地震,后果最嚴重的自然災害之一。我國幅員遼闊,地處兩大地震帶,因此遭遇地震頻繁,且地震強度較高,為人們的生命安全帶來了極大的隱患。框架結構具有較好的牢固性,已經成為應用較為普及的結構形式。框架結構在設計建設的過程中,存在規定的抗震等級,但由于設計、施工的不合理,或后期服役過程中力學性能的衰減,在地震中仍會發生破壞。無論是從安全還是經濟的角度,都應對其進行修復加固處理。
框架結構的震害
框架結構在地震中的破壞類別主要分為三種:框架柱破壞、框架梁破壞與梁柱節點的破壞。一般情況下,框架柱是地震中,受震害最嚴重的構件。框架柱頂部在地震作用下易出現裂縫,嚴重者導致柱頂混凝土壓碎,箍筋拉斷與縱筋彎曲,令上部梁板發生傾斜,而框架柱底部箍筋一般較密,在地震中震害較輕。框架柱柱身在地震中會受到較強的剪力作用,若箍筋配置不足,會發生斜截面剪切破壞。在過去的地震中,由于框架柱破壞而導致的結構坍塌不在少數,應當引起注意。
地震中框架梁的病害主要發生在梁端,常見破壞形式為彎曲破壞與剪切破壞。彎曲破壞是由于在地震作用下,混凝土受到的拉應力超過抗拉強度導致裂縫的產生,當地震嚴重時,還會導致梁端鋼筋屈服,截面轉角劇增。剪切破壞是由于箍筋配置數量不足,且混凝土經剪切荷載的反復作用下抗剪強度會降低所致,在地震產生的附加剪力作用下,斜裂縫出現直至發生剪切破壞。
節點在地震中,會承受較大的壓力與剪力,當水平地震作用較大,節點受剪力過高時,節點區易因抗剪承載力不足發生剪切破壞。當剪力遠遠高于壓力時,可能會令混凝土壓酥破壞優先于箍筋屈服,在地震作用下建筑發生側移與傾斜。
框架結構的震后加固
震后建筑的修復加固,與常規的結構加固有一定的區別。震后加固應進行評估,綜合考慮經濟性與可行性,且必須考慮到整體與局部的相互作用,遵守“先宏觀、后微觀”、“先整體、后局部”、“先結構、后構件”的原則。震后加固應先從整體角度確定側向承載力、剛度或延性的薄弱環節選擇整體性的修復方案,可以采用新增填充墻、增設鋼支撐、新增梁柱框架等方法。加固時需注意加固后結構剛度不均的現象,避免某個構件因剛度集中而成為下次地震的薄弱環節。
震后加固修復時,宜糾偏影響建筑正常使用的變形,修補影響結構安全性或耐久性的裂縫,補強或替換失效的構件。當震后評估建筑抗震性與可靠性鑒定滿足要求時,可對震損構件、缺陷構件單獨進行加固修復。具體方式可在裂縫處理或置換混凝土等修復操作后,進行粘貼纖維復合材、鋼構套或鋼筋混凝土套、外粘型鋼加固等等,各方法對性能的提升存在一定差異,可根據具體需求進行選擇。
地震后的修復與加固相對于地震前的抗震加固,無論是在經濟、設計、施工等方面,難度都有明顯的提升。從安全角度來說,在地震發生前,對建筑進行抗震加固也是對生命安全的一份保障。施邦實業認為,相對于震后修復的“亡羊補牢”,更應時刻關注建筑是否滿足抗震需求,并及時對不合規建筑進行加固處理。