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1、论房屋建筑的抗震设计及加固措施摘 要：我国幅员辽阔，位于欧亚地震带和环太平洋地震带的交汇位置，地震灾害比较频繁，尤其是在汶川地震后，我国开始重视房屋建筑抗震设计及加固措施方面的研究。本文将从房屋建筑抗震设计原理、要点、方法等方面入手，提出针对性的加固措施，希望可以改善我国房屋建筑抗震性能不足的局面，提高房屋建筑的安全性和服务年限。关键词：房屋建筑；抗震设计；加固措施引 言目前，我国大部分房屋建筑的抗震性能不满足国家的相关规定，调查数据显示，房屋建筑结构设计的不足是抗震性能的主要影响因素，为了提高房屋建筑的抗震性能，就应该从建筑结构抗震设计入手，采取相应的加固措施，保证房屋建筑使用者的人身和财产
2、安全。1 房屋建筑的抗震设计1.1 设计原理房屋建筑的结构设计过程中，为了保证建筑物在地震作用下的安全，以及保证建筑物的使用性能，从而采取的“选择”和“验证”的相关行为，简称为抗震设计1。一般情况下，房屋建筑会因为外在荷载或者自身重量，产生竖直方向的作用力，设计时，房屋建筑的梁和柱的主要功能是承担这部分作用力，然而，在地震作用下，房屋建筑需要承担的荷载要远远大于设计荷载，所以，抗震设计必须采用反复的“选择”和“验证”行为，通过考虑不同级别荷载的作用，以实现房屋建筑的抗震目标，这就是抗震设计控制结构设计的原理2。1.2 设计要点级别较大的地震发生的可能性是客观存在的，但是，这种突发性的大地震的频
3、率非常低，同时，七度以上的地震晃动程度取决于房屋建筑的特性。从建筑物的角度来看，在强震动的作用下，存在很明显的不确定性，如果建筑物特性存在差异，即便是在同一强震动作用下、建筑物位于同一地面上，其晃动程度也会明显不同，因此，建筑物的晃动程度与特性之间存在一定的联系3。此外，建筑物的固有周期不同，使得建筑物受到的作用力也不一样，进而导致建筑物各层的破坏程度也不一致，如图1所示。1.3 减震设计设置在建筑物与地面（基础）之间，使之产生与水平运动方向相反的柔性反应装置称为减震装置，在此基础上，通过不同的减震装置构成的系统称为减震系统，应用这种减震系统的建筑物称为减震建筑物，研究表明，减震建筑物的固有周
4、期要明显大于一般建筑物的固有周期，因此，减震建筑物的抗震效果要优于一般建筑物的抗震效果。2 抗震加固设计研究现状从上个世纪九十年代开始，新工艺、新技术以及新材料的出现，使得房屋建筑抗震加固设计技术得到明显的改善，1996年，房屋建筑抗震设计技术方面的标准由美国应用技术委员会颁布和实施，包括混凝上与砌体房屋地震损伤修复标准、混凝上和砌体房屋地震损伤评估标准以及混凝上房屋抗震鉴定及修复规程，这部分标准体系对于地震作用的评价主要采用粘弹性静力分析法。我国的房屋建筑抗震加固设计研究开始于二十世纪初，以碳纤维裹缚构件技术为主，并进行相关的试验分析，数据显示，碳纤维裹缚构件技术可以大大改善房屋建筑的承载力
5、，提高建筑物梁和柱的强度和刚度。3 房屋建筑的抗震加固措施3.1 基于承载力的加固措施（1）卸载构件。卸载房屋建筑构件的主要目的是最大限度的控制建筑物的自重荷载，并且降低承重构件需要承受的外在荷载，进而提高房屋建筑的整体承载力。实际工程中，这种加固措施体现在空心砖和加气混凝土上，通过墙体自重的降低来控制建筑物的承受的荷载。这种抗震加固措施不需要对房屋建筑的结构进行改变，但是，却可以明显改善房屋建筑的抗震性能，大幅度降低工程成本，提高资源的利用效率。（2）增大构件有效截面。通常情况下，以改变承重构件的横断面积为主要方式，改变房屋建筑的承载能力，提高建筑物的整体强度。常见做法是增大承重构件的有效面
6、积以及提高框架构件配筋量，一方面可以提高房屋建筑的抗震性能，另一方面，还能够优化房屋建筑的结构体系。（3）置换混凝土。房屋建筑的结构体系中，由于多方面因素的影响，可能存在强度偏低的混凝土构件，针对这种情况，应该使用高等级的混凝土替换存在缺陷的混凝土，进而提升整体结构的抗震性能。在房屋建筑施工过程中，需要对实时监控加固构件，防止施工操作失误造成构件的破坏，工程条件允许的话，应该采用支顶的方法，确保混凝土的置换效果。（4）碳纤维裹缚法。由于碳纤维的强度比较高，可以处理大偏心受弯、大偏心受压以及轴心受压等问题导致的结构破坏，采用碳纤维裹缚法加固措施后，碳纤维只能用于承受相应的拉力，需要注意的是，若配
7、筋率小于相关规范要求的最小配筋率，则不能应用碳纤维裹缚法进行加固处理。3.2 基于能量消耗的加固措施（1）隔震加固措施。这种加固措施的原理是尽量降低地震作用力对建筑物结构内部的影响，将地震作用下，建筑物的结构变形转移到隔震层中。现有的房屋建筑隔震装置主要包括以下几种：即悬吊隔震、滑移隔震、橡胶垫隔震以及弹簧系隔震。其中，弹簧铰接的基底隔震建筑如图2所示。隔震加固措施能够明显改善房屋建筑的抗震性能，但是，由于实际工程操作难度较大，工程应用较少。（2）降低地震波的能量。这种抗震加固措施是通过大阻尼耗能装置的设置，借助设备的结构阻尼系数，最大限度的消耗地震波的能量，进而减小地震对房屋建筑的影响程度，
8、防止房屋建筑的主体结构受到严重的损坏。随着消能抗震技术理论研究的不断成熟，我国的建筑逐渐开始应用这种技术，使得不同级别、不同种类的大阻尼耗能装置得到工程检验，抗震效果显著。现有的大阻尼耗能装置包括粘弹性阻尼器、加劲阻尼（ADAS）装置和摩擦式阻尼器，汶川地区灾后重建中，框架结构的房屋建筑以消能减震技术为主。4 结 语当前，地震灾害的频繁出现，给人类的生命和财产安全带来了严重的影响，为了改变这种问题，大多数国家开始注重房屋建筑的抗震设计及加固措施研究，本文指出，房屋建筑的抗震设计应该全面了解设计原理、要点及方法，在此基础上，才可以提出针对性的房屋建筑抗震加固措施，采用有效的抗震装置，改善房屋建筑的抗震性能。参考文献1建筑杭震设计规范（GB50011-2010）M.中国建筑工业出版社，2010.2地震灾后建筑鉴定与加固技术指南M.北京：中国建筑工业出版社，2008.3姜宇，王庆红，李如白.碳纤维加固技术及其工程应用J.工业建筑，2011（3）：3943.
