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消能减震和隔震加固设计应根据既有建筑的结构类型、抗震鉴定结果、加固目标及场地条件等综合选用,并重点关注特殊建筑的论证要求、装置的连接与更换、以及不同水准地震作用下的性能控制。
消能减震和隔震加固设计
一般规定
适用范围
消能减震加固设计适用于既有钢筋混凝土结构、钢结构、单层厂房、底层(部)框架砖房等结构;隔震加固设计适用于多层砌体、多高层钢筋混凝土等结构。
特殊建筑的论证要求
对学校、幼儿园、医院、养老机构、儿童福利机构、应急指挥中心、应急避难场所、广播电视等既有建筑进行抗震加固时,应经充分论证后采用隔震、减震等技术,保证其抗震性能符合抗震设防规定。论证时应提供采用隔震、减震技术的抗震设防专篇设计文件,根据专家论证意见调整后的抗震设防专篇文件随施工图设计文件一同备案。
方案比选
采用隔震技术加固前,应根据结构抗震设防类别、场地条件、设计地震动参数、既有建筑的结构类型和改造后的使用要求、托换施工的条件,对隔震技术加固方案进行技术和经济综合分析,确定合理的隔震方案。当由于设防类别或设防烈度的提高,导致钢筋混凝土结构的抗震承载力及抗震措施不满足鉴定要求时,宜采用隔震加固或消能减震加固。
装置工作年限与更换
减隔震装置的设计工作年限不宜低于既有建筑结构的加固设计工作年限,当减隔震装置的设计工作年限低于既有建筑结构加固设计工作年限时,应预设更换措施并明确检测时间。
消能减震加固设计
消能器选型原则
消能减震加固设计时,应根据既有建筑的抗震鉴定结果、多遇地震作用下的承载力和变形要求及罕遇地震作用下的结构变形控制要求,并考虑既有建筑状况,选择设置适当的消能器。消能器的选择应考虑消能器在不同水准地震作用下的工作状态、消能器与既有建筑的连接形式和技术可靠性、技术经济指标等因素。
既有建筑减震加固的设计思路
既有建筑减震加固设计应基于结构现状反推减震方案,重点关注子结构承载力和连接承载力,反推减震装置阻尼力,并考虑减震装置布置位置等既有建筑状况。设计的核心是在约束条件下寻求最优解,将结构安全、功能保留与经济可行性结合。
加固方案要点
采用消能减震技术加固时,宜减少对原结构构件的加固量;建筑加固后的结构刚度宜分布均匀;单跨框架结构可采用增设屈曲约束支撑的方案;既有建筑采用预制楼板时,应首先加强楼、屋盖整体性。房屋刚度不足、明显不均匀或有明显扭转效应时,可增设位移相关型消能器加固;结构构件的承载力不足或抗震构造措施不满足要求且房屋刚度足够时,可增设速度相关型消能器加固。
消能器布置与连接
消能器可直接布置于既有建筑内部,必要时对连接部位或个别构件进行加固;当在既有建筑内部不便于设置消能器时,可增设带消能器的附加框架进行加固,应计入该框架与原结构的组合刚度。消能部件的设置,应便于检查、维护和替换。
屈曲约束支撑加固框架的要求
采用屈曲约束支撑加固的钢筋混凝土框架结构,抗震等级、层间位移角限值应按照钢筋混凝土框架结构取值。
隔震加固设计
加固前综合分析
采用隔震技术加固前应对隔震技术加固方案进行技术和经济综合分析,以“技术可行、经济合理、适配需求”为核心原则,围绕结构抗震设防类别、场地条件、使用要求等要素开展。
地基基础要求
地基基础应符合现行国家标准中对隔震结构地基基础的有关规定。对隔震结构的地基基础应进行与设防地震和罕遇地震有关的验算,并适当提高抗液化措施;隔震建筑地基基础的抗震验算和地基处理应按本地区抗震设防烈度进行,甲、乙类建筑的抗液化措施应按提高一个液化等级确定,直至全部消除液化沉陷。
性能化设计时的性能目标
当结构加固采用抗震性能化设计方法时,应根据加固后建筑设防目标,分别确定隔震支座、连接和附加部件的性能目标。隔震支座的性能目标需重点关注变形能力、耗能能力和极限状态下的安全性;连接节点需重点关注承载力和延性,避免节点先于支座破坏;附加部件需结合功能需求与设防目标,避免因附加部件失效影响隔震效果或建筑功能。
隔震层变形空间预留
采用隔震技术加固的既有建筑结构周边应预留隔震层变形空间。既有建筑周边存在邻近建筑时,其净距不应小于现行地方标准的变形限值。