多層砌體校舍抗震鑒定與加固研究

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摘要：本文首先研究了抗震鑒定應(yīng)注意的問(wèn)題：設(shè)防烈度、多層砌體結(jié)構(gòu)重點(diǎn)核查內(nèi)容，然后指出抗震加固的幾個(gè)問(wèn)題：注重抗震加固概念設(shè)計(jì)、合理選擇抗震加固設(shè)計(jì)方案、抗震加固方法要適用、可行。本文的研究成果希望對(duì)相關(guān)工程技術(shù)人員提供一定的參考價(jià)值。 

關(guān)鍵詞：多層砌體結(jié)構(gòu)加固抗震  中圖分類(lèi)號(hào)： u457+.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： a 文章編號(hào)：  2008年漢川大地震后，不少中小學(xué)校舍出現(xiàn)較大程度的損傷、倒塌，造成巨大的財(cái)產(chǎn)與生命損失，在社會(huì)上引起廣泛而深遠(yuǎn)的影響。鑒于地震對(duì)學(xué)校建筑造成的嚴(yán)重?fù)p失，2008年修訂的《建筑工程抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)》（gb50223-2008）按照“對(duì)學(xué)校、醫(yī)院、體育場(chǎng)館、博物館、文化館、圖書(shū)館、影劇院、商場(chǎng)、交通樞紐等人員密集的公共服務(wù)設(shè)施，應(yīng)當(dāng)按照高于當(dāng)?shù)胤课萁ㄖ目拐鹪O(shè)防要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，增強(qiáng)抗震設(shè)防能力”的要求，提高了中小學(xué)建筑的的抗震設(shè)防類(lèi)別，把中小學(xué)校舍由原來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防（丙類(lèi)）提高到應(yīng)不低于重點(diǎn)設(shè)防類(lèi)（乙類(lèi)），則在抗震鑒定和抗震加固設(shè)計(jì)中應(yīng)提高其抗震措施。同時(shí)在2012年7月20日的在揚(yáng)州江蘇揚(yáng)州發(fā)生的4.9級(jí)地震，然我們明確的感受到地震就在我們身邊，因此如何對(duì)多層砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震鑒定與加固的研究勢(shì)在必行，本文對(duì)多層砌體校舍抗震鑒定與加固進(jìn)行研究，希望對(duì)相關(guān)工程技術(shù)人員提供一定的參考價(jià)值。  1抗震鑒定應(yīng)注意的問(wèn)題  1.1設(shè)防烈度  對(duì)于中小學(xué)建筑，6-8度應(yīng)按比本地區(qū)設(shè)防烈度提高一度的要求核查其抗震措施，9度時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高要求。抗震措施是指除地震作用計(jì)算和抗力計(jì)算之外的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容，包括內(nèi)力調(diào)整和抗震構(gòu)造措施。  《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（2008年版）》（gb50011-2001）規(guī)定：建筑場(chǎng)地為i類(lèi)時(shí)，甲、乙類(lèi)建筑應(yīng)允許仍按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求采取抗震構(gòu)造措施。而《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》[20]中規(guī)定：i類(lèi)場(chǎng)地上的丙類(lèi)建筑，7-9度時(shí)，構(gòu)造要  求可降低一度。需注意的是，i類(lèi)場(chǎng)地時(shí)僅對(duì)丙類(lèi)建筑的構(gòu)造要求可以降低一度，甲、乙類(lèi)建筑不予降低。