在 無(wú)錫鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加層改造時(shí),要保證建筑的抗震性能,需要從多個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)著手,涵蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、連接構(gòu)造、材料選用以及施工質(zhì)量把控等方面,以下是詳細(xì)的保障措施:
一、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
抗震設(shè)防目標(biāo)確定依據(jù)建筑所在地區(qū)的地震設(shè)防烈度、場(chǎng)地類別以及建筑的重要性等因素,明確合理的抗震設(shè)防目標(biāo)。例如,對(duì)于一般的民用建筑,要確保在遭遇低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震時(shí),主體結(jié)構(gòu)不受損壞或不需修理可繼續(xù)使用;在遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震時(shí),可能發(fā)生損壞,但經(jīng)一般性修理仍可繼續(xù)使用;在遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的罕遇地震時(shí),不至于倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。
結(jié)構(gòu)選型與布置優(yōu)化
選型:結(jié)合既有建筑的結(jié)構(gòu)形式和加層功能需求,選擇合適的 無(wú)錫鋼結(jié)構(gòu)體系,如鋼框架結(jié)構(gòu)、鋼框架 - 支撐結(jié)構(gòu)、鋼桁架結(jié)構(gòu)等。像鋼框架 - 支撐結(jié)構(gòu),通過(guò)設(shè)置支撐構(gòu)件,能有效提高結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度,增強(qiáng)抵抗水平地震作用的能力。
布置:在平面布置上,應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)的質(zhì)量中心和剛度中心重合,避免出現(xiàn)過(guò)大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。例如,柱網(wǎng)的布置要規(guī)則對(duì)稱,避免出現(xiàn)異形、偏心的情況;在豎向布置方面,要保證結(jié)構(gòu)剛度均勻變化,避免出現(xiàn)剛度突變的薄弱層,如相鄰樓層的柱截面尺寸、梁的高度等不宜有過(guò)大的差異,層間剛度比需滿足相關(guān)抗震規(guī)范要求。
進(jìn)行抗震計(jì)算分析運(yùn)用專業(yè)的結(jié)構(gòu)分析軟件,按照現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)規(guī)范,對(duì)加層后的鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行多遇地震作用下的彈性分析、設(shè)防地震作用下的彈塑性分析以及罕遇地震作用下的彈塑性時(shí)程分析等。準(zhǔn)確計(jì)算出結(jié)構(gòu)在不同地震水準(zhǔn)下的內(nèi)力、位移等響應(yīng),為構(gòu)件設(shè)計(jì)和構(gòu)造措施提供科學(xué)依據(jù),確保結(jié)構(gòu)在地震作用下的各項(xiàng)性能指標(biāo)符合要求。
二、可靠的連接構(gòu)造
梁柱連接采用合理的梁柱連接方式,常見(jiàn)的有剛性連接、半剛性連接等。對(duì)于抗震要求較高的建筑,剛性連接更為合適,如焊接或高強(qiáng)螺栓連接的剛接節(jié)點(diǎn),能保證在地震作用下梁柱之間的內(nèi)力傳遞可靠,協(xié)同工作性能好。同時(shí),要對(duì)梁柱連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計(jì),例如在節(jié)點(diǎn)域設(shè)置加勁肋,增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的承載能力和耗能能力,避免節(jié)點(diǎn)過(guò)早破壞。
支撐與主體結(jié)構(gòu)連接如果采用鋼框架 - 支撐結(jié)構(gòu),支撐與框架梁柱的連接至關(guān)重要。連接部位應(yīng)保證足夠的強(qiáng)度和剛度,可通過(guò)焊接、螺栓連接等方式,并按照設(shè)計(jì)要求設(shè)置連接節(jié)點(diǎn)板,確保支撐在承受地震水平力時(shí)能夠有效地將力傳遞到主體結(jié)構(gòu)上,發(fā)揮其增強(qiáng)側(cè)向剛度和耗能的作用。而且連接節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造要便于施工操作,保證施工質(zhì)量的一致性。
