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地震科普|体育场馆的抗震鉴定与加固

* 来源: 转载 * 作者: admin * 发表时间: 2023-02-07 14:20:36 * 浏览: 2174

地震带来最直接的严重后果是 房屋倒塌 ,人员伤亡以及相关的直接经济损失。

地震带来最直接的严重后果是 房屋倒塌 ,人员伤亡以及相关的直接经济损失。

大型体育场馆作为城市或地区的大型公共场馆,在发生较大灾害时能够成为应急避难场所。

因此,有必要对未考虑抗震设防或虽考虑抗震设防但是不满足抗震设防要求的体育场馆进行 抗震性能鉴定 ,并进行 加固处理 ,从而提高结构的抗震性能,减轻地震破坏,减少人员伤亡和财产损失。

需要进行抗震鉴定的情况

《建筑抗震鉴定标准》 (GB 50023—2009) 明确规定,现有建筑有以下情况时应进行抗震鉴定:

1. 接近超过设计使用年限需要继续使用的建筑。

2. 原设计未考虑抗震设防或抗震设防要求提高的建筑。

3. 需要改变结构的用途和使用环境的建筑。

4. 其他有必要进行抗震鉴定的建筑。

结构抗震性能的鉴定

结构抗震性能鉴定要根据建筑的后续使用年限采用相应的抗震鉴定方法。

后续使用年限 30 年的建筑 (A类建筑) 应进行综合抗震能力 两级鉴定 ,后续使用年限 40 年的建筑 (B类建筑) 应进行 抗震措施鉴定 和 抗震承载力验算 ,对于后续使用年限为 40 年的重点设防类框架结构,还需要进行 变形验算 。

在抗震承载力验算过程中要根据抗震构造措施的符合程度和部位计入构造的影响。

根据 《建筑工程抗震设防分类标准》 (GB 50223) 相关规定,大型、观众席容量很多的中型体育场和体育馆 (含游泳馆) ,抗震设防类别应划为重点设防类,因此对于多数后续使用年限 40 年的大跨体育场馆均需要进行变形验算。

国内外抗震加固实例

日本

在防震减灾方面,日本政府将 学校建筑与避难场所相结合 ,其中公立学校约 90% 有避难场所功能。 1995 年阪神大地震后,日本推出 “校舍补强计划” ,对中小学校舍及体育馆等进行了大规模的抗震加固。

抗震加固的主要特点是从 整体抗震性能 出发,找出最薄弱环节,对薄弱环节进行重点抗震加固。

例如采用增加斜向钢支撑、屋盖水平拉结措施来增加建筑物强度,采用柱子外包钢或增大截面等来控制构件变形。

美国

美国夏威夷的 Aloha 体育馆建于 20 世纪 70 年代,按照 1970 年UBC (Uniform Building Code) 规范设计,不满足 2006 年IBC (International Building Code) 规范抗震和抗风的要求。

主要采取的抗震加固措施为 将体育馆外墙的填充墙改为钢板剪力墙以增加结构的抗侧刚度 ,并在与墙相连接的径向钢梁的连接节点上增加梁腋板以提高节点抗震能力,保证 结构的安全性能 。

中国

新中国成立前 的我国体育建筑主要为 砌体结构 ,规模较小,承重形式单一, 未考虑抗震设防 。

新中国成立后 主要为 钢筋混凝土框架结构 主体与 钢结构屋架 相结合。 20 世纪 80 年代以前的建筑物多未考虑抗震设防,构件的配筋以及节点连接难以满足现行相关规范要求。

老旧体育场地

在既有大跨体育建筑的抗震加固中,主要有以下两种加固方式:

