當(dāng)前，世界多地區(qū)地震頻發(fā)，對(duì)建筑物都造成了程度不同的損害，給人民的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)了諸多危險(xiǎn)。為減少地震帶來(lái)的傷害，加大建筑物抵御地震的強(qiáng)度，需要在建造建筑物時(shí)，加大抗震性能，確保建筑物在受到地震的損害時(shí)能夠盡相當(dāng)大程度減小對(duì)人的傷害。因此，研究抗震技術(shù)、探究抗震方法，強(qiáng)化對(duì)建筑物抗震理論的研究，有助于豐富抗震性能的技術(shù)發(fā)展。
研究背景
建筑抗震設(shè)計(jì)主要是由于地球地震的發(fā)生及其所帶來(lái)的損失。地震主要源于地殼結(jié)構(gòu)的變化或者運(yùn)動(dòng)而引起的地殼巖層的破裂。發(fā)生地震后便從震源開(kāi)始向周圍傳播振動(dòng)波，振動(dòng)波傳到地面便對(duì)地面物體產(chǎn)生影響，即形成地面運(yùn)動(dòng)。比如，房屋的倒塌、山體滑坡、地陷等等都可能成為地震的后果。地震所產(chǎn)生的后果在學(xué)術(shù)上也被稱作為地震反應(yīng)。
正是因?yàn)槲覈?guó)擁有廣大的國(guó)土面積，并且我國(guó)正處在地球三大地震帶中環(huán)太平洋地震帶、歐亞地震帶兩地帶之間的范圍較廣，在印度板塊、太平洋板塊和菲律賓板塊的相互擠壓下，導(dǎo)致我國(guó)地震頻發(fā)，國(guó)土面積中60%的領(lǐng)域會(huì)受到地震的潛在威脅60%，給人民的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)較大的挑戰(zhàn)。根據(jù)有關(guān)地震研究機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)，針對(duì)全世界150多次大地震的分析，約有90%的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失是由建筑物倒塌導(dǎo)致的，建筑物的抗震級(jí)別、建筑質(zhì)量直接影響著地震對(duì)建筑物的損害程度。因此，加固建筑物的抗震性能，提高建筑物的質(zhì)量，是有效應(yīng)對(duì)地震損害的重要舉措，對(duì)當(dāng)前建筑質(zhì)量較差、屬于危房等的房屋驚醒抗震鑒定和加固是亟需進(jìn)行的一項(xiàng)重要二急迫的任務(wù) 。
地震基本理論
1.地震的類型與成因
從地震原因來(lái)分析，地震可以劃分為五種：第一，人工地震。人工地震主要是由于人類活動(dòng)而產(chǎn)生的地震現(xiàn)象，比如地下發(fā)生的核爆炸、工業(yè)爆破等等所引起的地面震動(dòng)，越來(lái)越多的研究證明也興修水庫(kù)、開(kāi)采油氣等也有可能誘發(fā)地震。第二，誘發(fā)地震。誘發(fā)地震主要是因?yàn)橛吞镒⑺退畮?kù)儲(chǔ)水等因素而導(dǎo)致的地震，誘發(fā)地震基本上在油田或者水庫(kù)等區(qū)域發(fā)生。第三，塌陷地震。塌陷地震主要是由于礦井發(fā)生塌陷或者地下溶洞出現(xiàn)陷落而導(dǎo)致的地震。塌陷地震發(fā)生的次數(shù)少，規(guī)模小，所產(chǎn)生的影響或者損失也小。第四，火山地震。火山地震主要是因?yàn)榛鹕降谋l(fā)而導(dǎo)致的地震，比如氣體爆炸和巖漿噴沖所產(chǎn)生的地震，火山地震一般情況下發(fā)生在火山活動(dòng)區(qū)域。
2.地震的強(qiáng)度
在地震發(fā)生后，地震測(cè)量成為相關(guān)工作者的重要工作，地震測(cè)量主要是對(duì)地震進(jìn)行評(píng)級(jí)，判斷地震發(fā)生的強(qiáng)度。地震強(qiáng)度主要是通過(guò)震級(jí)進(jìn)行衡量，地震震級(jí)主要是表現(xiàn)其強(qiáng)度的等級(jí)，一般利用M符號(hào)來(lái)標(biāo)示。地震震級(jí)的高低與其所釋放出來(lái)的能量多少有關(guān)，通過(guò)地震震級(jí)以體現(xiàn)地震的規(guī)模。同時(shí)每次地震的發(fā)生只能有一個(gè)地震震級(jí)指標(biāo)。目前世界上常用的地震震級(jí)為里氏震級(jí)，里氏震級(jí)主要是指在鎮(zhèn)中一百千米的位置所存在的地震儀所記錄的振幅常用對(duì)數(shù)，振幅以A表示，它表示震動(dòng)所產(chǎn)生的地動(dòng)相當(dāng)大位移水平，其單位往往用m表示。地震發(fā)生后所產(chǎn)生的后果，即地震烈度。地震烈度主要是地震發(fā)生后，某地區(qū)建筑物及其他地面物體所遭受的影響程度，一般以I來(lái)表示。I的確定主要是根據(jù)人們對(duì)地震的感覺(jué)或者地面物品如家具發(fā)生振動(dòng)的情況，以及建筑物所發(fā)生的破壞程度而綜合確定。
