地震科普｜體育場館的抗震鑒定與加固
地震帶來最直接的嚴(yán)重后果是 房屋倒塌 ，人員傷亡以及相關(guān)的直接經(jīng)濟(jì)損失。
地震帶來最直接的嚴(yán)重后果是 房屋倒塌 ，人員傷亡以及相關(guān)的直接經(jīng)濟(jì)損失。
大型體育場館作為城市或地區(qū)的大型公共場館，在發(fā)生較大災(zāi)害時能夠成為應(yīng)急避難場所。
因此，有必要對未考慮抗震設(shè)防或雖考慮抗震設(shè)防但是不滿足抗震設(shè)防要求的體育場館進(jìn)行 抗震性能鑒定 ，并進(jìn)行 加固處理 ，從而提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，減輕地震破壞，減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。
需要進(jìn)行抗震鑒定的情況
《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》 （GB 50023—2009） 明確規(guī)定，現(xiàn)有建筑有以下情況時應(yīng)進(jìn)行抗震鑒定：
1. 接近或超過設(shè)計(jì)使用年限需要繼續(xù)使用的建筑。
2. 原設(shè)計(jì)未考慮抗震設(shè)防或抗震設(shè)防要求提高的建筑。
3. 需要改變結(jié)構(gòu)的用途和使用環(huán)境的建筑。
4. 其他有必要進(jìn)行抗震鑒定的建筑。
結(jié)構(gòu)抗震性能的鑒定
結(jié)構(gòu)抗震性能鑒定要根據(jù)建筑的后續(xù)使用年限采用相應(yīng)的抗震鑒定方法。
后續(xù)使用年限 30 年的建筑 （A類建筑） 應(yīng)進(jìn)行綜合抗震能力 兩級鑒定 ，后續(xù)使用年限 40 年的建筑 （B類建筑） 應(yīng)進(jìn)行 抗震措施鑒定 和 抗震承載力驗(yàn)算 ，對于后續(xù)使用年限為 40 年的重點(diǎn)設(shè)防類框架結(jié)構(gòu)，還需要進(jìn)行 變形驗(yàn)算 。
在抗震承載力驗(yàn)算過程中要根據(jù)抗震構(gòu)造措施的符合程度和部位計(jì)入構(gòu)造的影響。
根據(jù) 《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》 （GB 50223） 相關(guān)規(guī)定，大型、觀眾席容量很多的中型體育場和體育館 （含游泳館） ，抗震設(shè)防類別應(yīng)劃為重點(diǎn)設(shè)防類，因此對于多數(shù)后續(xù)使用年限 40 年的大跨體育場館均需要進(jìn)行變形驗(yàn)算。
國內(nèi)外抗震加固實(shí)例
日本
在防震減災(zāi)方面，日本政府將 學(xué)校建筑與避難場所相結(jié)合 ，其中公立學(xué)校約 90% 有避難場所功能。 1995 年阪神大地震后，日本推出 “校舍補(bǔ)強(qiáng)計(jì)劃” ，對中小學(xué)校舍及體育館等進(jìn)行了大規(guī)模的抗震加固。
抗震加固的主要特點(diǎn)是從 整體抗震性能 出發(fā)，找出最薄弱環(huán)節(jié)，對薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)抗震加固。
例如采用增加斜向鋼支撐、屋蓋水平拉結(jié)措施來增加建筑物強(qiáng)度，采用柱子外包鋼或增大截面等來控制構(gòu)件變形。
美國
美國夏威夷的 Aloha 體育館建于 20 世紀(jì) 70 年代，按照 1970 年UBC （Uniform Building Code） 規(guī)范設(shè)計(jì)，不滿足 2006 年IBC （International Building Code） 規(guī)范抗震和抗風(fēng)的要求。
主要采取的抗震加固措施為 將體育館外墻的填充墻改為鋼板剪力墻以增加結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度 ，并在與墻相連接的徑向鋼梁的連接節(jié)點(diǎn)上增加梁腋板以提高節(jié)點(diǎn)抗震能力，保證 結(jié)構(gòu)的安全性能 。
中國
新中國成立前 的我國體育建筑主要為 砌體結(jié)構(gòu) ，規(guī)模較小，承重形式單一， 未考慮抗震設(shè)防 。
新中國成立后 主要為 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu) 主體與 鋼結(jié)構(gòu)屋架 相結(jié)合。 20 世紀(jì) 80 年代以前的建筑物多未考慮抗震設(shè)防，構(gòu)件的配筋以及節(jié)點(diǎn)連接難以滿足現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范要求。
老舊體育場地
在既有大跨體育建筑的抗震加固中，主要有以下兩種加固方式：
1. 增加結(jié)構(gòu)的抗震承載力
可以采用鋼筋網(wǎng)砂漿面層加固墻體、外包鋼加固混凝土梁和碳纖維布加固混凝土樓板等措施，提高整體建筑的抗震承載力。
對于 抗震設(shè)防烈度 大于 7 度的地區(qū)，往往采用綜合加固方法進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，形成多道抗震防線。
2. 減少結(jié)構(gòu)的地震作用
由于大跨度體育場館的屋蓋通常采用 鋼結(jié)構(gòu) ，鋼結(jié)構(gòu)在形成體系后不宜進(jìn)行焊接，所以對于大跨度鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的 難度較大 ， 成本也較高 。
