某多層砌體結(jié)構(gòu)教學(xué)樓的抗震鑒定及加固

尹 濤

1 概述

我國大量中小學(xué)教學(xué)樓采用砌體結(jié)構(gòu)，其中相當(dāng)一部分不能滿足目前的抗震設(shè)防要求。5?12汶川大地震后，對(duì)教學(xué)用房進(jìn)行抗震鑒定并對(duì)不符合抗震要求的房屋采取加固措施成為十分緊要的工作。

建筑物抗震鑒定依據(jù)現(xiàn)行《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》，通過圖紙資料分析，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查核實(shí)進(jìn)行綜合抗震能力的逐級(jí)篩選，對(duì)建筑物的整體抗震性能做出評(píng)定，并提出抗震鑒定報(bào)告。多層砌體房屋，可按結(jié)構(gòu)體系、房屋整體性連接、局部易倒易損部位的構(gòu)造及墻體抗震承載能力，對(duì)整幢房屋的綜合抗震能力進(jìn)行兩級(jí)鑒定[1]。第一級(jí)鑒定是指以宏觀控制和構(gòu)造鑒定為主的抗震能力鑒定;第二級(jí)鑒定指以構(gòu)件抗震承載力驗(yàn)算為主并結(jié)合構(gòu)造影響系數(shù)的鑒定。少數(shù)第一級(jí)鑒定不能通過的房屋，則需繼續(xù)采取第二級(jí)鑒定。不符合鑒定要求的則需要進(jìn)行加固。本文以一多層砌體教學(xué)樓為例，5?12汶川大地震后，為了解其受損情況，對(duì)其抗震性能進(jìn)行了鑒定，并提出了加固措施。

2 抗震鑒定

2.1 工程概況

某中學(xué)教學(xué)樓建于1993年，為4層磚混結(jié)構(gòu)(局部2區(qū)為3層)。各層層高3.6 m，總高度14.4 m。樓、屋面板為裝配式(局部現(xiàn)澆)，采用混凝土預(yù)制空心板。抗震設(shè)防烈度為6度。

2.2 建筑物資料及現(xiàn)狀調(diào)查

抗震鑒定首先要求搜集資料和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查。該建筑物的資料有勘探報(bào)告、設(shè)計(jì)、施工圖紙、竣工圖紙和工程驗(yàn)收等，圖紙資料齊全。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，墻體無空鼓、嚴(yán)重酥堿和明顯歪閃現(xiàn)象，黏土磚無明顯質(zhì)量缺陷，教學(xué)樓主體結(jié)構(gòu)完整，局部大梁下的承重墻斜向開裂，最大寬度 2.0 mm。部分圈梁開裂，裂縫寬度為0.08 mm～1.0 mm。教學(xué)樓的角點(diǎn)傾斜值最大為21 mm(偏南方向)，傾斜率約為1/686，小于規(guī)范限值90 mm或1/250，傾斜值在允許范圍之內(nèi)。老教學(xué)樓的混凝土碳化深度平均值:圈梁、構(gòu)造柱為6.0 mm;樓屋面大梁為7.1 mm，小于混凝土保護(hù)層厚度(20 mm～30 mm)，暫時(shí)不會(huì)因碳化引起鋼筋銹蝕。

2.3 綜合抗震能力鑒定

2.3.1 結(jié)構(gòu)體系的鑒定

抗震橫墻較少的房屋，高度和層數(shù)應(yīng)分別降低3 m和一層;對(duì)橫向抗震墻很少的房屋，還應(yīng)再減少一層。承重結(jié)構(gòu)體系宜為橫墻承重。查表結(jié)構(gòu)體系應(yīng)滿足規(guī)范要求:限高18 m，層高不超過4 m，抗震橫墻最大間距不超過15 m，房屋高寬比不超過1.0。另外規(guī)則性要求:縱、橫墻的布置均勻?qū)ΨQ，沿平面內(nèi)對(duì)齊，沿豎向上下連續(xù)，同一軸線上的窗間墻寬度宜均勻。樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處。

教學(xué)樓為4層，層高3.6 m，總高度14.4 m，抗震橫墻最大間距12 m，房屋高寬比 H/B=8.9，均滿足鑒定標(biāo)準(zhǔn)。只有一處樓梯設(shè)在轉(zhuǎn)角處，不滿足規(guī)則性要求。

2.3.2 承重墻體的材料強(qiáng)度等級(jí)

材料強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)滿足規(guī)范要求:塊材(磚)強(qiáng)度不小于M U10，砂漿強(qiáng)度不小于M5，構(gòu)造柱圈梁混凝土強(qiáng)度不小于C20。現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果:磚強(qiáng)度MU20，砌筑砂漿松散不密實(shí)，強(qiáng)度不足0.4 MPa，構(gòu)造柱圈梁混凝土強(qiáng)度C18.6，不滿足要求。

2.3.3 整體性連接構(gòu)造

墻體布置在平面內(nèi)應(yīng)閉合，無單墻伸縮縫等外伸不閉合的墻體。縱橫墻連接處不應(yīng)被煙道、通風(fēng)道等豎向孔道削弱?？v橫墻交接處應(yīng)咬槎砌筑。構(gòu)造柱的設(shè)置應(yīng)滿足表1要求。

表1 乙類設(shè)防時(shí)A類磚房構(gòu)造柱設(shè)置要求

教學(xué)樓外墻和樓梯間四角都設(shè)置了構(gòu)造柱，截面尺寸為370 mm×240 mm，支承大梁(跨度 6.6 m，7.5 m)與縱墻相交處設(shè)置構(gòu)造柱，截面尺寸為370 mm×240 mm，配筋4φ 12，箍筋間距200 mm，構(gòu)造柱底部與基礎(chǔ)圈梁相連，頂部伸至屋頂圈梁或女兒墻壓頂內(nèi)。構(gòu)造柱設(shè)置、位置和構(gòu)造均滿足要求。

