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既有建筑抗震承载力验算方法对比

转自:结构设计-公众号


来源:微信公众号“广东省院结构安全顾问”
作者:朵润民


2009年7月1日《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009颁布至今已实施多年,规范的实施为既有结构的抗震鉴定和加固提供了依据和方法支撑。在国内的历次地震中,进行抗震鉴定加固的建筑也表现出良好的抗震性能。然而,技术人员对抗震鉴定、抗震加固及其之间的关联认识仍然不够,大部分抗震鉴定人员未从事或了解过抗震加固过程,导致抗震鉴定后的加固工作量较大,甚至会带来适得其反的效果。本文针对建筑抗震承载力的验算的方法进行比对,探讨计算方法的合理性。



《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009(以下简称《抗鉴标》)中对B类钢筋混凝土房屋的第二级鉴定,根据6.3.10条规定可采用两种方法:

1、现有钢筋混凝土房屋,可按《抗鉴标》第3.0.5条的方法进行抗震分析,即采用,其中按 89 版抗震设计规范进行取值。采用该方法,需要分别对承载力和抗震构造不足的构件进行抗震加固;

     2、当抗震构造措施不满足《抗鉴标》第6.3.1~第6.3.9条的要求时,可按该标准第6.2节的方法计入构造的影响进行综合评价,即采用,其中为体系影响系数,为局部影响系数。通过体系影响系数和局部影响系数对地震力进行放大,考虑承载力和构造综合因素进行抗震加固。


某教学楼地上6层,无地下室,房屋总高度21.7m,建筑面积约为4000平方米。采用混凝土框架框架结构。委托方拟对结构进行加固改造,应委托方要求,对本项目建筑物进行结构可靠性及抗震鉴定。本房屋建于90年代初,房屋抗震设防类别为重点设防类,抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g,抗震等级为二级。根据《抗鉴标》第1.0.4条及第1.0.5条,对本建筑采用B类建筑(后续使用年限40年)的抗震鉴定方法进行评估,即按 89 版抗震设计规范进行抗震鉴定。根据原设计图纸和现场检测结果,整体模型见图1所示。经第一级抗震鉴定,房屋的结构平面扭转规则性、部分轴压比等不满足抗震构造措施,填充墙与框架的连接不符合第一级鉴定要求。

                 图1  整体模型


根据《抗鉴标》第3.0.5条的方法进行抗震分析,本项目存在较多轴压比不满足要求的柱构件,对轴压比不满足要求的柱构件和承载力不足的梁、柱构件均应进行加固处理,后续抗震鉴定加固工作量较大。图2为1层柱及2层梁不满足抗震计算要求的构件示意图。

  图2  《抗鉴标》第3.0.5条抗震鉴定分析结果
(粗云线构件为承载力不足构件,细云线构件为仅轴压比不足的柱构件)



     考虑到本项目框架柱、框架梁承载力有较大富裕,如某些框架柱实配钢筋比计算钢筋大2倍之多,采用综合抗震能力法进行评定分析。根据《抗鉴规》第6.2.12、6.2.13和6.3.13条相关规定,本次体系影响系数和局部影响系数均设为0.8。图3为1层柱及2层梁不满足抗震计算承载力要求的构件示意图,此时,柱轴压比上限值均未超过1.0,可不用考虑轴压比不足的柱构件(由于地震力已进行放大,并将轴压比不足的情况综合反映到体系影响系数中,因此可仅看构件承载力)。
图2  《抗鉴标》第3.0.5条抗震鉴定分析结果
  (圈出构件为承载力不足构件)

可以看出,在地震力放大1.56倍后,由于柱和梁配筋较为富裕,考虑构造不满足(包括柱轴压比不够)的综合影响后,承载力不足的构件略微增加,但抗震加固的构件数量减少,说明该方法更为合理,且能有更好的经济性。



综合抗震能力法将抗震构造对结构抗震承载力的影响用具体数据表示,从而实现了综合抗震能力验算的量化,体规了抗震性能化设计的思想。采用该方法进行B类建筑抗震鉴定,可减少无序且繁多的抗震构造加固,使后续抗震加固更具针对性。



来源:微信公众号“广东省院结构安全顾问”
作者:朵润民
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The End




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