本公司幼儿园抗震安全检测鉴定报告项目实例展示:
该教学楼设计于1995 年,1997 年建成后投入使用至今,现功能未变,继续使用。教学楼为四层框架结构,长43.20m,宽10.80m(局部宽17.40m),建筑屋面高度为14.70m,层高3.9m、3.6m,建筑面积约2100m2,结构楼、屋盖均为现浇钢筋混凝土梁、板体系,基础为柱下独立基础,持力层为冲积砂质粘土或坡洪积砂质粘土,地基承载力标准值为140kPa。原设计所采用的规范为1989 系列国家标准规范;原设计抗震设防烈度为7 度,设计地震加速度为0.1g,建筑抗震设防类别为丙类,框架原设计抗震等级为三级。依据现场勘查,建筑物的外观基本完好,主要结构受力构件,基本未出现可见裂缝和大的变形
1、结构抗震鉴定
该教学楼为教学用房,根据《程抗震设防分类标准》(GB50223- 2008)及《建筑抗震鉴定标准》(GB50023- 2009)(以下简称《鉴定标准》)1.0.3 条规定属于重点设防类(简称乙类)建筑,应按**本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施。依据《鉴定标准》*1.0.4、1.0.5 条的规定,本工程为90 年代建造的现有建筑,应为B 类建筑,其后续使用年限为40 年,应采用《鉴定标准》各章规定的B 类建筑抗震鉴定方法。
《鉴定标准》规定:现有钢筋混凝土房屋的抗震鉴定,应按结构体系的合理性、结构构件材料的实际强度、结构构件的纵向钢筋和横向箍筋的配置和构件连接的性、填充墙等与主体结构的拉结构造以及构件抗震承载力的综合分析,对整幢房屋的抗震能力进行鉴定。当梁柱节点构造和框架跨数不符合规定时,应评为不满足抗震鉴定要求;当仅有出入口、人流通道处的填充墙不符合规定时,应评为局部不满足抗震鉴定要求;B 类钢筋混凝土房屋应根据所属的抗震等级进行结构布置和构造检查,并通过内力调整进行抗震承载力验算;或按照A类钢筋混凝土房屋计入构造影响对综合抗震能力进行评定。
2、抗震承载力验算
采用《建筑抗震设计规范》(GB50011)的规定的方法,进行抗震承载力验算。利用中国建筑科学研究院提供的PKPM软件进行地震力计算、截面验算。依据厦门市建设与管理局,关于中小学校舍抗震鉴定及审查技术研讨会会议纪要〔2009〕34 号文:抗震验算时,地震加速度值应以抗震设计规范的规定为基准,按后续使用年限进行折减,该教学楼(B 类建筑)地震作用折减系数0.88。
(1)变形验算。地震荷载作用下,该教学楼的弹性层间位移角较大值为1/622;结构薄弱层(部位)弹塑性层间位移角较大值为1/83;X向和Y向的较大层间位移和平均层间位移比分别为1.19 和1.10。均满足满足《建筑抗震设计规范》的相关规定。
(2)楼层综合抗震能力指数。《建筑抗震鉴定标准》*6.3.10条:当抗震构造措施不满足*6.3.1- 9 条的要求时,可按标准*6.2 节的方法计入构造的影响进行综合评价。依据《鉴定标准》*6.2.11,楼层综合抗震能力指数公式:
式中:β- 平面结构楼层综合抗震能力指数;Ψ1- 体系影响系数:依据《建筑抗震鉴定标准》*6.3.13 条确定;Ψ2- 局部影响系数:依据《建筑抗震鉴定标准》*6.2.13 条确定;ξy- 楼层屈服强度系数;Vy- 楼层现有受剪承载力,可按《抗震鉴定标准》附录C 计算;Ve- 楼层的弹性地震剪力:依据《建筑抗震鉴定标准》*6.2.14 条确定;依据《鉴定标准》的要求,该结构分别取Ψ1=0.8,Ψ2=0.9;经过计算,该教学楼两个方向Vcy 值相近
(只计算Y 向), 楼层柱受剪承载力取计算的小值:Vcy=6124.52kN;由PKPM、SATWE- 8 计算结果:该建筑X、Y 向底层较大Ve 值在Y向,为1756.73kN,计算该建筑底层综合抗震能力指数β 得出结果如下:βΨ1Ψ2ξy=0.8×0.9×6124.52/1756.73=2.510>1.0,同理可得,各楼层的综合抗震能力指数β均>1,故该主体结构的综合抗震能力指数满足要求。
(3)构件截面承载力。考虑各种荷载工况组合,进行三维空间力学模型分析,计算梁、柱截面的较大配筋。平面不规则单体,计算分析,采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型,并计及扭转影响。经验算,局部柱轴压比满足要求;部分现有框架柱、梁承载力不满足要求。
3、鉴定结论
依据上述鉴定分析与承载力验算结果得出结论:不满足《建筑抗震鉴定标准》的规定,需进行抗震加固,另建议在加固设计时,尚需对楼梯间框架柱、构造柱、梯梁、梯板等地震时,易损构件进行必要的加固和补强处理。
基于弹塑性动力时程分析法的抗震鉴定方法
弹塑性动力时程分析法是对结构的运动微分方程直接进行逐步积分求解的一种动力分析方法。由弹塑性动力时程分析可得到结构各质点随时间变化的位移、速度和加速度动力反应,分析结构(模型)在确定的地震动输人下的响应(力和变形)自弹性至弹塑性乃至倒塌的全过程,揭示结构在每一时刻的地震反应及动力特性的变化,给出结构构件的开裂和屈服的时刻和顺序,发现应力和塑性变形集中的部位。从而判明结构的屈服机制、薄弱环节和可能的结构破坏机构,较加细致准确地暴露结构的薄弱部位。
1、 弹塑性动力时程分析法的步骤
(1)按照建筑物所在的场地条件、设防烈度等因素,选取若干条具有不同特性的典型强震加速度时程曲线,作为设计用的地震波输入。根据结构体系的力学特性,建立合理的结构振动模型;
(2)根据结构材料特性、构件类型和受力状态,选择恰当的结构恢复力模型,并确定相应于结构的(或构件)开裂、屈服和极限位移等特征点的恢复力特性参数,以及恢复力特性曲线各折线段的刚度数值;
(3)建立结构在地震作用下的振动微分方程;
(4)采用逐步积分法求解振动方程,求出结构反应的位移、速度和加速度,得结构地震反应的全过程;
(5)采用容许变形限值来检验中震和大震下结构弹塑性反应所计算出的结构层间位移角,判别是否符合要求。
2、不足之处
在实践中此法作为框架结构抗震鉴定的一种方法,仍存在以下不足:
(1)弹塑性动力时程分析所需时间较长,需要较大的计算机容量。另外,计算结果的整理及分析也是一个相对较复杂的过程,成本较高;
(2)对工程技术人员的素质要求较高;
(3)结构中的内力一变形之问非线性规律模拟的复杂性客观上也增加了分析的困难。基于以上不足,目前对框架结构进行抗震鉴定时,弹塑性动力时程分析多是作为以上前几种方法的对比分析和补充。
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