目前，在我國(guó)所使用的地震烈度分為12級(jí)，每次地震的發(fā)生只能產(chǎn)生一個(gè)震級(jí)，可所產(chǎn)生的地震烈度卻有許多個(gè)。再者，地震烈度的大小主要跟某地和地震震中的距離有關(guān)，跟震中距離越遠(yuǎn)，其地震烈度將越小，跟震中的距離越近，其所產(chǎn)生的地震烈度則越大。地震中心區(qū)域的地震烈度相當(dāng)大，即震中烈度。在探討地震烈度中，還有一個(gè)概念叫地震基本烈度，地震基本烈度主要是指某地一般情況下在未來(lái)某時(shí)期內(nèi)可能遇到的相當(dāng)大的地震烈度。由于每個(gè)地區(qū)的地質(zhì)條件、歷史地震狀況、地形條件等不同，它們的基本地震烈度也將有所不同。
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震加固綜述
1.建筑物加固改造的目的
地震對(duì)建筑物造成損害的主要原因就在于建筑物的安全性較差、建筑質(zhì)量不高、抗震性能較差。因此，對(duì)建筑物的可靠性進(jìn)行檢測(cè)，確定其能否抵御地震的損害，對(duì)抗震性能較差的建筑物進(jìn)行加固，提高其抗震性能，有助于保護(hù)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。自20世紀(jì)50年代以來(lái)，政府有關(guān)部門就組織對(duì)抗震性能較差的房屋進(jìn)行了加固，近幾十年來(lái)，國(guó)內(nèi)有許多建筑物得到加工加固的實(shí)例也是不勝枚舉，積累了豐富了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。許多學(xué)者也發(fā)表了大量文獻(xiàn)資料.對(duì)于如何加固房屋的結(jié)構(gòu)、如何處理房屋構(gòu)件的損壞等都提出了很多有益的技術(shù)，對(duì)于進(jìn)一步推進(jìn)防震技能都起到了非常大的作用。
一般說(shuō)來(lái)，對(duì)建筑物進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固主要目的在于：（1）提高建筑物結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的強(qiáng)度；（2）提高建筑物結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的穩(wěn)定性；（3）提高建筑物結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的剛度；（4）提高建筑物結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的耐久性。由于房屋的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的破損程度不同，補(bǔ)強(qiáng)加固的要求和目的也不甚相同。因此，在對(duì)建筑物進(jìn)行加固時(shí)，應(yīng)當(dāng)有針對(duì)性的采取不同的加固技術(shù)、使用不同的加固方法及措施，有針對(duì)性加固這些房屋的堅(jiān)固性，才能提高房屋的抗震性能。
2.鋼筋混凝土抗震加固原則
所謂抗震加固，實(shí)質(zhì)上就是指，通過(guò)改善建筑物結(jié)構(gòu)的構(gòu)件、結(jié)構(gòu)受力等途徑，加固建筑物構(gòu)件的堅(jiān)固性，以提高結(jié)構(gòu)的抗震能力，從而相當(dāng)大程度的減小地震對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)的破壞.其抗震加固原則如下：
