CN108363871A - 一种砌体结构抗震评估的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及砌体建筑抗震技术领域，特别是一种砌体结构抗震评估的应用。本发明提供的结构抗震评估的应用，充分考虑楼层中墙体和构造柱总面积占楼层净面积比值，从而有效克服当前我国传统抗震规范中仅考虑建筑高度、楼层数量、构造柱设置等因素导致的在特定条件下出现漏洞，进而使得建筑物不能满足抗震“三水准”要求的问题。通过应用本发明提供的砌体抗震方法，首先能了解建筑房屋遭遇地震时可能受到的震害程度，然后根据评估结果确定是否采取加固措施，最后对需要加固的砌体结构进行加固处理，以保证建筑质量安全，最大程度减少地震灾害带来的人力财力损失。

Description

一种砌体结构抗震评估的应用
技术领域
本发明涉及砌体建筑抗震技术领域，特别是一种砌体结构抗震评估的应用。
背景技术
我国是一个地震灾害频发的国家，地震带来的人员、财产损失的大多数原因还是由于楼房建筑破坏倒塌，由此，地震对房屋建筑的影响值得大力关注，在种类繁多的建筑结构中，砌体结构建筑在我国历史悠久，存在大量的既有建筑和正在修建的砌体房屋，因此，对砌体结构的抗震研究刻不容缓。具体的，对于砌体结构而言，我国目前常用的抗震鉴定手段依据为《建筑抗震设计规范》(GB50011)、《建筑抗震鉴定标准》(GB50023)，在上述规范标准中，将现有建筑物划分为A、B、C三类，三类建筑抗震鉴定均分为两级，经过两级鉴定后不满足抗震要求的砌体结构就需要加固。由于抗震鉴定验算过程复杂，无法做到快速准确地对地震区砌体房屋做震害分析评估以便及时做出加固处理。同时，目前国内对砌体结构抗震验算所依据的规范《建筑抗震设计规范》(GB50011)对砌体房屋的层数、总高度的限值是按不同设防烈度进行规定，其并没有考虑单位楼层中墙体、构造柱数量对地震作用的影响。而实际震害表明，同一震区，砌体房屋总高度、楼层数相同的情况下，同一单位楼层中墙体和构造柱总面积占楼层净面积比对抗震效果有较大影响，由此，当前采用的砌体结构抗震验算方法并不完全准确。
发明内容
本发明的发明目的在于针对现有砌体结构抗震验算中仅根据国家相关规范、标准要求对砌体房屋的层数、总高度的限值按不同设防烈度进行规定，其并没有考虑单位楼层中墙体、构造柱数量对地震作用的影响从而导致其验算结果不够科学的问题，提供一种新型的，基于楼层中墙体和构造柱总面积占楼层净面积比的砌体结构抗震评估应用。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种砌体结构抗震评估的应用，
包括收集待评估建筑地理信息，并结合该地理信息预测其可能遭遇地震烈度的大小的步骤；
包括收集待评估建筑结构基本参数的步骤；
包括以楼层为基础单位，计算各楼层指标参数的步骤；所述指标参数包括，被计算楼层纵、横两个地震作用方向的墙体及构造柱平面面积之和AWC；及，被计算楼层及被计算楼层以上层建筑平面面积之和ΣAf；
包括计算各楼层墙体面积参数Pwa的步骤；墙体面积参数Pwa＝AWC/ΣAf；
包括将各楼层墙体面积参数Pwa与临界破坏对应值Cwa对比的步骤；
包括如Pwa<Cwa，则判定该楼层需要进行加固，将待加固楼层构造柱侧立面清理干净的步骤；
包括检查构造柱混凝土表面是否有局部缺陷，若有则对构造柱进行补强或加固处理的步骤；
包括基于构造柱对楼层进行加固处理的步骤。
进一步的，所述基本参数包括各楼层净面积、各楼层横墙面积、各楼层纵墙面积、各楼层横向构造柱面积、各楼层纵向构造柱面积中的一种或多种。
进一步的，将各楼层墙体面积参数Pwa与临界破坏对应值Cwa对比的步骤中，
应以待评估建筑所在区域发生大震和/或中震时的临界破坏对应值为基准进行比较。
进一步的，所述局部缺陷包括裂缝、破损。
