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1、 網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院 《工程抗震》離線作業(yè) 學(xué)習(xí)中心： 內(nèi)蒙古巴彥淖爾市奧鵬學(xué)習(xí)中心 層 次： 專升本 專 業(yè)： 土木工程 年 級： 110

2、9 學(xué) 號： 111127403161 學(xué) 生： 王蒙 輔導(dǎo)教師： 完成日期： 2013 年 2 月 20 日  2013年3月份《工程抗震》離線作業(yè) 題目二：計(jì)算題。 四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建造于基本烈度為8度區(qū)域，場地為Ⅰ類，設(shè)計(jì)地震分組為第三組，結(jié)構(gòu)層高和重力代表值見下圖。取一榀典型框架進(jìn)行分析，結(jié)構(gòu)的基本周期為0.56s。 要求：各層水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值。

3、 題目四：查閱相關(guān)資料，簡要介紹現(xiàn)有的既有建筑抗震加固的方法，并談?wù)勀阕约旱囊恍┫敕ā? 要求：回答內(nèi)容應(yīng)與題目要求相一致，字?jǐn)?shù)不少于500，字體宋體小四字，1.5倍行間距，封面按本課程設(shè)計(jì)封面要求填寫，標(biāo)題宋體小二加粗。 答：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)過幾十年的科學(xué)研究和對工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，我國基本形成了層次配套、概念清楚、要求明確、易于掌握的建筑結(jié)構(gòu)成套鑒定與加固技術(shù)。下面分別對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等幾種常見既有建筑的抗震加固方法逐一總結(jié)、分析，并對地基基礎(chǔ)常用加固方法做一說明。 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。直接加固梁、柱構(gòu)件的方法。當(dāng)鋼筋混凝土梁受

4、彎承載力不足時，可采用增大截面、外粘型鋼、粘貼鋼板或纖維復(fù)合材、鋼絲繩網(wǎng)片-聚合物砂漿外加層、增設(shè)支點(diǎn)以及外加預(yù)應(yīng)力等方法加固補(bǔ)強(qiáng)；當(dāng)鋼筋混凝土柱受彎承載力不足時，則可采用增大截面、外粘型鋼、鋼絲繩網(wǎng)片-聚合物砂漿外加層以及外加預(yù)應(yīng)力等方法予以加固；當(dāng)梁、柱構(gòu)件的受剪承載力不足時，可采用增加箍筋、包鋼板箍、粘貼纖維箍、鋼絲繩網(wǎng)片-聚合物砂漿外加層以及纏繞鋼絲等方法進(jìn)行加固；當(dāng)受壓區(qū)混凝土強(qiáng)度偏低或有嚴(yán)重缺陷時，可采用置換混凝土法對構(gòu)件進(jìn)行加固。粘貼纖維復(fù)合材和鋼絲繩網(wǎng)片-聚合物砂漿外加層兩種加固方法，是近年來隨著對加固工程中的新材料、新工藝、新技術(shù)開展廣泛的研究后發(fā)展起來的新技術(shù)，輕質(zhì)高強(qiáng)，加

5、固不增大結(jié)構(gòu)體積，所增加的結(jié)構(gòu)自重幾乎可以忽略不計(jì)；施工工序簡單，可用小型工具操作，因而可以在傳統(tǒng)技術(shù)無法施工的有限作業(yè)空間內(nèi)實(shí)施；施工污染小、無噪聲，且施工進(jìn)度快、工期短。尤其是鋼絲繩網(wǎng)片-聚合物砂漿外加層法還很好地解決了加固后的耐久性、防火以及耐高溫性能等問題。 改變結(jié)構(gòu)受力體系的方法。通過在框架原有圍護(hù)墻及分隔墻位置增設(shè)一定數(shù)量的剪力墻或在框架柱兩側(cè)設(shè)置翼墻，使原來的柔性框架結(jié)構(gòu)改變?yōu)榭蚣?剪力墻結(jié)構(gòu)或壁式框架結(jié)構(gòu)；當(dāng)建筑物需要較大敞開洞口（如學(xué)校、商場等）時，也可采用在原有框架中新加支撐，使原柔性框架結(jié)構(gòu)改變?yōu)榭蚣?支撐結(jié)構(gòu)。該方法通過改變結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系，降低原有框架分擔(dān)的地震作用，