（1）總體效應(yīng)原則。即在制定建筑物的加固方案時(shí)，應(yīng)從整體上考慮整個(gè)建筑的加固效果，應(yīng)避免出現(xiàn)局部構(gòu)件加強(qiáng)而整體抗力下降的現(xiàn)象，這樣的統(tǒng)籌規(guī)劃有助于實(shí)現(xiàn)建筑物整體性抗震性能的相當(dāng)優(yōu)化。（2）構(gòu)件加固與結(jié)構(gòu)體系加固的原則。當(dāng)某些構(gòu)件不滿足安全度要求時(shí)必須進(jìn)行加固，但結(jié)構(gòu)體系的加固往往會(huì)被忽視.例如個(gè)別構(gòu)件加固后引起剛度和強(qiáng)度分布情況的變化，應(yīng)從整個(gè)結(jié)構(gòu)體系安全的角度來(lái)考慮.另外結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的連接的加固對(duì)結(jié)構(gòu)整體性的影響也是很大的。（3）局部加固與整體加固的原則。當(dāng)對(duì)個(gè)別構(gòu)件加固后不影響整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的受力性能時(shí)，可以進(jìn)行局部加固，例如設(shè)備爆炸引起個(gè)別梁板的破壞，這時(shí)只要將受破壞的梁板加固到原有抗力就可以。當(dāng)結(jié)構(gòu)整體不滿足要求時(shí)，例如當(dāng)結(jié)構(gòu)在地震作用下的側(cè)向變形不滿足要求時(shí)，宜對(duì)結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行加固。（4）臨時(shí)性加固與長(zhǎng)久性加固的原則。臨時(shí)加固的要求可降低一些，主要采取一些臨時(shí)措施防止建筑物在短時(shí)間內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)理想的抗震效果。而長(zhǎng)久性加固的要求應(yīng)高一些，需要從整體和部分對(duì)建筑物的構(gòu)件進(jìn)行加固。
3.建筑物抗震加固的程序
關(guān)于建筑物的抗震加固，其有著一定的程序，主要表示在以下幾個(gè)步驟：
首先，按照當(dāng)前的負(fù)荷要求、建筑物工程的現(xiàn)狀、建筑物的設(shè)計(jì)圖紙，在《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50023-2009）的原則下，對(duì)現(xiàn)在已經(jīng)存在的建筑物的抗震強(qiáng)度進(jìn)行鑒定，對(duì)這些建筑物中所出現(xiàn)的不符合要求和現(xiàn)行規(guī)范的進(jìn)行登記和改進(jìn)指導(dǎo)。其實(shí)在鑒定過(guò)程中，一般涉及到兩個(gè)方面的內(nèi)容，第一，建筑物的整體結(jié)構(gòu)滿足沒(méi)滿足以上規(guī)范中的抗震要求，這主要涉及到建筑的結(jié)構(gòu)方案、設(shè)防烈度等是否跟目前的規(guī)范相符。第二，建筑物中單個(gè)的構(gòu)建滿足沒(méi)滿足以上規(guī)范中的抗震要求，對(duì)這些構(gòu)建的檢測(cè)主要是通過(guò)水準(zhǔn)儀等儀器進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)建筑物構(gòu)建的卻像和抗震強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而判斷其性能。在對(duì)建筑物的抗震強(qiáng)度進(jìn)行鑒定之后，根據(jù)鑒定結(jié)果設(shè)計(jì)出合理科學(xué)的加固方案。其次，對(duì)已確定的加固方案，做進(jìn)一步的細(xì)化。實(shí)地考察建筑物的整體抗震性能以及各部分損壞程度，繪制施工圖紙，并對(duì)施工工藝、施工方法、施工用料、施工注意事項(xiàng)等提出具體的要求。盡量避免損傷原構(gòu)件，以防止加固過(guò)程中對(duì)原有結(jié)構(gòu)造成新的破壞。最后，根據(jù)已繪制好的圖紙、已準(zhǔn)備好的建筑材料進(jìn)行施工。施工要嚴(yán)格根據(jù)抗震加固的方案進(jìn)行，根據(jù)圖紙嚴(yán)格施工中用料控制，保證施工的整個(gè)進(jìn)程在根據(jù)圖紙要求的同時(shí)，又根據(jù)建筑物的實(shí)際情況進(jìn)行必要的調(diào)整，適時(shí)修改加固的方案，完善加固的技術(shù)設(shè)計(jì)，保證建筑物的抗震效果能夠達(dá)到需要。