因此，對(duì)于i類(lèi)場(chǎng)地上的中小學(xué)建筑，《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定比《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（2008年版）》要嚴(yán)格。只有區(qū)分清楚進(jìn)行抗震鑒定時(shí)須遵循的設(shè)防烈度，才能對(duì)抗震措施進(jìn)行正確核查。  1.2多層砌體結(jié)構(gòu)重點(diǎn)核查內(nèi)容  （1）總層數(shù)和總高度  目前中小學(xué)校舍建筑結(jié)構(gòu)形式以砌體結(jié)構(gòu)居多，砌體結(jié)構(gòu)的層數(shù)對(duì)震害有明顯影響。海城和唐山地震中，相鄰的磚房，四一五層的比二一三層的破壞要嚴(yán)重，倒塌的比例也高得多。因此，對(duì)于多層砌體結(jié)構(gòu)的中小學(xué)建筑，需重點(diǎn)檢查其層數(shù)是否超限，當(dāng)其層數(shù)超過(guò)規(guī)定限值時(shí)，應(yīng)改變結(jié)構(gòu)體系或減少層數(shù)。在具體應(yīng)用時(shí)，例如評(píng)定b類(lèi)砌體校舍時(shí)應(yīng)注意到《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》第3.1條正文“對(duì)教學(xué)樓、醫(yī)療用房等橫墻較少的房屋總高度，應(yīng)比表3.1的規(guī)定降低3m，層數(shù)相應(yīng)減少一層；各層橫墻很少的房屋，還應(yīng)再減少一層”，同時(shí)還應(yīng)注意到《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（gb50023-2008）表3.1下面的注2：乙類(lèi)設(shè)防時(shí)應(yīng)允許按本地區(qū)設(shè)防烈度查表，但層數(shù)應(yīng)減少一層且總高度應(yīng)降低3m。這兩點(diǎn)須同時(shí)滿(mǎn)足。“橫墻較少”指的是同一樓層內(nèi)開(kāi)間大于4.2m的房間占該層總面積的40%以上，“橫墻很少”指的是同一樓層內(nèi)開(kāi)間大于4.2m的房間占該層總面積的80%以上。例如，某小學(xué)磚砌體結(jié)構(gòu)教學(xué)樓，抗震設(shè)防烈度為8度，b類(lèi)，5層，總高度巧.4m。在評(píng)定層數(shù)和總高度的合理性時(shí)，按8度b類(lèi)查規(guī)范的層數(shù)及總高度限值表3.1，層數(shù)和高度限值分別為六層和18m。應(yīng)比表內(nèi)數(shù)值減少2層和6m，由于屬于乙類(lèi)建筑，同時(shí)又是橫墻較少，因此層數(shù)限值為四層，高度限值為12m。此教學(xué)樓應(yīng)提高對(duì)綜合抗震能力的要求或提出采取改變結(jié)構(gòu)體系等抗震設(shè)防措施。  對(duì)于6、7度時(shí)采用蒸壓灰砂磚和蒸壓粉煤灰磚砌體的房屋，《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（2008年版）》規(guī)定：房屋層數(shù)應(yīng)比粘土磚房屋減少一層，高度應(yīng)減少3m，且鋼筋混凝土構(gòu)造柱應(yīng)按增加一層層數(shù)所對(duì)己的粘土磚房屋設(shè)置。例如，某中學(xué)宿舍樓，抗震設(shè)防烈度為7度，c類(lèi)建筑，原設(shè)計(jì)按mu10燒結(jié)磚，層數(shù)為7層，高度為21.3m。后按當(dāng)?shù)貕Ω霓k要求，變更為mu10蒸壓粉煤灰磚。根據(jù)上述規(guī)定，本來(lái)應(yīng)將房屋層數(shù)減少2層、高度降低6m，變更后總層數(shù)不應(yīng)超過(guò)5層，高度不應(yīng)超過(guò)15m。但設(shè)計(jì)單位在出具設(shè)計(jì)變更時(shí)，疏忽了此規(guī)定，未減少層數(shù)和高度，導(dǎo)致設(shè)計(jì)不符合規(guī)范要求。  （2）樓梯間位置  樓梯是最重要的逃生通道之一，墳川地震災(zāi)害表明，現(xiàn)有的樓梯設(shè)計(jì)與構(gòu)造過(guò)于薄弱，反而起阻礙逃生的作用，在抗震鑒定中必須重視對(duì)樓梯間位置的檢查。