1. 增加结构的抗震承载力

可以采用钢筋网砂浆面层加固墙体外包钢加固混凝土梁碳纤维布加固混凝土楼板等措施,提高整体建筑的抗震承载力。

对于 抗震设防烈度 大于 7 度的地区,往往采用综合加固方法进行方案设计,形成多道抗震防线。

2. 减少结构的地震作用

由于大跨度体育场馆的屋盖通常采用 钢结构 ,钢结构在形成体系后不宜进行焊接,所以对于大跨度钢结构进行加固的 难度较大 , 成本也较高 。

可以通过增设隔震、减震装置,或者设置新的耗能减震装置,减少地震作用对原结构的地震作用,同时不加固屋盖结构就能满足整体抗震要求。

资料参考:《大跨体育场馆的抗震鉴定、加固研究与实践》张胜。

来源:济震微讯

需要进行抗震鉴定的情况

《建筑抗震鉴定标准》 (GB 50023—2009) 明确规定,现有建筑有以下情况时应进行抗震鉴定:

1. 接近超过设计使用年限需要继续使用的建筑。

2. 原设计未考虑抗震设防或抗震设防要求提高的建筑。

3. 需要改变结构的用途和使用环境的建筑。

4. 其他有必要进行抗震鉴定的建筑。

结构抗震性能的鉴定

结构抗震性能鉴定要根据建筑的后续使用年限采用相应的抗震鉴定方法。

后续使用年限 30 年的建筑 (A类建筑) 应进行综合抗震能力 两级鉴定 ,后续使用年限 40 年的建筑 (B类建筑) 应进行 抗震措施鉴定 和 抗震承载力验算 ,对于后续使用年限为 40 年的重点设防类框架结构,还需要进行 变形验算 。

在抗震承载力验算过程中要根据抗震构造措施的符合程度和部位计入构造的影响。

根据 《建筑工程抗震设防分类标准》 (GB 50223) 相关规定,大型、观众席容量很多的中型体育场和体育馆 (含游泳馆) ,抗震设防类别应划为重点设防类,因此对于多数后续使用年限 40 年的大跨体育场馆均需要进行变形验算。

国内外抗震加固实例

日本

在防震减灾方面,日本政府将 学校建筑与避难场所相结合 ,其中公立学校约 90% 有避难场所功能。 1995 年阪神大地震后,日本推出 “校舍补强计划” ,对中小学校舍及体育馆等进行了大规模的抗震加固。

抗震加固的主要特点是从 整体抗震性能 出发,找出最薄弱环节,对薄弱环节进行重点抗震加固。

例如采用增加斜向钢支撑、屋盖水平拉结措施来增加建筑物强度,采用柱子外包钢或增大截面等来控制构件变形。

美国

美国夏威夷的 Aloha 体育馆建于 20 世纪 70 年代,按照 1970 年UBC (Uniform Building Code) 规范设计,不满足 2006 年IBC (International Building Code) 规范抗震和抗风的要求。

主要采取的抗震加固措施为 将体育馆外墙的填充墙改为钢板剪力墙以增加结构的抗侧刚度 ,并在与墙相连接的径向钢梁的连接节点上增加梁腋板以提高节点抗震能力,保证 结构的安全性能 。

中国

新中国成立前 的我国体育建筑主要为 砌体结构 ,规模较小,承重形式单一, 未考虑抗震设防 。

新中国成立后 主要为 钢筋混凝土框架结构 主体与 钢结构屋架 相结合。 20 世纪 80 年代以前的建筑物多未考虑抗震设防,构件的配筋以及节点连接难以满足现行相关规范要求。

老旧体育场地

在既有大跨体育建筑的抗震加固中,主要有以下两种加固方式:

1. 增加结构的抗震承载力

可以采用钢筋网砂浆面层加固墙体外包钢加固混凝土梁碳纤维布加固混凝土楼板等措施,提高整体建筑的抗震承载力。

对于 抗震设防烈度 大于 7 度的地区,往往采用综合加固方法进行方案设计,形成多道抗震防线。

2. 减少结构的地震作用

由于大跨度体育场馆的屋盖通常采用 钢结构 ,钢结构在形成体系后不宜进行焊接,所以对于大跨度钢结构进行加固的 难度较大 , 成本也较高 。

可以通过增设隔震、减震装置,或者设置新的耗能减震装置,减少地震作用对原结构的地震作用,同时不加固屋盖结构就能满足整体抗震要求。

资料参考:《大跨体育场馆的抗震鉴定、加固研究与实践》张胜。

来源:济震微讯