4.鋼筋混凝土抗震加固技術(shù)
傳統(tǒng)抗震加固技術(shù)
（1）增大截面法，又稱外包混凝土加固法，通過(guò)在原混凝土構(gòu)件外，疊澆新的鋼筋混凝土，增大結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面面積及配筋，達(dá)到提高結(jié)構(gòu)的承載力和剛度的目的；加大截面法適用于混凝土柱、板、梁等結(jié)構(gòu)構(gòu)件。這樣有助于擴(kuò)大地震震動(dòng)時(shí)力的承受面積，相當(dāng)大程度的減少震動(dòng)對(duì)建筑物的損害。
（2）外包鋼加固法，是在加固構(gòu)件四周包以角鋼，從而提高構(gòu)件承載力的一種加固方法，分干式外包鋼和濕式外包鋼兩種形式。干式外包法，是指角鋼直接包于被加固構(gòu)件的四周，或雖然填塞有水泥砂漿，但不能保證結(jié)合面有效地傳遞剪力；濕式外包法，是指在角鋼和被加固構(gòu)件之間留有一定的間隙，間隙用乳膠水泥砂漿或注入結(jié)構(gòu)膠填實(shí)。該方法可以在幾乎不改變構(gòu)件截面尺寸的情況下***提高構(gòu)件的承載力、增大延性和剛度。外包鋼加固法適用于混凝土柱、梁等。
（3）調(diào)整受力體系的建筑物加固技術(shù)，其主要是利用鋼支撐、混凝土抗震墻等抗側(cè)力構(gòu)件將發(fā)生地震時(shí)建筑物結(jié)構(gòu)所形成的受力結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變，目的是將地震發(fā)生后的大部分作用力轉(zhuǎn)移到鋼支撐或者抗震墻上，使建筑物原構(gòu)件承受非常小的地震沖擊力，以達(dá)到加固的目的 。
（4）粘鋼加固技術(shù)。粘鋼加固技術(shù)主要是指通過(guò)結(jié)構(gòu)膠或者粘結(jié)劑在混凝土結(jié)構(gòu)的表明粘貼薄鋼板，從而讓混凝土跟鋼板一起發(fā)揮作用，共同承受地震沖擊力。這種加固技術(shù)一般應(yīng)用于抗剪和抗彎承載力結(jié)構(gòu)的加固。
（5）其他加固技術(shù)。其他加固技術(shù)主要有剪力墻技術(shù)和增設(shè)支撐體系技術(shù)等等，主要是使整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)變得更加具有剛度，以增強(qiáng)其抗震強(qiáng)度。
抗震加固新技術(shù)
抗震加固技術(shù)主要包括以下三種：
第一，基礎(chǔ)隔震技術(shù)�；A(chǔ)隔震技術(shù)主要是指在建筑基礎(chǔ)和建筑上部結(jié)構(gòu)間安裝系統(tǒng)的隔震裝置，從而對(duì)地震所釋放的能量進(jìn)行阻隔，防止其向上傳遞，以預(yù)防對(duì)建筑上部結(jié)構(gòu)造成損壞�；A(chǔ)隔震技術(shù)的具體執(zhí)行主要表現(xiàn)在混合隔震技術(shù)、支撐式擺動(dòng)隔震技術(shù)、滾軸和滾珠隔震技術(shù)、摩擦滑移隔震技術(shù)、疊層橡膠墊隔震技術(shù)等。目前，基礎(chǔ)隔震技術(shù)在世界建筑中被廣泛應(yīng)用，其中美國(guó)加利福尼亞的***建筑物“奧克蘭市政大廳”在1989年舊金山7級(jí)地震嚴(yán)重受損后采取了基礎(chǔ)隔震技術(shù)對(duì)其進(jìn)行加固，到現(xiàn)在都矗立不倒。
第二，消能減震技術(shù)。消能減震技術(shù)主要是指在建筑物結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)許多阻尼器，利用阻尼器將地震所釋放出來(lái)的巨大能量進(jìn)行消耗，從而減少這些能量對(duì)建筑上部結(jié)構(gòu)的沖擊，以防止對(duì)建筑物產(chǎn)生破壞。消能減震技術(shù)中比較常用的阻尼器主要有：黏滯液體阻尼器、黏彈性阻尼器、摩擦阻尼器、金屬屈服阻尼器等等。效能減震技術(shù)在世界上也是一種應(yīng)用比較***的技術(shù)，相對(duì)于基礎(chǔ)隔震技術(shù)具有一定的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)為：技術(shù)執(zhí)行過(guò)程中基本上是無(wú)濕作業(yè)，對(duì)建筑的正常使用不產(chǎn)生任何影響；確保了建筑物的原貌，實(shí)現(xiàn)了抗震水平提高和使用功能改善的雙重目標(biāo) 。