一些实施例中，基于构造柱对楼层进行加固处理的步骤具体为：
在构造柱侧立面上端或下端安装锚固器，同时在相邻的构造柱侧立面的不同端部安装另一个锚固器；
将分别位于相邻构造柱不同端部的两个锚固器用带有弹性摩擦减震器的制震拉杆相连；弹性摩擦减震器根据房屋整体结构计算选取；
在制震拉杆外安装薄壁钢管保护壳。
进一步的，所述锚固器距离地面以上或楼顶板底以下的距离约为180～220mm，该距离具体是指锚固器与地面或楼顶板较近的距离，如锚固器设置在构造柱上端端部时，该距离指的是锚固器距离楼顶板的距离，相反的，当锚固器设置在构造柱下端端部时，该距离指的是锚固器距离地面的距离，其可以是180～220mm中的任意值，如200mm。
进一步的，所述制震拉杆为圆钢，直径为28～36mm。
另外一些实施例中，基于构造柱对楼层进行加固处理的步骤具体为：
在构造柱侧立面上、下端植筋安装用于连接斜撑的预埋钢板，具体的，植筋应按照《混凝土结构加固设计规范》GB50367中的要求进行；
所述预埋钢板距离地面以上或楼顶板底以下的距离约为180～220mm；同样的，该距离具体是指预埋钢板与地面或楼顶板较近的距离，如预埋钢板设置在构造柱上端端部时，该距离指的是预埋钢板距离楼顶板的距离，相反的，当预埋钢板设置在构造柱下端端部时，该距离指的是预埋钢板距离地面的距离，其可以是180～220mm中的任意值，如200mm。
将双向斜撑安装于相邻构造柱的钢板上。
进一步的，所述双向斜撑为交叉布置的圆钢管。所述圆钢管直径和壁厚由钢管长度对应钢结构设计规范要求的拉、压杆长细比限值确定。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明提供的砌体结构抗震评估的应用，充分考虑楼层中墙体和构造柱总面积占楼层净面积比值，从而有效克服当前我国传统抗震规范中仅考虑建筑高度、楼层数量、构造柱设置等因素导致的在特定条件下出现漏洞，进而使得建筑物不能满足抗震“三水准”要求的问题。
通过应用本发明提供的应用，首先能了解建筑房屋遭遇地震时可能受到的震害程度，然后根据评估结果确定是否采取加固措施，最后对需要加固的砌体结构进行加固处理，以保证建筑质量安全，最大程度减少地震灾害带来的人力财力损失。
加固措施的选择根据《砌体结构加固设计规范》(GB50702-2011)的要求采取经济合理有效的加固措施，也可选用本专利中的弹性摩擦减震器加固法和墙面双向斜撑加固法进行加固处理，以上的两种加固方法具有操作简便，几乎不需要撤去、修复和内置材料，工期短、成本低，安装拆卸时，废材少，噪音小，有利于环境保护等特点。
附图说明
图1是本发明提供的砌体结构抗震评估的应用流程图；
图2是本发明中对楼层进行加固处理一具体实施例的结构示意图；
图3是图2实施例中制震拉杆结构示意图；
图4是本发明中对楼层进行加固处理另一具体实施例的结构示意图；
图5是图4实施例内双向斜撑结构中交叉结构示意图；
图6是图4实施例内钢板预埋结构示意图；
图7是图4实施例内钢板与双向斜撑结构连接示意图；
图中标记：10-构造柱，21-锚固器，22-保护壳，23-制震拉杆，24-弹性摩擦减震器，31-预埋钢板，311-钢筋，32-双向斜撑，33-连接螺栓,34-连接钢板，35-封口端板。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1、图2、图3所示，本实施例提供一种砌体结构抗震评估的应用，其包括如下步骤：
S100：收集待评估建筑地理信息，并结合该地理信息预测其可能遭遇地震烈度的大小；
S200：收集待评估建筑结构基本参数；所述基本参数包括各楼层净面积、各楼层横墙面积、各楼层纵墙面积、各楼层横向构造柱面积、各楼层纵向构造柱面积中的一种或多种。
