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框架结构震害与震后修复

地震,后果最严重的自然灾害之一。我国幅员辽阔,地处两大地震带,因此遭遇地震频繁,且地震强度较高。今日凌晨,吉林省松原市5.7级地震震醒了睡梦中的东三省,截至目前,已有多处房屋受损。

  

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  框架结构具有较好的牢固性,已经成为应用较为普及的结构形式。框架结构在设计建设的过程中,存在规定的抗震等级,但由于设计、施工的不合理,或后期服役过程中力学性能的衰减,在地震中仍会发生破坏。无论是从安全还是经济的角度,都应对其进行修复加固处理。

  框架结构的震害

  框架结构在地震中的破坏类别主要分为三种:框架柱破坏、框架梁破坏与梁柱节点的破坏。

  一般情况下,框架柱是地震中,受震害最严重的构件。框架柱顶部在地震作用下易出现裂缝,严重者导致柱顶混凝土压碎,箍筋拉断与纵筋弯曲,令上部梁板发生倾斜,而框架柱底部箍筋一般较密,在地震中震害较轻。框架柱柱身在地震中会受到较强的剪力作用,若箍筋配置不足,会发生斜截面剪切破坏。在过去的地震中,由于框架柱破坏而导致的结构坍塌不在少数,应当引起注意。

  

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  地震中框架梁的病害主要发生在梁端,常见破坏形式为弯曲破坏与剪切破坏。弯曲破坏是由于在地震作用下,混凝土受到的拉应力超过抗拉强度导致裂缝的产生,当地震严重时,还会导致梁端钢筋屈服,截面转角剧增。剪切破坏是由于箍筋配置数量不足,且混凝土经剪切荷载的反复作用下抗剪强度会降低所致,在地震产生的附加剪力作用下,斜裂缝出现直至发生剪切破坏。

  

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  节点在地震中,会承受较大的压力与剪力,当水平地震作用较大,节点受剪力过高时,节点区易因抗剪承载力不足发生剪切破坏。当剪力远远高于压力时,可能会令混凝土压酥破坏优先于箍筋屈服,在地震作用下建筑发生侧移与倾斜。

  框架结构的震后加固

  震后建筑的修复加固,与常规的结构加固有一定的区别。震后加固应进行评估,综合考虑经济性与可行性,且必须考虑到整体与局部的相互作用,遵守“先宏观、后微观”、“先整体、后局部”、“先结构、后构件”的原则。震后加固应先从整体角度确定侧向承载力、刚度或延性的薄弱环节选择整体性的修复方案,可以采用新增填充墙、增设钢支撑、新增梁柱框架等方法。加固时需注意加固后结构刚度不均的现象,避免某个构件因刚度集中而成为下次地震的薄弱环节。

  

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  震后加固修复时,宜纠偏影响建筑正常使用的变形,修补影响结构安全性或耐久性的裂缝,补强或替换失效的构件。当震后评估建筑抗震性与可靠性鉴定满足要求时,可对震损构件、缺陷构件单独进行加固修复。具体方式可在裂缝处理或置换混凝土等修复操作后,进行粘贴纤维复合材、钢构套或钢筋混凝土套、外粘型钢加固等等,各方法对性能的提升存在一定差异,可根据具体需求进行选择。

  

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  地震后的修复与加固相对于地震前的抗震加固,无论是在经济、设计、施工等方面,难度都有明显的提升。从安全角度来说,在地震发生前,对建筑进行抗震加固也是对生命安全的一份保障。卡本认为,相对于震后修复的“亡羊补牢”,更应时刻关注建筑是否满足抗震需求,并及时对不合规建筑进行加固处理。


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