中小學抗震加固方式探索

四川5?12大地震讓每一個中國人傷痛不已，地震造成許多砌體結構的中小學教學樓倒塌，眾多學生遇難，在此次地震中僅四川省就有7000余間校舍倒塌,很多學校成了災區(qū)孩子們的共同墳墓，現(xiàn)狀之慘烈讓人觸目驚心。隨后我國又經(jīng)歷了幾次不同程度的地震。

在汶川地震后，國家的抗震規(guī)范就快速做了調(diào)整?！督ㄖこ炭拐鹪O防分類標準》GB50223-2008，按照“對學校、醫(yī)院、體育場館、博物館、文化館、圖書館、影劇院、商場、交通樞紐等人員密集的公共服務設施，應當按照高于當?shù)胤课萁ㄖ目拐鹪O防要求進行設計，增強抗震設防能力”的要求，提高了某些建筑的抗震設防類別，特別加強對未成年人在地震等突發(fā)事件中的保護。規(guī)范第6.0.8中規(guī)定：教育建筑中，幼兒園、小學、中學的教學用房以及學生宿舍和食堂，抗震設防類別應不低于重點設防類。

中小學傳統(tǒng)抗震加固方式

傳統(tǒng)的抗震加固方式：

1.水泥砂漿或鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固

2.粘貼鋼板或碳纖維布加固

3.鋼筋混凝土板墻加固

4.增設抗震墻或翼墻加固

5.外加圈梁一構造柱加固

6.鋼絞線網(wǎng)一聚合物砂漿面層加固

7.面層組合柱、組合壁柱加固

8.改變結構體系加固

9.鋼構套加固

中小學抗震加固方式革新

鑒于中小學建筑抗震設防類別的提高，一些已建中小學建筑的抗震設防標準明顯不滿足規(guī)范要求，對存在安全隱患的校舍進行抗震加固工作迫在眉睫。

中小學校舍結構建筑形式大多活潑開放，比如采用一些U型L型的平面不規(guī)則結構，存在高寬比超限或高度超限或豎向剛度突變等問題。對這些結構利用傳統(tǒng)的加固方法也難以改變其高度或高寬比超限的致命弱點，必須采用隔震減震等抗震加固新技術來加強其抗震性能來滿足規(guī)范要求?？拐鸺庸绦录夹g主要包括隔震、耗能減震、主動控制和混合控制等技術。

隔震技術

目前結構控制技術中，應用zui為廣泛和zui為成熟的就是基礎隔震技術。隔震加固是在結構基礎部位設置專門的隔離層，阻止地面運動向上部結構傳遞。從抗震原理來看，實際上是增大結構周期，減小上部結構地震響應，這是一種間接抗震加固方法。并且，由于隔震裝置的水平剛度遠遠小于上部結構的層間水平剛度，上部結構在地震中的水平變形，將從傳統(tǒng)抗震結構的“放大晃動型”變?yōu)楦粽鸾Y構的“整體平動型”，從有較大的層間變位變?yōu)橹挥形⑿〉膶娱g變位，因而上部結構在強地震中仍處于彈性狀態(tài)，不需要另行采取加固措施。

建筑物隔震技術應用具有較長的歷史。例如紫禁城地下的“煮過的糯米拌石灰”，又如日本的“橫豎交錯的多層圓木”等都是所謂的隔震裝置。而現(xiàn)代隔震技術可追溯到1881年日本學者河合浩藏的文章《地震時不遭受大震動的結構》，作者在文中提出了滾木隔震方法。我國上世紀80年代后期開始進行對橡膠隔震墊的研究。杭州大學周福霖教授shuaixian進行橡膠墊的隔震研究，并于1993年9月在浙江汕頭建成首棟采用疊層橡膠支座隔震的房屋建筑。

此后，華中科技大學唐家祥教授在文獻

采用橡膠隔震支座進行隔震是一種常用的建筑物隔震方式。對建筑物破壞zui大的水平地震運動，橡膠支座可以通過大幅度扭曲，大大的削弱傳播到建筑物上的能量，從而有效降低水平地震作用達80%以上。 這樣，在碰到一般地震時，可以使建筑物結構本身不被破壞，還能使室內(nèi)設備、貴重物品及信息系統(tǒng)安然無恙，人們的正常生產(chǎn)、生活及服務活動不會被中斷。我國己頒布了疊層橡膠墊隔震建筑的設計規(guī)范，這必將加快隔震技術在我國推廣和應用。

近年來，為使隔震層造價更為經(jīng)濟合理，采用由滑動摩擦隔震支座和疊層橡膠隔震支座并聯(lián)組成混合隔震體系也做了相應研究，并取得了較大發(fā)展。相信這種技術應用于中小學的加固改造中會逐漸增多并不斷完善。

消能減震技術

結構消能減震加固主要是通過增加結構阻尼來達到減小結構地震響應的目的。屬于一種間接抗震加固方法。這種加固方法通常不需對原結構構件進行較多的加固處理，具有較大的適用性。在風或小震時，這些消能構件或消能裝置具有足夠的初始剛度，處于彈性狀態(tài)，結構仍具有足夠的側向剛度以滿足使用要求。當出現(xiàn)大震或大風時，隨著結構側向變形的增大，消能構件或消能裝置shuaixian進入非彈性狀態(tài)，產(chǎn)生較大阻尼，大量消耗輸入結構的地震或風振能量，其消耗的能量瓦zui大可達到輸入結構的地震能量或風振能量的的90%，使主體結構避免出現(xiàn)明顯的非彈性狀態(tài)，并且迅速衰減結構的地震或風振反應(位移、速度、加速度等)，從而保護主體結構及構件在強地震或大風中免遭破壞。

我國的一些科研院校在引進國外先進技術的基礎上進行了大量卓有成效的研究，研制出加勁阻尼裝置、摩擦阻尼器、粘彈性阻尼器和粘性流體阻尼器等，這些耗能裝置正被愈來愈多地應用于抗震加固工程中。

經(jīng)大量實踐經(jīng)驗證明，消能減震技術能有效的減輕結構的變形和損傷，改善結構的抗震性能。這種加耗能支撐的做法在日本建筑中大量普及。如果設計得當，不僅美觀更能提高校舍的抗震安全性。