新舊結(jié)構(gòu)連接在鋼結(jié)構(gòu)加層與既有建筑結(jié)構(gòu)連接時(shí),要進(jìn)行專門的連接設(shè)計(jì)。比如采用植筋、化學(xué)錨栓等方式將鋼結(jié)構(gòu)柱腳與既有建筑的屋面或樓層結(jié)構(gòu)可靠連接,同時(shí)要對(duì)連接部位進(jìn)行加固處理,保證新舊結(jié)構(gòu)之間能夠協(xié)同受力,在地震作用下不會(huì)出現(xiàn)相對(duì)位移或連接處破壞的情況。可以通過(guò)設(shè)置過(guò)渡梁、加強(qiáng)板等構(gòu)造措施,使新舊結(jié)構(gòu)的剛度和變形協(xié)調(diào)一致。
三、優(yōu)質(zhì)的材料選用
鋼材材質(zhì)選擇選用符合抗震設(shè)計(jì)要求的鋼材,一般優(yōu)先選擇具有良好韌性、延性和可焊性的鋼材品種,如 Q355、Q390 等高強(qiáng)度低合金鋼。這些鋼材在地震作用下能夠通過(guò)自身的變形來(lái)吸收和耗散能量,減少結(jié)構(gòu)脆性破壞的可能性。同時(shí),要確保鋼材的質(zhì)量合格,具有相應(yīng)的質(zhì)量證明文件,其屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率等力學(xué)性能指標(biāo)需滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。
連接件材料匹配對(duì)于連接用的高強(qiáng)螺栓、焊接材料等,要與主體鋼材相匹配。高強(qiáng)螺栓的強(qiáng)度等級(jí)、規(guī)格要根據(jù)設(shè)計(jì)要求選用,并且要保證其預(yù)拉力值符合標(biāo)準(zhǔn);焊接材料要根據(jù)鋼材的材質(zhì)、焊接工藝要求等選擇合適的焊條、焊絲等,確保焊接質(zhì)量可靠,焊接接頭的強(qiáng)度、韌性等性能滿足抗震結(jié)構(gòu)的需要。
四、嚴(yán)格的施工質(zhì)量把控
施工工藝執(zhí)行嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)文件和相關(guān)施工規(guī)范要求執(zhí)行施工工藝,例如鋼結(jié)構(gòu)的焊接施工,要控制好焊接參數(shù)(電流、電壓、焊接速度等),保證焊縫的質(zhì)量,焊縫外觀應(yīng)平整、無(wú)氣孔、夾渣等缺陷,內(nèi)部質(zhì)量要通過(guò)探傷檢測(cè)(如超聲波探傷、射線探傷等)達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn);對(duì)于高強(qiáng)螺栓的施工,要按照規(guī)定的扭矩值進(jìn)行擰緊,采用扭矩扳手進(jìn)行終擰檢查,確保螺栓連接的緊固程度符合要求。
質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)在施工過(guò)程中,加強(qiáng)對(duì)各施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè),包括鋼材的進(jìn)場(chǎng)復(fù)驗(yàn),對(duì)每一批次鋼材的力學(xué)性能、化學(xué)成分等進(jìn)行抽檢;對(duì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制作尺寸、平整度等進(jìn)行檢查,確保構(gòu)件符合設(shè)計(jì)要求;在安裝過(guò)程中,對(duì)結(jié)構(gòu)的整體垂直度、平面位置、節(jié)點(diǎn)連接質(zhì)量等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)整改,保證鋼結(jié)構(gòu)加層建筑的施工質(zhì)量達(dá)到抗震設(shè)計(jì)的預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。
施工人員素質(zhì)保障參與鋼結(jié)構(gòu)加層改造施工的人員,特別是焊工、架子工、鋼結(jié)構(gòu)安裝工等關(guān)鍵工種,要具備相應(yīng)的專業(yè)技能和資質(zhì)證書(shū),并且要定期進(jìn)行技能培訓(xùn)和安全教育,熟悉抗震施工的要點(diǎn)和質(zhì)量要求,確保施工操作的規(guī)范性和準(zhǔn)確性,從人員層面保障施工質(zhì)量和抗震性能。
通過(guò)以上全面且嚴(yán)格的措施,從設(shè)計(jì)源頭到施工落地,全方位保障鋼結(jié)構(gòu)加層改造后建筑的抗震性能,使其在面臨地震等自然災(zāi)害時(shí)能夠具備良好的抵抗能力,保障人員和財(cái)產(chǎn)安全。 |