大帽山小學(xué)教學(xué)樓加固啟示

李 青 岳元元

(廈門工學(xué)院建筑與土木工程學(xué)院，福建廈門 361005)

大帽山小學(xué)教學(xué)樓加固啟示

李 青 岳元元

(廈門工學(xué)院建筑與土木工程學(xué)院，福建廈門 361005)

雅安、汶川地震的震害調(diào)查表明，嚴(yán)格按照抗震規(guī)范進行設(shè)計并且施工質(zhì)量有保證的新建建筑完全可以達(dá)到“三水準(zhǔn)兩階段”的設(shè)防目標(biāo)。本文通過總結(jié)雅安、汶川地震的震害經(jīng)驗，并結(jié)合本人實際參與的“大帽山小學(xué)教學(xué)樓”的加固經(jīng)驗，可以看出對未進行抗震設(shè)防或抗震設(shè)防已不滿足要求的建筑物，只要加以有效的抗震加固措施，同樣可以達(dá)到“三水準(zhǔn)兩階段”的要求。本文以一棟3層(局部4層)外廊式磚砌體結(jié)構(gòu)為例，地點位于廈門市翔安區(qū)。本工程設(shè)計建成于1997年，一直作為教學(xué)樓使用至今。該建筑的后續(xù)使用年限為40年，加固后仍按教學(xué)樓使用。

結(jié)構(gòu)損傷識別；砌體結(jié)構(gòu)，抗震性能；抗震設(shè)計；抗震加固

引言

我國是一個地震多發(fā)的國家，不僅地震活動的分布范圍十分廣泛，而且絕大多數(shù)地區(qū)都曾發(fā)生過6級以上的地震。根據(jù)統(tǒng)計信息顯示，地震基本烈度6度及以上地區(qū)的面積占全部國土面積比例高達(dá)79%。進入21世紀(jì)以來，7級以上的地震更是頻繁，造成了大量的人員傷亡和巨大的經(jīng)濟損失。2008年5月12日汶川發(fā)生8.0級地震，69227人遇難，374643人受傷，失蹤17923人，造成直接經(jīng)濟損失8451億；2010年4月14日，青海玉樹發(fā)生兩次地震，最高震級7.1級，2698人遇難，失蹤人數(shù)270人，直接經(jīng)濟損失228億；2013年4月20日四川省雅安市蘆山縣發(fā)生7.0級地震，196人遇難，13484人受傷，失蹤21人，雅安三個重災(zāi)縣共計經(jīng)濟損失高達(dá)1693.58億。

根據(jù)以往的大量震害統(tǒng)計和分析可以看出，未經(jīng)抗震設(shè)防或抗震設(shè)防不滿足要求的多層砌體結(jié)構(gòu)房屋，遭遇地震時震害相當(dāng)嚴(yán)重[1]。本文主要通過總結(jié)近年來歷次地震中的典型震害現(xiàn)象，探尋砌體結(jié)構(gòu)震害規(guī)律，并結(jié)合本人實際參與的廈門中小學(xué)校砌體結(jié)構(gòu)加固項目（以大帽山小學(xué)教學(xué)樓為例），為未進行抗震設(shè)防或抗震設(shè)防已不滿足要求的砌體結(jié)構(gòu)提供加固經(jīng)驗，使其達(dá)到“三水準(zhǔn)兩階段”的要求，減少在未來的地震來臨時造成的人員傷亡和經(jīng)濟損失。

1.工程概括

由于早期的抗震標(biāo)準(zhǔn)相對較低，不少校舍未達(dá)到本市現(xiàn)行的抗震設(shè)防要求。廈門市為保障中小學(xué)校舍抗震安全，對中小學(xué)校舍逐一進行結(jié)構(gòu)檢測，并按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和要求，建立校舍安全信息檔案，對中小學(xué)校舍進行抗震鑒定，對存在安全隱患的校舍進行抗震加固，遷移避險，使學(xué)校校舍達(dá)到重點設(shè)防分類抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。

本工程為3層(局部4層)外廊式磚砌體結(jié)構(gòu)，地點位于廈門市翔安區(qū)。本工程設(shè)計建成于1997年，建筑面積約1228m 2，一直作為教學(xué)樓使用至今。該建筑的后續(xù)使用年限為40年(屬B類建筑)，加固后仍按教學(xué)樓使用。

2.大帽山小學(xué)教學(xué)樓加固設(shè)計實例

2.1 加固前

根據(jù)鑒定報告和原有結(jié)構(gòu)資料圖，經(jīng)驗算，有相當(dāng)多的墻體抗震承載力已不能滿足現(xiàn)行的抗震要求。并且，通過墻體受壓承載力計算和高厚比驗算，可以發(fā)現(xiàn)部分墻體不滿足要求。

2.2 主要結(jié)構(gòu)加固部位及加固方式

1.墻體尺寸不滿足：采用鋼筋網(wǎng)聚合砂漿面層加固法或鋼筋混凝土板墻加固法；2.磚砌體出現(xiàn)裂縫：采用填縫密封修補法或配筋填縫密封修補法；3.樓梯梯板加固：采用鋼絞線加固；4.樓梯梯梁下無構(gòu)造柱：采用增設(shè)構(gòu)造柱加強帶；5.轉(zhuǎn)角墻及梁下無構(gòu)造柱：采用增設(shè)構(gòu)造柱加強帶。