第三，高強(qiáng)聚合物砂漿+高強(qiáng)不銹鋼絞線加固技術(shù)，此技術(shù)是最近幾年來(lái)新發(fā)展出來(lái)的建筑物加固抗震技術(shù)。其主要是通過(guò)之前編制好的不銹鋼絞線進(jìn)行張緊，用膨脹螺栓固定在被加固的混凝土構(gòu)件表面，然后抹20～40 mm厚高強(qiáng)聚合物砂漿。其原理是通過(guò)高強(qiáng)聚合物砂漿與被加固構(gòu)件混凝土面的黏合力，將被加固構(gòu)件所受到的外荷載作用力，傳給高強(qiáng)不銹鋼絞線承擔(dān)。此技術(shù)具有耐火和不生銹、***度的優(yōu)點(diǎn)，因此，在世界上開(kāi)始被許多建筑設(shè)計(jì)師所青睞。其將來(lái)一定會(huì)被廣泛應(yīng)用于建筑建設(shè)之中。
結(jié)語(yǔ)
總而言之，該文結(jié)合如何加強(qiáng)剛接混凝土結(jié)構(gòu)的抗震級(jí)別，分析了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中進(jìn)行抗震加固的基本原則，而且對(duì)日常常用的鋼筋混凝土加固方法進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，并探討了抗震加固的特點(diǎn)以及需要注意的問(wèn)題，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震加固提出些許建議。
可以說(shuō)，當(dāng)前隨著地震的頻發(fā)，我國(guó)正面臨著嚴(yán)峻的抗震形式問(wèn)題，據(jù)國(guó)地震部局的分析顯示，自2006年至2020年，我國(guó)大陸地區(qū)發(fā)生10次左右7級(jí)以上地震的可能性極大；其中，東部6級(jí)、西部7級(jí)的地震危險(xiǎn)區(qū)共計(jì)有27個(gè)，覆蓋著全國(guó)22個(gè)省、市。毫不夸張的說(shuō)，我國(guó)多省市都面臨著較為嚴(yán)峻的抗震形勢(shì)問(wèn)題，人民的生命財(cái)產(chǎn)面臨著較大的安全隱患，多次地震的結(jié)果也表明，抗震性能較差的如果房屋、工程設(shè)施和設(shè)備，地震后必將對(duì)這些建筑物造成巨大的損害。當(dāng)前，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們防震意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)建筑物防震性能增強(qiáng)的研究越來(lái)越多，防震的技術(shù)方法也是不斷提高，對(duì)于抗震性能增強(qiáng)的方法已由傳統(tǒng)的方法更新為日益現(xiàn)代化的抗震方法。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震加固技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于提高建筑物的質(zhì)量、保證建筑物免受地震的損害大有裨益。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)避免了傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)中“硬碰硬”的設(shè)計(jì)方法，其技術(shù)更為簡(jiǎn)單、減震的機(jī)理更加明確、抗震的效果更好，更有助于保證建筑物的安全。我們有理由相信鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)的研究也會(huì)越來(lái)越多，該技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)更加成熟。
