研究背景:
我國(guó)面臨較高的地震風(fēng)險(xiǎn),如何切實(shí)提升我國(guó)城鄉(xiāng)防災(zāi)減災(zāi)能力已成為一項(xiàng)重要研究課題。多次震害調(diào)查表明,抗震鑒定與加固是提升既有建筑抗震能力與減輕地震災(zāi)害的有效手段。近十五年我國(guó)抗震鑒定與加固事業(yè)發(fā)展迅速:汶川地震發(fā)生后,我國(guó)啟動(dòng)了“校安工程”,對(duì)全國(guó)中小學(xué)建筑進(jìn)行了結(jié)構(gòu)安全評(píng)估,并對(duì)安全隱患的校舍進(jìn)行了改造;同時(shí),我國(guó)在農(nóng)村和城市地區(qū)還廣泛?jiǎn)?dòng)了老舊房屋改造項(xiàng)目;自2018年以來,我國(guó)針對(duì)自然災(zāi)害防治的關(guān)鍵領(lǐng)域和薄弱環(huán)節(jié),推動(dòng)建設(shè)包括災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查和重點(diǎn)隱患排查工程、地震易發(fā)區(qū)房屋設(shè)施加固工程在內(nèi)的九項(xiàng)重點(diǎn)工程,開啟了抗震鑒定與加固事業(yè)的新時(shí)期。
然而,如今面對(duì)量大面廣的既有建筑,不同的業(yè)主對(duì)于建筑性能需求存在差異,結(jié)構(gòu)加固與建筑改造愈發(fā)聯(lián)系緊密,由此在抗震加固技術(shù)的決策層面,不僅要求考慮技術(shù)的有效性和耐久性,還要考慮技術(shù)本身的社會(huì)經(jīng)濟(jì)特性。
為了更好地服務(wù)加固技術(shù)應(yīng)用的決策,支撐地震易發(fā)區(qū)房屋設(shè)施加固工程的開展,本綜述以時(shí)間為軸,深入討論國(guó)內(nèi)外抗震鑒定與加固工作誕生初期的背景與理念,以及發(fā)展沿革的不同階段與特征(如下圖1、2);以史為鑒,并基于“構(gòu)件增強(qiáng)”“體系改變”和“隔減震控制”等機(jī)理,總結(jié)了國(guó)內(nèi)外常用加固技術(shù)的起源與應(yīng)用;基于目前眾多各具特色的加固技術(shù),聚焦技術(shù)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)特性,分析高效益、低擾動(dòng)的加固技術(shù)類型,探討未來適合推廣的技術(shù)發(fā)展方向。
研究方法及結(jié)果:
基于對(duì)抗震加固與鑒定行業(yè)歷史與發(fā)展現(xiàn)狀的總結(jié)分析,本綜述總結(jié)得到的主要結(jié)論如下:
1. 綜述總結(jié)分析了我國(guó)抗震設(shè)防目標(biāo)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與鑒定發(fā)展過程中的傳承與差異,發(fā)現(xiàn)其受理論研究進(jìn)展和時(shí)代經(jīng)濟(jì)情況影響,在不同歷史階段具有鮮明的特征,并逐步論述性能化設(shè)計(jì)與鑒定在我國(guó)的起源與發(fā)展。
2. 本文通過劃分性能化設(shè)計(jì)的發(fā)展階段,并歸納不同加固技術(shù)的作用機(jī)理,認(rèn)為當(dāng)前我國(guó)基于性能的抗震設(shè)計(jì)與鑒定方法正在逐步適應(yīng)多樣工程需求以及先進(jìn)的修復(fù)和加固技術(shù)。
3. 本文進(jìn)一步明確性能化設(shè)計(jì)在房屋鑒定與加固工程中的內(nèi)涵。性能化設(shè)計(jì)在抗震加固工程中應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)在加固技術(shù)機(jī)理與結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的失效機(jī)理的針對(duì)性匹配,并且對(duì)具有不同地震安全隱患或達(dá)到不同破壞程度的既有建筑物,建議采取差異性加固改造策略和規(guī)模,為業(yè)主提供多級(jí)性能目標(biāo)下的多級(jí)加固方案。
4. 綜述最后聚焦加固決策,建議進(jìn)一步關(guān)注加固技術(shù)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性,包括加固材料的經(jīng)濟(jì)性、可獲取性,以及在改造過程中施工的干擾性。例如,打包帶作為加固材料較為經(jīng)濟(jì)且容易獲取,而附加子結(jié)構(gòu)加固技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)不入戶施工,極大地降低由于建筑停用而帶來的損失。
該成果發(fā)表在國(guó)際期刊《Earthquakes and Structures》(Wang Hao, Sun Baitao, Chen Hongfu*. Performance-based Seismic Evaluation and Practical Retrofit Techniques for Buildings in China, 2022, 22(5): 487-502. DOI: 10.12989/eas.2022.22.5.487)(IF:2.025,*通訊作者)。
圖1 美國(guó)抗震鑒定與加固相關(guān)研究報(bào)告與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系
圖2 我國(guó)抗震設(shè)計(jì)、鑒定與加固相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系