S300：以楼层为基础单位，计算各楼层指标参数；所述指标参数包括，被计算楼层纵、横两个地震作用方向的墙体及构造柱平面面积之和AWC；及，被计算楼层及被计算楼层以上层建筑平面面积之和Af；
S400：包括计算各楼层墙体面积参数Pwa的步骤；墙体面积参数Pwa＝AWC/ΣAf。
S500：将各楼层墙体面积参数Pwa与临界破坏对应值Cwa对比；临界破坏对应值Cwa查询表格如下：
Cwa表：指标Pwa与破坏程度临界的对应值(带构造柱房屋)mm2.m-2
破坏程度 8度 9度 10度
不发生倒塌破坏 8000 12500 20000
不发生严重破坏 12000 20000 25000
不发生中等破坏 17000 25000 40000
将各楼层墙体面积参数Pwa与临界破坏对应值Cwa对比的步骤中，
应以待评估建筑所在区域发生大震和/或中震时的临界破坏对应值为基准进行比较。具体的，以砌体所在区域8度区为例，评估时首先按照其大震况进行比对，即查询表中9度不发生倒塌破坏对应值为12500，那么当计算得到的Pwa值大于等于12500时，满足抗震规范要求能满足大震不倒；然后按照中震况进行对比，即查询表中8度不发生严重破坏对应值为12000，那么当计算得到的Pwa值大于等于12000时，满足抗震规范要求能满足中震可修；否则，房屋抗震质量不达标。
如Pwa<Cwa，证明该砌体房屋不能够满足我国抗震要求中的“中震可修，大震不倒”，需对该建筑(房屋、楼层)进行加固处理才能抵抗该区域地震烈度下的地震灾害；相反的，如参数Pwa≥Cwa时，证明该砌体房屋能够满足我国抗震要求中的“中震可修，大震不倒”，不需对该房屋进行加固处理即可抵抗该区域地震烈度下的地震灾害。
在得出需要对建筑(房屋、楼层)进行加固的结论后，加固的步骤包括，
S511：将待加固楼层构造柱10侧立面清理干净；
S512：检查构造柱10混凝土表面是否有局部缺陷，若有则对构造柱进行补强或加固处理；所述局部缺陷包括裂缝、破损。补强或加固处理过程应符合《混凝土结构加固设计规范》GB50367中的操作规定。
S513：在构造柱10侧立面上端或下端安装锚固器21，同时在相邻的构造柱10侧立面的不同端部安装另一个锚固器21；所述锚固器21距离地面以上或楼顶板底以下的距离约为180～220mm，该距离具体是指锚固器21与地面或楼顶板较近的距离，如锚固器21设置在构造柱10上端端部时，该距离指的是锚固器21距离楼顶板的距离，相反的，当锚固器21设置在构造柱10下端端部时，该距离指的是锚固器21距离地面的距离，其可以是180～220mm中的任意值，如200mm。
S514：将分别位于相邻构造柱10不同端部的两个锚固器21用带有弹性摩擦减震器24的制震拉杆23相连；弹性摩擦减震器24根据房屋整体结构计算选取；所述制震拉杆23为圆钢，直径为28～36mm。较优实施例中，在制震拉杆23外安装有薄壁钢管保护壳22。
实施例2
如图4至图7所示，本实施例提供的具体应用与实施例1不同点在于，得出需要对建筑(房屋、楼层)进行加固的结论后，加固的步骤包括，
S521：将待加固楼层构造柱10侧立面清理干净；
S522：检查构造柱10混凝土表面是否有局部缺陷，若有则对构造柱10进行补强或加固处理；所述局部缺陷包括裂缝、破损。补强或加固处理过程应符合《混凝土结构加固设计规范》GB50367中的操作规定。
S523：在构造柱10侧立面上、下端植筋安装用于连接斜撑的预埋钢板31，具体结构如图6所示，所植入钢筋311的锚入长度根据规范要求锚筋直径计算确定，植筋应按照《混凝土结构加固设计规范》GB50367中的要求进行；所述预埋钢板31距离地面以上或楼顶板底以下的距离约为180～220mm；同样的，该距离具体是指预埋钢板31与地面或楼顶板较近的距离，如预埋钢板31设置在构造柱10上端端部时，该距离指的是预埋钢板31距离楼顶板的距离，相反的，当预埋钢板31设置在构造柱10下端端部时，该距离指的是预埋钢板31距离地面的距离，其可以是180～220mm中的任意值，如200mm。
