出了提高強(qiáng)度、提高變形能力和加強(qiáng)整體性的三種同標(biāo)，以外加圈梁、構(gòu)造柱、夾板墻和鋼構(gòu)套為基本手段，形成了增強(qiáng)自身法、外加構(gòu)件法和替換法等基本加固力法。
第三階段，大致由《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJlI-89)開始執(zhí)行起，是抗震鑒定及加固綜合發(fā)展階段。這個(gè)階段的特點(diǎn)是：抗震鑒定及加固的要求擴(kuò)大到6度設(shè)防區(qū)，制定了與GBI11.89設(shè)計(jì)規(guī)范配套的鑒定及加固的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)調(diào)建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的綜合分析開發(fā)，隨著經(jīng)濟(jì)體制的改革，抗震鑒定、加固與建筑功能改造緊密地結(jié)合在一起，抗震加固，不僅要考慮安全，還要考慮擴(kuò)大使用面積，改善使用功能，并保持建筑造型的美觀。此階段不斷有新技術(shù)、新材料應(yīng)用于結(jié)構(gòu)抗震加固中，如碳纖維片加固技術(shù)、鋼筋化學(xué)錨固技術(shù)、隔震和消能減震技術(shù)等。
四、建筑結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)
新的加固材料的研制是推動加固技術(shù)發(fā)展的動力。以往的經(jīng)驗(yàn)告訴我們,檢測鑒定技術(shù)的發(fā)展依賴于檢驗(yàn)測試儀器的發(fā)展,加固技術(shù)的發(fā)展依賴于新材料的發(fā)展。由輕質(zhì)、高強(qiáng)、抗腐蝕、耐高溫的新材料構(gòu)成的效果好、易施工的加固方法可推動加固材料的發(fā)展。加固改造理論的提高是該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的另一個(gè)方面。目前的加固基本上是針對構(gòu)造和承載能力不足的構(gòu)件,缺乏從結(jié)構(gòu)總體上的把握與判別。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域則有相應(yīng)的理論,如建筑抗震設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì),混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的強(qiáng)柱弱梁強(qiáng)節(jié)點(diǎn)等。目前的加固有時(shí)會適得其反。例如:對多層磚混結(jié)構(gòu)的某一層墻體做夾板墻加固,使得該層墻體的鋼度大幅度增加,形成與相臨樓層的鋼度差,對結(jié)構(gòu)的抗震不利。此外還有加固后構(gòu)件的承載能力提高,防火等級大幅度下降等問題。這些問題需要從總體上把握,靠加固理論的提高來解決。 加固改造技術(shù)的提高還體現(xiàn)在施工技術(shù)改善和提高及施工機(jī)具上,而在這方面的研究一直相對較少。
綜上所述，在合理確定結(jié)構(gòu)型式和體系后,結(jié)構(gòu)的布置就成為建筑抗震的重要問題,抗震不利的結(jié)構(gòu)布置會導(dǎo)致嚴(yán)重震害。所以一定要做好結(jié)構(gòu)方案，做好抗震設(shè)計(jì)。

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文章來源： 永年加固公司
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