6、在減少加固原框架梁、柱工作量的前提下提高結(jié)構(gòu)抗震能力，達(dá)到抗震設(shè)防要求。該方法關(guān)鍵在于解決好新增墻體或支撐與原框架的連接問題，確保新增抗側(cè)力構(gòu)件與原框架能共同工作。因這種加固方法基本上能保證不影響建筑使用功能，保持原建筑風(fēng)貌，且結(jié)構(gòu)加固工作量相對較少，縮短工期，理論成熟，施工工藝簡單，所以是目前提高既有建筑抗側(cè)力能力的一個重要方法。全國政協(xié)禮堂、北京火車站和國家博物館老館等加固改造工程均采用過此種加固方法。 卸荷方法。二十世紀(jì)五六十年代的公共建筑，其內(nèi)部分隔墻及外圍護(hù)墻基本是較重的磚墻，這些分隔墻一般是按建筑功能要求布置，其平面分布往往不對稱，造成結(jié)構(gòu)平面質(zhì)心與剛心不一致，導(dǎo)致地震作用增大，

7、同時結(jié)構(gòu)在地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)也隨之增大。鑒于此，將原較重的磚墻換成輕質(zhì)隔墻，卸去荷載，既能減輕地震作用和結(jié)構(gòu)在地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，又絲毫不損傷原結(jié)構(gòu)，對改善既有建筑的抗震性能，實(shí)乃一種行之有效的方法。在國家博物館老館加固改造工程中，就曾將上、下層位置不對齊，高大厚重的粘土磚分隔墻換為輕質(zhì)隔墻。 取消建筑物間的伸縮縫，將原來相互獨(dú)立的單體結(jié)構(gòu)連成整體的加固方法。二十世紀(jì)五六十年代的公共建筑，不少是由伸縮縫分成各自獨(dú)立的單體結(jié)構(gòu)，但這些伸縮縫寬度均較小，不能滿足現(xiàn)行抗震規(guī)范對防震縫最小寬度的要求，地震時相鄰房屋互撞導(dǎo)致破壞甚至倒塌。各個單體結(jié)構(gòu)分別加固，施工空間小，難度大，若對部分單體結(jié)構(gòu)采

8、取在伸縮縫處設(shè)置鋼筋混凝土抗震墻，將兩個甚至多個單體連成整體，從整體上綜合考慮結(jié)構(gòu)加固方案，這樣不僅能減少加固工程量，而且易于實(shí)現(xiàn)。 消能減震方法。這種方法是在結(jié)構(gòu)的適當(dāng)部位附加耗能減震裝置，小震時減震裝置如消能桿件或阻尼器處于彈性狀態(tài)，建筑物仍具有足夠的側(cè)向剛度以滿足正常使用要求；在強(qiáng)烈地震作用時，隨著結(jié)構(gòu)受力和變形的增大，讓消能桿件和阻尼器首先進(jìn)入非彈性變形狀態(tài)，產(chǎn)生較大的阻力，大量耗散輸入結(jié)構(gòu)的地震能量并迅速衰減結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)。極強(qiáng)地震能量的主要部分由控制裝置來耗散而非借助主體結(jié)構(gòu)的塑性變形來耗散，從而使主體結(jié)構(gòu)避免進(jìn)入明顯的非彈性狀態(tài)而免遭破壞。另外，控制裝置不僅能有效地耗散地震能量，

9、而且可改變結(jié)構(gòu)的動力特性和受力性能，減少由于結(jié)構(gòu)自振頻率與輸入的地震波的卓越頻率相近引起共振的趨勢，減少結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。如采用消能支撐的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)頻率的變化主要依賴于支撐體系剛度的改變（支撐體系剛度的改變可以通過耗能元件的變形來實(shí)現(xiàn)），而不同普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其頻率的變化是依賴于結(jié)構(gòu)自身損傷引起的剛度變化。作為非承重構(gòu)件，消能元件的損傷過程也是保護(hù)主體結(jié)構(gòu)的過程。這種被動控制技術(shù)能兼顧抗側(cè)剛度的提高和抗側(cè)能力增大，特別在大震時能有效減少地震能量的輸入，明顯降低結(jié)構(gòu)側(cè)移，達(dá)到控制結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的目的。該方法結(jié)構(gòu)簡單，無需外部能量輸入，無特殊的維護(hù)要求，且對原有建筑布局影響甚小，故在公共建筑的抗