樓梯間墻體缺少各層樓板的側(cè)向支撐，有時(shí)還因?yàn)闃翘萏げ较鯓翘蓍g墻體。尤其是頂層，墻體有一層半的高度，震害更嚴(yán)重。因此在多層砌體結(jié)構(gòu)抗震鑒定時(shí)，要核查樓梯間是否布置在房屋的盡端及轉(zhuǎn)角處，如是，應(yīng)采取加固措施。  （3）局部尺寸  根據(jù)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（gb50023-2008）的規(guī)定，對(duì)于中小學(xué)建筑，6-8度應(yīng)按比本地區(qū)設(shè)防烈度提高一度的要求核查其抗震措施，9度時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高要求。砌體結(jié)構(gòu)局部尺寸限值屬抗震措施，其核查應(yīng)滿(mǎn)足此項(xiàng)規(guī)定。例如，某中學(xué)磚砌體結(jié)構(gòu)教學(xué)樓，抗震設(shè)防烈度為8度，b類(lèi)。其局部尺寸應(yīng)按9度來(lái)進(jìn)行評(píng)定。承重門(mén)窗間墻最小寬度限值1.5m，承重外墻盡端至門(mén)窗洞邊最小距離為2.0m，內(nèi)墻陽(yáng)角至門(mén)窗洞邊最小距離為2.0m。一般的教學(xué)樓很難滿(mǎn)足這些要求，應(yīng)采取加固措施。  （4）出屋（墻）面部位  在漢川大地震中，由于女兒墻甩落、挑檐雨棚等懸挑構(gòu)件倒塌造成的人員傷亡也是較多的，因此在中小學(xué)校舍的抗震鑒定中，應(yīng)注意對(duì)此部分的連接可靠性進(jìn)行必要的檢測(cè)鑒定。包括出入口或通道處女兒墻和門(mén)臉裝飾物是否有錨固措施，處屋面的樓梯間、電梯間和水箱間等小房間。在常規(guī)檢測(cè)中，這些部件是極易被忽視的，應(yīng)引起注意。  2抗震加固的幾個(gè)問(wèn)題  2.1.注重抗震加固概念設(shè)計(jì)  抗震加固設(shè)計(jì)與新建工程一樣，其良好的抗震概念是非常重要的，良好的抗震概念設(shè)計(jì)應(yīng)貫徹抗震加固設(shè)計(jì)的始終。  提高既有建筑的綜合抗震能力是抗震加固的基本原則。綜合抗震能力包括結(jié)構(gòu)體系與結(jié)構(gòu)布置的合理性，結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力與變形能力，抗震構(gòu)造措施的合理性和鏈接的可靠性等。在抗震結(jié)構(gòu)加固方案階段應(yīng)根據(jù)檢測(cè)鑒定結(jié)果確定原結(jié)構(gòu)抗震能力存在的問(wèn)題和薄弱環(huán)節(jié)，探討和提出使結(jié)構(gòu)達(dá)到抗震設(shè)防目標(biāo)所采取的加固方案。加固方案應(yīng)盡可能消除原結(jié)構(gòu)的平面和豎向不規(guī)則、結(jié)構(gòu)體系不合理、薄弱層等不利的抗震因素，并應(yīng)方便施工和減少對(duì)環(huán)境的不利影響。結(jié)構(gòu)抗震性能取決于結(jié)構(gòu)的整體抗震能力，并不是個(gè)別構(gòu)件加固越強(qiáng)越能滿(mǎn)足要求；抗震加固設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)的整體加固，應(yīng)從整體上增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震能力，避免個(gè)別構(gòu)件失效后對(duì)周?chē)鷺?gòu)件的影響以及避免加固薄弱樓層后的相鄰樓層出現(xiàn)新的薄弱樓層等。  2.2.合理選擇抗震加固設(shè)計(jì)方案  應(yīng)根據(jù)所加固工程的檢測(cè)鑒定報(bào)告給出的結(jié)構(gòu)抗震主要問(wèn)題和抗震概念設(shè)計(jì)的要求，合理選擇加固設(shè)計(jì)方案。  對(duì)于墻體砌筑砂漿強(qiáng)度小于0.5mpa的2層校舍建筑和墻體砌筑砂漿強(qiáng)度小于1.0mpa的3層及以上的校舍建筑，考慮到抗震能力較低和加固設(shè)計(jì)所有墻體，其抗震加固費(fèi)用已經(jīng)超過(guò)新建工程的70%，并且存在由于砂漿強(qiáng)度太低而很難達(dá)到加固效果等問(wèn)題，建議對(duì)這類(lèi)校舍建筑拆除重建。