2.3 砌體結(jié)構(gòu)加固方法

1.鋼筋網(wǎng)聚合砂漿面層加固法：在面層砂漿中配設(shè)一道焊接鋼絲網(wǎng)，達(dá)到提高墻體承載力和變形性能的一種加固方法[2]。加固層應(yīng)滿足下列要求：

A:聚合砂漿面層厚度為35mm,鋼筋網(wǎng)采用?6@300的鋼筋網(wǎng)片；采用RM-30聚合砂漿，正拉粘結(jié)強度≥2.0MPa，且為混凝土內(nèi)聚破壞；抗折強度≥7MPa，抗壓強度≥30MPa；聚合物砂漿必須是成品出廠的干粉砂漿，嚴(yán)禁通過現(xiàn)場添加砂、石或外加劑進行配制。B：采用鋼筋網(wǎng)砂聚合漿面層加固時,對于雙面加固的墻體，鋼筋網(wǎng)采用?6@900 mm的穿墻S筋與墻體固定。對于單面加固的墻體，鋼筋網(wǎng)采用?6@600mm的L型錨筋與原砌體墻連接。C：當(dāng)遇到門窗洞口時，宜將鋼筋網(wǎng)的橫向鋼筋垂直墻面沿洞邊彎成90°的直鉤加以錨固。D：樓板上的穿筋孔洞宜采用機械鉆孔的做法，同時墻面穿墻S筋及L型錨筋的孔洞必須采用機械鉆孔。

2.鋼筋混凝土板墻加固法：是在墻體兩側(cè)或一

側(cè)增設(shè)噴射聚合砂漿組合層，形成"砌體-聚合砂漿"組合墻體，從而達(dá)到大幅度提高墻體承載力和變形性能的一種加固方法。加固層應(yīng)滿足下列要求：A：聚合砂漿板墻加固的厚度為60mm及70mm,板墻豎向鋼筋采用?10@200mm，橫向(水平向)鋼筋采用?6@200mm；板墻采用RM-30聚合物混凝土干混料，正拉粘結(jié)強度≥

2.0 MPa，且為混凝土內(nèi)聚破壞；抗折強度≥7MPa，抗壓強度≥30MPa；B：采用鋼筋混凝土板墻加固時,對于雙面加固的墻體，鋼筋網(wǎng)采用?8@800mm的穿墻S筋與墻體固定。對于單面加固的墻體，鋼筋網(wǎng)用?6@400mm的L型錨筋與原砌體墻連接。錨筋在砌體內(nèi)的錨固深度不應(yīng)小于120mm。C：遇到門窗洞口時，宜將鋼筋網(wǎng)的橫向鋼筋垂直墻面沿洞邊彎成90°的直鉤加以錨固。

3.墻上洞口修補:由于亂搭亂建及非法改造的破壞在墻上留下的洞口可以采用MU10普通磚和M7.5砂漿(當(dāng)洞口在地下室應(yīng)用M10水泥砂漿)進行修補[5]。砂漿中應(yīng)摻入少量膨脹水泥，以保證新舊墻能更好的結(jié)合。在砌筑新墻體時，最上面的一皮磚需用砂漿將水平縫填滿捻實。每隔300mm用(6～8)mm x 60mm x160mm扁鋼楔入墻面約10mm。

2.4 加固平面布置及結(jié)果

3 結(jié)論

根據(jù)我國目前的整體經(jīng)濟發(fā)展水平等現(xiàn)實情況來看，國家暫不具備將現(xiàn)有不滿足抗震設(shè)防要求的砌體結(jié)構(gòu)房屋全部拆除重建的條件。因此，通過結(jié)構(gòu)檢測，在抗震鑒定的基礎(chǔ)上，綜合考慮安全和經(jīng)濟等因素，采取不同的對策和加固措施意義重大，雖然增加了經(jīng)濟投入，但通過上例可以看出，經(jīng)加固補強后，建筑的抗震性能得以加強，壽命得以延長，還可創(chuàng)造一定的經(jīng)濟價值和社會效益，并且在震害來臨時減少災(zāi)害損失[3]。在今后的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)切實加強現(xiàn)有抗震設(shè)計規(guī)范的貫徹和執(zhí)行力度，加強施工監(jiān)督，使新建房屋滿足抗震設(shè)防的要求。只有這樣，才能全面提高我國砌體結(jié)構(gòu)房屋的抗震防災(zāi)能力，使其最低限度地減少在地震等自然災(zāi)害中造成的人員傷亡和經(jīng)濟損失。

[1]王亞勇.汶川地震建筑震害啟示—三水準(zhǔn)設(shè)防和抗震設(shè)計基本要求.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，2008,29（4）：26～33

[2]郭甲保，劉長安.地震區(qū)多層磚房施工質(zhì)量通病與防治（第二輯），2005

[3]苑振芳.對汶川地震災(zāi)后重建的思考及對砌體結(jié)構(gòu)的建議.建筑結(jié)構(gòu)，2008,38（7）：28～29,24

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