某多層砌體結構教學樓的抗震鑒定及加固

尹 濤

1 概述

我國大量中小學教學樓采用砌體結構，其中相當一部分不能滿足目前的抗震設防要求。5?12汶川大地震后，對教學用房進行抗震鑒定并對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現行《建筑抗震鑒定標準》，通過圖紙資料分析，現場調查核實進行綜合抗震能力的逐級篩選，對建筑物的整體抗震性能做出評定，并提出抗震鑒定報告。多層砌體房屋，可按結構體系、房屋整體性連接、局部易倒易損部位的構造及墻體抗震承載能力，對整幢房屋的綜合抗震能力進行兩級鑒定[1]。第一級鑒定是指以宏觀控制和構造鑒定為主的抗震能力鑒定;第二級鑒定指以構件抗震承載力驗算為主并結合構造影響系數的鑒定。少數第一級鑒定不能通過的房屋，則需繼續采取第二級鑒定。不符合鑒定要求的則需要進行加固。本文以一多層砌體教學樓為例，5?12汶川大地震后，為了解其受損情況，對其抗震性能進行了鑒定，并提出了加固措施。

2 抗震鑒定

2.1 工程概況

某中學教學樓建于1993年，為4層磚混結構(局部2區為3層)。各層層高3.6 m，總高度14.4 m。樓、屋面板為裝配式(局部現澆)，采用混凝土預制空心板?？拐鹪O防烈度為6度。

2.2 建筑物資料及現狀調查

抗震鑒定首先要求搜集資料和現場調查。該建筑物的資料有勘探報告、設計、施工圖紙、竣工圖紙和工程驗收等，圖紙資料齊全。據現場調查，墻體無空鼓、嚴重酥堿和明顯歪閃現象，黏土磚無明顯質量缺陷，教學樓主體結構完整，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。教學樓的角點傾斜值最大為21 mm(偏南方向)，傾斜率約為1/686，小于規范限值90 mm或1/250，傾斜值在允許范圍之內。老教學樓的混凝土碳化深度平均值:圈梁、構造柱為6.0 mm;樓屋面大梁為7.1 mm，小于混凝土保護層厚度(20 mm～30 mm)，暫時不會因碳化引起鋼筋銹蝕。

2.3 綜合抗震能力鑒定

2.3.1 結構體系的鑒定

抗震橫墻較少的房屋，高度和層數應分別降低3 m和一層;對橫向抗震墻很少的房屋，還應再減少一層。承重結構體系宜為橫墻承重。查表結構體系應滿足規范要求: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。另外規則性要求:縱、橫墻的布置均勻對稱，沿平面內對齊，沿豎向上下連續，同一軸線上的窗間墻寬度宜均勻。樓梯間不宜設置在房屋的盡端和轉角處。

教學樓為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，均滿足鑒定標準。只有一處樓梯設在轉角處，不滿足規則性要求。

2.3.2 承重墻體的材料強度等級

材料強度等級應滿足規范要求:塊材(磚)強度不小于M U10，砂漿強度不小于M5，構造柱圈梁混凝土強度不小于C20。現場檢測結果:磚強度MU20，砌筑砂漿松散不密實，強度不足0.4 MPa，構造柱圈梁混凝土強度C18.6，不滿足要求。

2.3.3 整體性連接構造

墻體布置在平面內應閉合，無單墻伸縮縫等外伸不閉合的墻體?？v橫墻連接處不應被煙道、通風道等豎向孔道削弱?？v橫墻交接處應咬槎砌筑。構造柱的設置應滿足表1要求。

表1 乙類設防時A類磚房構造柱設置要求

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

教學樓外墻在屋蓋處及每層樓蓋處都設置了圈梁，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。圈梁的設置、位置和構造均滿足要求。

2.3.4 易引起倒塌的部件及其連接

教學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，不滿足鑒定標準的要求。

非結構構件的現有構造應符合下列要求:1)出入口或人流通道處的女兒墻和門臉等裝飾物應有錨固。2)無拉結女兒墻和門臉等裝飾物，當砌筑砂漿的強度等級不低于M2.5且厚度為240 mm時，其凸出屋面的高度，對整體性不良或非剛性結構的房屋不應大于0.5 m;對剛性結構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有防倒塌措施。4)鋼筋混凝土挑檐、雨罩等懸挑構件應有足夠的穩定性。5)隔墻與兩側墻體或柱應有拉結，長度大于5.1 m或高度大于3 m時，墻頂還應與梁板有連接。教學樓中非結構構件均滿足以上要求。

2.3.5 房屋抗震橫墻間距和房屋寬度

由于現場檢測結果:砂漿強度等級為M2.7，據《建筑抗震鑒定標準》要求，查得相應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，而實際調查抗震橫墻間距為12.0 m，房屋寬度為9.3 m。不滿足鑒定標準要求。

2.3.6 第一級鑒定結論

該建筑物有多項結構構造不滿足第一級鑒定要求，故第一級綜合抗震能力鑒定為不滿足要求。根據GB 50023-95建筑抗震鑒定標準第5.2.6條的有關規定，不再進行第二級鑒定，但應對房屋采取加固或其他相應措施。教學樓的震后破壞等級為中等破壞，經過加固處理，可以使用。

3 抗震加固措施

按砌體房屋不同功能時的損壞程度區別:靜力下出現損壞，以各承重墻柱等的加固為主，抗震鑒定不合格的，則以整個結構總體功能的恢復為主，而不要求每個構件都完全恢復功能。

對輕微開裂的墻體，將開裂部位鑿除現有粉刷層后，重新用水泥砂漿粉刷修補。對于開裂嚴重的墻體，分散裂縫先用無機粘結灌注材料灌漿，再沿裂縫局部外掛鋼板網，表面粉刷水泥砂漿修復;集中成片裂縫，先進行無機粘結灌注材料注漿，再外掛鋼板網，表面粉刷水泥砂漿修復。

抗震加固方案的確定，應根據抗震鑒定的結果，針對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樓，綜合考慮，確定采用60 mm雙面混凝土板墻(夾板墻)對縱橫墻體全面進行加固。夾板墻具有較大的剛度和強度，能夠承擔大部分地震作用，而它良好的變形能力和延性，使其在強烈的地震作用中，能較好發揮其塑性變形抵御地震的作用，從而比較本質地改變并提高了該建筑結構的抗震性能。

4 結語

通過抗震鑒定，根據房屋的結構布置、構造和抗震承載力等因素進行建筑物的綜合抗震能力分析，能夠比較科學的評判房屋的整體抗震性能;再在抗震鑒定結果綜合確定的基礎上進行抗震加固，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，建筑抗震鑒定標準[S].

[2] GB 50011-2001，建筑抗震設計規范[S].

[3] JGJ 116-2009，建筑抗震加固技術規程[S].

[4] 高文舉，張本業，李 雁.建筑物結構的檢測、鑒定與加固[J].徐州工程學院學報，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.