S524：将双向斜撑32安装于相邻构造柱的预埋钢板31上；图7给出了双向斜撑与预埋钢筋连接的具体实施例，即通过连接螺栓33，连接钢板34与预埋钢板31连接，优选实施例中，所述双向斜撑32为交叉布置的圆钢管；图5给出了双向斜撑32双向交叉部位的较优实施例，具体的，将端头设置有封口端板35的两端圆钢管通过连接螺栓33、连接钢板34贯穿焊接于不断开的钢管之上，从而形成双向斜撑32的双向交叉结构。所述圆钢管直径和壁厚由钢管长度对应钢结构设计规范要求的拉、压杆长细比限值确定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种砌体结构抗震评估的应用，其特征在于，
包括收集待评估建筑地理信息，并结合该地理信息预测其可能遭遇地震烈度的大小的步骤；
包括收集待评估建筑结构基本参数的步骤；
包括以楼层为基础单位，计算各楼层指标参数的步骤；所述指标参数包括，被计算楼层纵、横两个地震作用方向的墙体及构造柱平面面积之和AWC；及，被计算楼层及被计算楼层以上层建筑平面面积之和ΣAf；
包括计算各楼层墙体面积参数Pwa的步骤；墙体面积参数Pwa＝AWC/ΣAf；
包括将各楼层墙体面积参数Pwa与临界破坏对应值Cwa对比的步骤；
包括如Pwa<Cwa，则判定该楼层需要进行加固，将待加固楼层构造柱侧立面清理干净的步骤；
包括检查构造柱混凝土表面是否有局部缺陷，若有则对构造柱进行补强或加固处理的步骤；
包括基于构造柱对楼层进行加固处理的步骤。
2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述基本参数包括各楼层净面积、各楼层横墙面积、各楼层纵墙面积、各楼层横向构造柱面积、各楼层纵向构造柱面积中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的应用，其特征在于，将各楼层墙体面积参数Pwa与临界破坏对应值Cwa对比的步骤中，
应以待评估建筑所在区域发生大震和/或中震时的临界破坏对应值为基准进行比较。
4.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述局部缺陷包括裂缝、破损。
5.如权利要求1所述的应用，其特征在于，基于构造柱对楼层进行加固处理的步骤具体为：
在构造柱侧立面上端或下端安装锚固器，同时在相邻的构造柱侧立面的不同端部安装另一个锚固器；
将分别位于相邻构造柱不同端部的两个锚固器用带有弹性摩擦减震器的制震拉杆相连；
在制震拉杆外安装薄壁钢管保护壳。
6.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述锚固器距离地面以上或楼顶板底以下的距离约为180～220mm。
7.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述制震拉杆为圆钢，直径为28～36mm。
8.如权利要求1所述的应用，其特征在于，基于构造柱对楼层进行加固处理的步骤具体为：
在构造柱侧立面上、下端植筋安装用于连接斜撑的预埋钢板；
将双向斜撑安装于相邻构造柱的钢板上。
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，
所述双向斜撑为交叉布置的圆钢管。
10.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述钢板距离地面以上或楼顶板底以下的距离约为180～220mm。
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