10、震加固上應(yīng)用前景廣闊。北京飯店、北京火車站和國家博物館老館改造等工程中都有應(yīng)用砌體結(jié)構(gòu)。面層或板墻加固方法。當(dāng)房屋抗震承載力不足時，可根據(jù)原砌體實(shí)際情況及強(qiáng)度相差大小分別采用水泥砂漿面層、鋼筋網(wǎng)砂漿面層、鋼絞線網(wǎng)-聚合物砂漿面層和現(xiàn)澆鋼筋混凝土板墻加固方法。其中現(xiàn)澆鋼筋混凝土板墻加固方法最為常用，如當(dāng)既有多層砌體房屋的層數(shù)超過規(guī)定限值需改變結(jié)構(gòu)體系或原有墻體抗震承載力差得較多時均首選該加固方法。尤其是噴射鋼筋混凝土，除了增大斷面外，還能填補(bǔ)砌體結(jié)構(gòu)中的孔洞、縫隙、麻面等，施工速度快，加固效果易得到保證。 增設(shè)抗震墻加固方法。當(dāng)房屋抗震承載力不足且建筑使用功能允許時，對局部強(qiáng)度過低的原有墻體可

11、拆除重砌并增設(shè)抗震墻，重砌和增設(shè)抗震墻的結(jié)構(gòu)材料宜采用與原結(jié)構(gòu)相同的磚和砌塊，也可采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土。 外加圈梁-鋼筋混凝土柱加固方法。當(dāng)房屋的整體性不滿足要求時，在建筑專業(yè)許可的情況下，可采用外加圈梁-鋼筋混凝土柱加固房屋。該方法唐山地震后即由工程技術(shù)人員提出并應(yīng)用于砌體結(jié)構(gòu)加固工程中，施工便捷，加固效果易保證，只是對建筑立面有所影響。 隔震加固方法。當(dāng)對房屋加固后抗震性能要求較高時，可采用隔震方法進(jìn)行加固。隔震支座具有很大的豎向剛度和相對較小的水平剛度，在非災(zāi)害荷載作用下，隔震支座處于彈性狀態(tài)，變形很小，可以完全滿足上部結(jié)構(gòu)較高的加固目標(biāo)；在災(zāi)害荷載（大震）作用下，由于支座的水平剛度較

12、小，支座發(fā)生較大的變形，進(jìn)入塑性狀態(tài)，此時整個結(jié)構(gòu)體系的基本周期很大（相對于固定基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)），結(jié)構(gòu)受到的地震作用也相對很小。圖3為傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)與隔震結(jié)構(gòu)地震時建筑物的反應(yīng)。事實(shí)上，隔震結(jié)構(gòu)體系在大震作用下，上部結(jié)構(gòu)的運(yùn)動類似于置于隔震支座上的剛體運(yùn)動，整個上部結(jié)構(gòu)完全處于彈性狀態(tài)，可以達(dá)到結(jié)構(gòu)的正常使用或立即入住水平（見圖4）。該方法用于既有建筑抗震加固在美國、日本等國家已有成功的工程實(shí)例，不僅可用在砌體結(jié)構(gòu)中，也可用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)中。如美國對鹽湖城大廈、洛杉磯政府大樓等幾十棟建筑就是采用此法進(jìn)行加固；日本對一些辦公樓、機(jī)場等大型公共建筑也是采用此方法，效果都十分明顯。鋼結(jié)構(gòu)。直接加

13、固柱、梁、屋架構(gòu)件的方法。在盡量卸荷的情況下，直接對截面進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，如用鋼板或型鋼通過焊接或高強(qiáng)螺栓與原柱連接；在翼緣上加焊水平板、垂直板、斜板或型鋼等加強(qiáng)鋼梁正截面強(qiáng)度；在腹板兩側(cè)加焊鋼板增大鋼梁抗剪強(qiáng)度；增設(shè)支撐以減小柱的計(jì)算長度；增設(shè)吊桿或下支撐構(gòu)件減小梁跨度；采用預(yù)應(yīng)力筋、撐桿構(gòu)架、構(gòu)件再分式等方法加固屋架。 改變結(jié)構(gòu)受力體系的方法。同鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固措施一樣，通過在框架原有圍護(hù)墻及分隔墻位置增設(shè)支撐或剪力墻，使原柔性框架結(jié)構(gòu)改變?yōu)榭蚣?支撐結(jié)構(gòu)或框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，讓新增支撐或剪力墻成為主要抗側(cè)力構(gòu)件，從而大大減小原來框架所受的地震作用。 卸荷方法。 消能減震方法。消能減震裝置是