教學(xué)樓外墻在屋蓋處及每層樓蓋處都設(shè)置了圈梁，截面尺寸為240(370)mm×180 mm，截面高度180 mm≥120 mm，配筋4φ 12，箍筋φ 6@200。圈梁的設(shè)置、位置和構(gòu)造均滿足要求。

2.3.4 易引起倒塌的部件及其連接

教學(xué)樓承重的門窗間墻最小寬度為1.2 m＞1.0 m;承重外墻盡端至門窗洞邊的最小距離為0.75 m＜1.0 m;內(nèi)墻陽角至門窗洞邊的最小距離為0.6 m＜1.0 m，不滿足鑒定標(biāo)準(zhǔn)的要求。

非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的現(xiàn)有構(gòu)造應(yīng)符合下列要求:1)出入口或人流通道處的女兒墻和門臉等裝飾物應(yīng)有錨固。2)無拉結(jié)女兒墻和門臉等裝飾物，當(dāng)砌筑砂漿的強(qiáng)度等級(jí)不低于M2.5且厚度為240 mm時(shí)，其凸出屋面的高度，對(duì)整體性不良或非剛性結(jié)構(gòu)的房屋不應(yīng)大于0.5 m;對(duì)剛性結(jié)構(gòu)房屋的封閉女兒墻不宜大于0.9 m。3)出屋面小煙囪在出入口或人流通道處應(yīng)有防倒塌措施。4)鋼筋混凝土挑檐、雨罩等懸挑構(gòu)件應(yīng)有足夠的穩(wěn)定性。5)隔墻與兩側(cè)墻體或柱應(yīng)有拉結(jié)，長(zhǎng)度大于5.1 m或高度大于3 m時(shí)，墻頂還應(yīng)與梁板有連接。教學(xué)樓中非結(jié)構(gòu)構(gòu)件均滿足以上要求。

2.3.5 房屋抗震橫墻間距和房屋寬度

由于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果:砂漿強(qiáng)度等級(jí)為M2.7，據(jù)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》要求，查得相應(yīng)的橫墻間距和房屋寬度限值:抗震橫墻允許的間距為6.8 m，房屋允許寬度為10 m，而實(shí)際調(diào)查抗震橫墻間距為12.0 m，房屋寬度為9.3 m。不滿足鑒定標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.3.6 第一級(jí)鑒定結(jié)論

該建筑物有多項(xiàng)結(jié)構(gòu)構(gòu)造不滿足第一級(jí)鑒定要求，故第一級(jí)綜合抗震能力鑒定為不滿足要求。根據(jù)GB 50023-95建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)第5.2.6條的有關(guān)規(guī)定，不再進(jìn)行第二級(jí)鑒定，但應(yīng)對(duì)房屋采取加固或其他相應(yīng)措施。教學(xué)樓的震后破壞等級(jí)為中等破壞，經(jīng)過加固處理，可以使用。

3 抗震加固措施

按砌體房屋不同功能時(shí)的損壞程度區(qū)別:靜力下出現(xiàn)損壞，以各承重墻柱等的加固為主，抗震鑒定不合格的，則以整個(gè)結(jié)構(gòu)總體功能的恢復(fù)為主，而不要求每個(gè)構(gòu)件都完全恢復(fù)功能。

對(duì)輕微開裂的墻體，將開裂部位鑿除現(xiàn)有粉刷層后，重新用水泥砂漿粉刷修補(bǔ)。對(duì)于開裂嚴(yán)重的墻體，分散裂縫先用無機(jī)粘結(jié)灌注材料灌漿，再沿裂縫局部外掛鋼板網(wǎng)，表面粉刷水泥砂漿修復(fù);集中成片裂縫，先進(jìn)行無機(jī)粘結(jié)灌注材料注漿，再外掛鋼板網(wǎng)，表面粉刷水泥砂漿修復(fù)。

抗震加固方案的確定，應(yīng)根據(jù)抗震鑒定的結(jié)果，針對(duì)房屋存在的具體問題，綜合選擇合理、有效的加固手段。該房屋為橫墻很少的教學(xué)樓，綜合考慮，確定采用60 mm雙面混凝土板墻(夾板墻)對(duì)縱橫墻體全面進(jìn)行加固。夾板墻具有較大的剛度和強(qiáng)度，能夠承擔(dān)大部分地震作用，而它良好的變形能力和延性，使其在強(qiáng)烈的地震作用中，能較好發(fā)揮其塑性變形抵御地震的作用，從而比較本質(zhì)地改變并提高了該建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。

4 結(jié)語

通過抗震鑒定，根據(jù)房屋的結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)造和抗震承載力等因素進(jìn)行建筑物的綜合抗震能力分析，能夠比較科學(xué)的評(píng)判房屋的整體抗震性能;再在抗震鑒定結(jié)果綜合確定的基礎(chǔ)上進(jìn)行抗震加固，提高了房屋的整體抗震能力，保證了房屋的安全使用。

[1] GB 50023-95，建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] GB 50011-2001，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] JGJ 116-2009，建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程[S].

[4] 高文舉，張本業(yè)，李 雁.建筑物結(jié)構(gòu)的檢測(cè)、鑒定與加固[J].徐州工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2007(5):45-48.

[5] 張 行，張 卉，龍曉鴻.某多層砌體房屋的抗震鑒定及加固[J].陜西建筑與建材，2004(5):8-10.