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摘要:學(xué)校類建筑具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)形式,同時(shí)具備重要功能意義,實(shí)現(xiàn)其在中大地震下的安全性具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。本文針對(duì)學(xué)校類建筑展開(kāi)論述,區(qū)分了幾種不同結(jié)構(gòu)體系,并淺析了抗震加固方法,以對(duì)學(xué)校類建筑的抗震加固提供參考。
關(guān)鍵詞:
學(xué)校類建筑 框架結(jié)構(gòu) 砌體結(jié)構(gòu) 混合結(jié)構(gòu) 抗震加固
1.研究背景
2008年5月12日四川省汶川大地震造成了巨大的生命傷亡和經(jīng)濟(jì)損失,其中以學(xué)校類建筑災(zāi)害最為嚴(yán)重,學(xué)校類建筑在此次地震中大范圍崩塌損壞,產(chǎn)生了非常惡劣的社會(huì)影響。汶川地震中共造成了50多萬(wàn)間房屋的倒塌,而其中學(xué)校建筑6898間,一方面是由于施工質(zhì)量存在各種問(wèn)題,另外一方面是由于結(jié)構(gòu)本身的因素所造成的。通過(guò)震害的情況來(lái)看,在地震中損壞以致倒塌的中小學(xué)建筑主要為磚砌結(jié)構(gòu),且建造時(shí)間均較早,并沒(méi)有進(jìn)行正規(guī)的抗震設(shè)計(jì),另外一些倒塌建筑則為預(yù)制板結(jié)構(gòu),與此相對(duì)應(yīng)的近10年建造的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在地震中則表現(xiàn)良好,損傷較輕,且多為填充墻破壞。根據(jù)這次大地震帶來(lái)的慘痛教訓(xùn),我國(guó)頒布了《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》,其中規(guī)定:幼兒園、小學(xué)、中學(xué)的教學(xué)用房以及宿舍和食堂,抗震設(shè)防類別應(yīng)不低于重點(diǎn)設(shè)防類,即不低于乙類。基于此,我國(guó)從2009年開(kāi)始對(duì)學(xué)校的既有建筑物進(jìn)行大規(guī)模的抗震加固改造工作,目的是盡量提高學(xué)校類建筑的抗震水準(zhǔn),以滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,加固設(shè)計(jì)和措施對(duì)抗震效果的影響十分巨大。本文正是從此點(diǎn)出發(fā),詳細(xì)分析了學(xué)校類建筑的結(jié)構(gòu)形式特點(diǎn)和幾種類型,進(jìn)一步闡述了抗震加固措施,最后對(duì)學(xué)校建筑的抗震加固提出了幾點(diǎn)建議,以供參考。
2.學(xué)校類建筑分類與結(jié)構(gòu)特征
學(xué)校建筑按照結(jié)構(gòu)形式來(lái)區(qū)分,主要分為砌體結(jié)構(gòu)、混凝土框架結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)幾類。砌體結(jié)構(gòu)其為水泥砂漿、轉(zhuǎn)和石塊建造的結(jié)構(gòu),缺乏鋼筋串聯(lián),其一方面各部分連接較弱,同時(shí)沒(méi)有延性階段,如果其破壞則為突然的脆性破壞,這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)導(dǎo)致了其破壞毫無(wú)征兆,且極容易發(fā)生連續(xù)倒塌破壞;混凝土框架結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建造技術(shù)常采用的一種結(jié)構(gòu)形式,具備較好的抗震性,現(xiàn)在建造的通過(guò)可以滿足抗震需求,然而一方面對(duì)于老舊建筑,由于當(dāng)初設(shè)計(jì)規(guī)范與當(dāng)前不符以及結(jié)構(gòu)老化等方面原因,導(dǎo)致了抗震不能滿足當(dāng)前需求,另外是2008年汶川地震后國(guó)家對(duì)學(xué)校類建筑提出了新的明確要求,即其抗震設(shè)防不能低于重點(diǎn)設(shè)防工程,之前建造的建筑同樣需要進(jìn)行一定的加固補(bǔ)強(qiáng)。