14、因兩端產(chǎn)生相對速度或相對位移而導(dǎo)致滯回變形或摩擦從而實(shí)現(xiàn)耗能，相對運(yùn)動速度越快或位移越大，產(chǎn)生的阻尼力越大，耗能就越多。一般來說，結(jié)構(gòu)越高、越柔、跨度越大，耗能減震效果越顯著。所以耗能減震加固技術(shù)適用于多高層鋼結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。尤其是屈曲約束耗能支撐，在受拉和受壓兩種狀態(tài)下都能達(dá)到屈服，克服了普通支撐受壓屈曲的問題，是一種集抗側(cè)力和耗能為一體的消能減震裝置。在日本，每年有一半的屈曲約束支撐用于各類建筑抗震加固中，通過測算，屈曲約束支撐為抗震加固最為經(jīng)濟(jì)與便捷的加固手段之一。 地基基礎(chǔ)加固。在既有建筑物抗震加固和改造中，常遇到原有基礎(chǔ)面積不夠的問題，若處理不當(dāng)會造成浪費(fèi)或不能保證上部建

15、筑物的安全。為此，應(yīng)根據(jù)加固目的，結(jié)合地基基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀，從預(yù)期效果、施工難易程度、材料來源和運(yùn)輸條件、施工安全性、對鄰近建筑和環(huán)境的影響、機(jī)具條件、施工工期和造價等方面進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和比較，選定最佳的加固方法。 加大基礎(chǔ)底面積方法。該方法適用于當(dāng)既有建筑物的地基承載力或基礎(chǔ)底面積尺寸不滿足設(shè)計(jì)要求時的加固，可采用混凝土套或鋼筋混凝土套加大基礎(chǔ)底面積。加大基礎(chǔ)底面積的設(shè)計(jì)和施工應(yīng)符合《既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范》JGJ123-2000第6.2.1條的規(guī)定。 當(dāng)不宜采用混凝土套或鋼筋混凝土套加大基礎(chǔ)底面積時，可將原獨(dú)立基礎(chǔ)改成條形基礎(chǔ)；將原條形基礎(chǔ)改成十字交叉條形基礎(chǔ)或筏形基礎(chǔ)；將

16、原筏形基礎(chǔ)改成箱形基礎(chǔ)。該方法因施工簡單，所需設(shè)備少，因而得到較多的應(yīng)用。 微型樁方法。微型樁一般是采用壓力灌漿的方式灌注水泥砂漿或水泥漿而成，一部分漿液滲入樁周土體（特別是對于粗顆粒土），與普通灌注樁相比，樁與樁周土體結(jié)合更緊密，因此，樁側(cè)阻力及樁端阻力均比普通鋼筋混凝土灌注樁要大得多。與其他方法相比，微型樁具有承載力高、沉降量小、所需施工場地較小、能穿透各種障礙物、適用于各種不同的土質(zhì)條件等優(yōu)點(diǎn)，同時樁孔孔徑小，對基礎(chǔ)和地基土幾乎都不產(chǎn)生附加應(yīng)力，施工時對原有基礎(chǔ)影響小，也不干擾建筑物的正常使用。 加深基礎(chǔ)法。該方法適用于地基淺層有較好的土層可作為持力層且地下水位較低的情況?？蓪⒃A(chǔ)

17、埋置深度加深，使基礎(chǔ)支承在較好的持力層上，以滿足設(shè)計(jì)對地基承載力和變形的要求。當(dāng)?shù)叵滤惠^高時，應(yīng)采取相應(yīng)的降水或排水措施。 此外，還有石灰樁、注漿加固等方法，最為常用的是加大基礎(chǔ)底面積和微型樁兩種加固方法。 作業(yè)提交： 1．作業(yè)上交時需對文件進(jìn)行壓縮。Word及壓縮文件的文件名寫法為：[姓名 奧鵬卡號 學(xué)習(xí)中心]（如：戴衛(wèi)東101410013979浙江臺州奧鵬學(xué)習(xí)中心[1]VIP） 2．以附件形式上交離線作業(yè)（附件的大小限制在10M以內(nèi)），選擇已完成的作業(yè)（注意命名），點(diǎn)提交即可。如下圖所示。 注意事項(xiàng)： 1．作業(yè)提交截止時間是2013年2月24日前。 2．作業(yè)應(yīng)該獨(dú)立完成，不準(zhǔn)抄襲其他網(wǎng)站或者請人代做，如有雷同作業(yè)，成績以零分計(jì)。