可以通過增設(shè)隔震、減震裝置，或者設(shè)置新的耗能減震裝置，減少地震作用對原結(jié)構(gòu)的地震作用，同時不加固屋蓋結(jié)構(gòu)就能滿足整體抗震要求。
資料參考：《大跨體育場館的抗震鑒定、加固研究與實(shí)踐》張勝。
來源：濟(jì)震微訊
需要進(jìn)行抗震鑒定的情況
《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》 （GB 50023—2009） 明確規(guī)定，現(xiàn)有建筑有以下情況時應(yīng)進(jìn)行抗震鑒定：
1. 接近或超過設(shè)計(jì)使用年限需要繼續(xù)使用的建筑。
2. 原設(shè)計(jì)未考慮抗震設(shè)防或抗震設(shè)防要求提高的建筑。
3. 需要改變結(jié)構(gòu)的用途和使用環(huán)境的建筑。
4. 其他有必要進(jìn)行抗震鑒定的建筑。
結(jié)構(gòu)抗震性能的鑒定
結(jié)構(gòu)抗震性能鑒定要根據(jù)建筑的后續(xù)使用年限采用相應(yīng)的抗震鑒定方法。
后續(xù)使用年限 30 年的建筑 （A類建筑） 應(yīng)進(jìn)行綜合抗震能力 兩級鑒定 ，后續(xù)使用年限 40 年的建筑 （B類建筑） 應(yīng)進(jìn)行 抗震措施鑒定 和 抗震承載力驗(yàn)算 ，對于后續(xù)使用年限為 40 年的重點(diǎn)設(shè)防類框架結(jié)構(gòu)，還需要進(jìn)行 變形驗(yàn)算 。
在抗震承載力驗(yàn)算過程中要根據(jù)抗震構(gòu)造措施的符合程度和部位計(jì)入構(gòu)造的影響。
根據(jù) 《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》 （GB 50223） 相關(guān)規(guī)定，大型、觀眾席容量很多的中型體育場和體育館 （含游泳館） ，抗震設(shè)防類別應(yīng)劃為重點(diǎn)設(shè)防類，因此對于多數(shù)后續(xù)使用年限 40 年的大跨體育場館均需要進(jìn)行變形驗(yàn)算。
國內(nèi)外抗震加固實(shí)例
日本
在防震減災(zāi)方面，日本政府將 學(xué)校建筑與避難場所相結(jié)合 ，其中公立學(xué)校約 90% 有避難場所功能。 1995 年阪神大地震后，日本推出 “校舍補(bǔ)強(qiáng)計(jì)劃” ，對中小學(xué)校舍及體育館等進(jìn)行了大規(guī)模的抗震加固。
抗震加固的主要特點(diǎn)是從 整體抗震性能 出發(fā)，找出最薄弱環(huán)節(jié)，對薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)抗震加固。
例如采用增加斜向鋼支撐、屋蓋水平拉結(jié)措施來增加建筑物強(qiáng)度，采用柱子外包鋼或增大截面等來控制構(gòu)件變形。
美國
美國夏威夷的 Aloha 體育館建于 20 世紀(jì) 70 年代，按照 1970 年UBC （Uniform Building Code） 規(guī)范設(shè)計(jì)，不滿足 2006 年IBC （International Building Code） 規(guī)范抗震和抗風(fēng)的要求。
主要采取的抗震加固措施為 將體育館外墻的填充墻改為鋼板剪力墻以增加結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度 ，并在與墻相連接的徑向鋼梁的連接節(jié)點(diǎn)上增加梁腋板以提高節(jié)點(diǎn)抗震能力，保證 結(jié)構(gòu)的安全性能 。
中國
新中國成立前 的我國體育建筑主要為 砌體結(jié)構(gòu) ，規(guī)模較小，承重形式單一， 未考慮抗震設(shè)防 。
新中國成立后 主要為 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu) 主體與 鋼結(jié)構(gòu)屋架 相結(jié)合。 20 世紀(jì) 80 年代以前的建筑物多未考慮抗震設(shè)防，構(gòu)件的配筋以及節(jié)點(diǎn)連接難以滿足現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范要求。
老舊體育場地
在既有大跨體育建筑的抗震加固中，主要有以下兩種加固方式：
1. 增加結(jié)構(gòu)的抗震承載力
可以采用鋼筋網(wǎng)砂漿面層加固墻體、外包鋼加固混凝土梁和碳纖維布加固混凝土樓板等措施，提高整體建筑的抗震承載力。
對于 抗震設(shè)防烈度 大于 7 度的地區(qū)，往往采用綜合加固方法進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，形成多道抗震防線。
2. 減少結(jié)構(gòu)的地震作用
由于大跨度體育場館的屋蓋通常采用 鋼結(jié)構(gòu) ，鋼結(jié)構(gòu)在形成體系后不宜進(jìn)行焊接，所以對于大跨度鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的 難度較大 ， 成本也較高 。
可以通過增設(shè)隔震、減震裝置，或者設(shè)置新的耗能減震裝置，減少地震作用對原結(jié)構(gòu)的地震作用，同時不加固屋蓋結(jié)構(gòu)就能滿足整體抗震要求。
資料參考：《大跨體育場館的抗震鑒定、加固研究與實(shí)踐》張勝。
來源：濟(jì)震微訊
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