學(xué)校類建筑具有大開(kāi)間、大采光窗的建筑形式,需要墻體鑿開(kāi),抗震墻面積則會(huì)較少且不規(guī)則,墻體的不連續(xù)導(dǎo)致了抗側(cè)剛度低,這種形式下墻體很容易破壞,如為砌體結(jié)構(gòu),則抗震性能會(huì)很差。此外,學(xué)校建筑中的橫向往往建造容易超限,主要?jiǎng)t是為了刻意滿足大空間的需求,這種超限會(huì)導(dǎo)致建筑物的整體性較差。正如汶川地震中造成慘重傷亡的情況,當(dāng)前既有的學(xué)校類建筑往往采用預(yù)制樓板,這是具有爭(zhēng)議的,如切實(shí)按照連接部位整澆,加強(qiáng)節(jié)點(diǎn),可具備良好的整體性,然而以我國(guó)現(xiàn)在的建造施工技術(shù)此點(diǎn)往往是很難達(dá)到的,在地震下隨著墻體的平移,預(yù)制板與墻體非常容易脫離,導(dǎo)致預(yù)制板滑移脫落,真正的成為了“殺人板”。
3.抗震加固措施
根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定[1-3],當(dāng)前已有的學(xué)校建筑大部分均需要進(jìn)行一定的加固補(bǔ)強(qiáng)措施。相應(yīng)于不同的結(jié)構(gòu)形式具有不同的實(shí)施措施。按照加固的不同施工方法和位置,主要分為外加固、內(nèi)加固和夾板墻加固三類。外加固,顧名思義就是通過(guò)在建筑物的外側(cè)增加構(gòu)造柱、圈梁和抗震墻等方法來(lái)加固建筑物,從而加強(qiáng)整體性,實(shí)現(xiàn)抗震協(xié)同工作,此方法的優(yōu)勢(shì)在于不占用室內(nèi)面積,完全不影響原建筑的使用功能。內(nèi)加固法則是在內(nèi)部添加構(gòu)造柱、圈梁和拉桿等,一般不會(huì)增設(shè)抗震墻,因在內(nèi)部這會(huì)嚴(yán)重影響其原有功能,如實(shí)在必要且可改變功能時(shí),抗震墻間距過(guò)大則可適當(dāng)添加。夾板墻加固法則是在原有墻體基礎(chǔ)上的加固措施,其通過(guò)采用鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層等手段加固墻體,提高墻體的抗剪切能力。
對(duì)于不同的建造造型和特征,需選用不同的抗震加固方案,存在一個(gè)方案優(yōu)化的過(guò)程。一般從施工方便、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)效益、加固質(zhì)量等四個(gè)方面來(lái)對(duì)方案進(jìn)行評(píng)估。施工方便是基礎(chǔ),技術(shù)先進(jìn)是保障,經(jīng)濟(jì)效益是關(guān)鍵,加固質(zhì)量是目標(biāo)。施工方便是確定加固方案時(shí)首先必須考慮的,方案的優(yōu)劣,首先在于施工是否方便可行,沒(méi)有良好的施工性會(huì)對(duì)抗震加固造成巨大的障礙。確定方案是否可行之后,需要進(jìn)一步考慮其簡(jiǎn)便性,如果施工會(huì)造成巨大的費(fèi)用支出且工期較長(zhǎng),會(huì)影響到施工質(zhì)量,需要考慮其他方案或者加以改進(jìn);技術(shù)先進(jìn)作為加固工作開(kāi)展的保障,其滿足先進(jìn)性才能保證施工進(jìn)度,對(duì)于工期要求嚴(yán)格的特殊工程等,此點(diǎn)往往重點(diǎn)考察;經(jīng)濟(jì)效益好是關(guān)鍵,在進(jìn)行加固改造時(shí)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題不可避免和回避,對(duì)于每個(gè)建筑,都需要有針對(duì)性的進(jìn)行選擇加固方法,同時(shí)必須根據(jù)具體情況考慮經(jīng)濟(jì)實(shí)用與否,這樣加固方案才具有實(shí)際意義;加固質(zhì)量作為加固工作進(jìn)行的目標(biāo),是需要通過(guò)各種措施加以保證的,加固是對(duì)原建筑的補(bǔ)強(qiáng),保證其質(zhì)量才能保證加固工作有意義。
4.結(jié)論與建議
正如本文前面所闡述,汶川地震之后,按照我國(guó)現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,學(xué)校類建筑具有不同于一般建筑的抗震重要性,這對(duì)許多原有建筑提出了抗震加固的要求。在進(jìn)行抗震加固之前,首先需要對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)估,分清其結(jié)構(gòu)體系,鑒定其強(qiáng)度等級(jí),并對(duì)關(guān)鍵部位進(jìn)行檢測(cè),以此做好原建筑的評(píng)估工作,才方便下一步工作進(jìn)行。
參考文獻(xiàn):
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