各區域抗震設防變化是由歷史、使用、規范變更、等原因而改變,建筑需進行抗震加固。在某些情況下,消能減震技術與傳統加固補強方案相比更具有優勢,可以更好滿足建筑的加固改造需要。
一、消能減震加固技術。
采用消能減震加固技術是在現有建筑中安裝適當數量的消能器。
當建筑遭遇地震作用時,消能器通過結構變形消耗建筑結構的振動能量,將部分建筑結構的動能轉為熱能消散掉,大大減少建筑結構本身的位移或變形,使原本不能滿足承載能力和變形能力抗震目標的房屋達到預期的抗震目標,從而實現房屋的抗震加固目的。
二、常見的消能減震裝置。
1.金屬消能器。
由各種不同特性金屬材料元件或構件制成,利用金屬元件或構件抵抗地震作用中發生彈塑性滯回變形耗散能量的減震裝置。
2.摩擦消能器。
由鋼元件或構件、摩擦片和預壓螺栓等組成,利用兩個或兩個以上元件或構件間相對位移時產生摩擦做功而耗散能量的減震裝置。
3.屈曲約束支撐。
由核心單元、外約束單元等組成,利用核心單元抵抗地震作用中發生拉、壓彈塑性滯回變形耗散能量的減震裝置。
4.黏滯消能器。
由缸體、活塞桿、活塞、黏滯材料等部分組成,利用活塞在黏滯介質中運動,產生與活塞運動速度相關的阻尼力,耗散地震輸入結構中能量的減震裝置。
5.黏彈性消能器。
由黏彈性材料和約束鋼板或圓( 方形或矩形)鋼筒等組成,利用黏彈性材料間產生的剪切或拉壓滯回變形來耗散能量的減震裝置。
三、消能器。
消能器是消能減震加固中的關鍵裝置,它和相關的支撐或者連接構件組成消能部件,安裝到現有建筑中,實現抗震加固的目的。
消能器通過內部材料或構件的摩擦、來回往復的變形(彈性、塑性或黏性)來耗散或吸收地震能量。包括位移相關型消能器、速度相關型消能器和復合型消能器。
四、加固目標。
消能減震加固和傳統加固一樣需要在抗震鑒定的基礎上開展。
設防目標除了“小震不壞、中震可修、大震不倒”的基本要求外,根據近年來房屋抗震設計更加精細化的發展趨勢,特別提出采用性能化設計,以滿足特殊建筑更優化的加固方案要求和更高的抗震設防目標 ;
性能化設計使房屋加固從宏觀定性的目標向具體量化的多重目標過渡,這種目標可以是針對房屋承重結構的,也可以是針對建筑內重要設備或者非承重構件的,從宏觀震害角度可以分為完好無損壞、輕微損壞、中等破壞(一般加固即恢復使用)和不嚴重破壞(經過大修加固后可恢復使用)四個等級。
針對不同的預期目標設計不同的加固方案,在充分的論證后選擇最佳加固方案。
五、消能部件維護。
為保證消能部件在地震作用下能正常發揮預定功能,確保建筑結構的安全,并為以后工程應用和標準修訂積累經驗,業主或房產管理部門應在建筑結構使用過程中進行維護管理。
定期檢查是由物業部門對消能部件本身及其與建筑物連接的狀況進行的正常檢查,其目的是力求盡早發現可能的異常以避免消能部件不能正常使用。
消能器達到使用年限后應進行抽樣檢驗,抽樣率不小于 3%,當檢驗結果不合格時,應加大一倍數量進行檢驗,如檢驗結果仍不合格時,應進行全數檢驗,并對不合格的消能器進行更換。
當遭遇多遇地震時,結構變形較小,消能器位移也不大,通常不需要進行特別關注,只需增加一次常規檢查即可。