某磚混結構教學樓的抗震鑒定與加固設計

宋晉鵬，袁 慧

（1.山西建筑職業技術學院，山西 太原 030006；2.太原城市職業技術學院，山西太原 030027）

某磚混結構教學樓的抗震鑒定與加固設計

宋晉鵬1，袁 慧2

（1.山西建筑職業技術學院，山西 太原 030006；2.太原城市職業技術學院，山西太原 030027）

文章通過介紹磚混結構教學樓的抗震鑒定與加固過程，闡述了校舍抗震鑒定的基本流程及采用鋼筋混凝土板墻加固設計的具體方法。

抗震鑒定；抗震加固；鋼筋混凝土板墻

2008年震驚中外的5·12汶川大地震，給社會造成了巨大的人員傷亡和財產損失。地震中，由于學校、醫院等人員密集場所的房屋建筑抗震設防水平偏低，造成了大量的人員傷亡。2010年青海玉樹地震，學校又是重災區。兩次地震給無數個家庭帶來了心靈上難以彌補的傷痛，也引起了社會各界對學校建筑抗震設計的廣泛關注。依據汶川地震后新頒布的《建筑工程抗震設防分類標準》，幼兒園、小學、中學的教學用房以及學生宿舍和食堂，抗震設防類別應不低于重點設防類。按照國務院部署，2009年全國普遍開始對學校的既有建筑物展開大規模的抗震加固，下面以筆者曾經做過的工程為例，概括介紹磚混結構教學樓的抗震鑒定與加固設計。

一、工程概況

太原市某小學教學樓建于20世紀70年代，四層磚混結構。該教學樓長60m，寬15.78m，教室開間9m，進深6.3m，屬于橫墻很少的建筑物。教學樓一、二層層高為3.5m，三、四層層高為3.6m，室內外高差0.6m，建筑總高14.8m。樓（屋）蓋為預制混凝空心板，基礎采用條形基礎，內外墻分別為240mm、370mm實心黏土磚墻。

二、結構抗震鑒定分析

根據《建筑抗震鑒定標準》（GB50023-2009）,該教學樓建于上世紀70年代，后續使用年限不應少于30年，簡稱A類建筑，應采用規范規定的A類建筑抗震鑒定方法?？拐痂b定分為兩級，第一級鑒定應以宏觀控制和構造鑒定為主進行綜合評價，第二級鑒定應以抗震驗算為主結合構造影響進行綜合評價。

A類建筑的抗震鑒定，當符合第一級鑒定的各項要求時，建筑可評為滿足抗震鑒定要求，不再進行第二級鑒定；當不符合第一級鑒定要求時，除規范有明確規定的情況外，應由第二級鑒定作出判斷。

（一）一級鑒定的內容

經過現場檢查及分析，該教學樓主要存在以下問題：

⑴該教學樓為乙類橫墻很少的建筑物，8度設防區，房屋最大高度不應大于10m，層數不應多于3層。該教學樓層數及高度均超過規范要求。

⑵該教學樓1、2、3、4層抗震橫墻最大間距9m，不滿足《建筑抗震鑒定標準》GB50023-2009第5.2.2-1條的抗震橫墻最大間距7m要求。

⑶根據設計圖紙及現場檢測：該教學樓雖設有圈梁、構造柱，但不符合現行抗震要求，房屋外墻轉角及內外墻交接處未設置拉接鋼筋，不能滿足《建筑抗震設計規范》GB50011-2001（2008年版）第7.3節多層黏土磚房抗震構造措施的要求，結構達不到整體抗震設防的要求。

⑷根據設計圖紙及現場檢測，該教學樓承重的窗間墻的最小寬度為1.35m，不能滿足《建筑抗震鑒定標準》GB50023-2009第5.2.8條承重窗間墻不宜小于1.5m的要求。

綜上所述，該教學樓在一般規定層數、剛性體系、總高度、整體性連接構造、易引起局部倒塌的部件及其連接等方面不滿足《建筑抗震鑒定標準》GB50023-2009第一級抗震鑒定要求。因此，該建筑一級抗震鑒定不合格，需進行二級鑒定。

（二）二級鑒定的內容

二級鑒定是在一級宏觀鑒定后對建筑抗震能力的一種定量的分析，分為三種不同的抗震能力指數進行計算。

1． 樓層平均抗震能力指數βi=Ai／Abiξ0iλ。Ai是第i層的縱向或橫向墻體1/2層高處截面的總面積，不含高寬比大于4的墻段（高寬比大于4的墻段等效剛度不考慮）。Abi是第i層的建筑平面面積。λ是烈度影響系數，6、7、8、9 度分別取 0.7、1.0、1.5 和 2.5。ξ0i是第i層的縱墻或橫墻的基準面積率，其物理意義是符合抗震要求所需的最小面積率。顯然βi≥1.0時，樓層平均抗震能力滿足鑒定要求。

2． 樓層綜合抗震能力指數βci=ψ1ψ2βi。ψ1是體型影響系數，可綜合考慮房屋的規則性、剛性和連接的整體性等宏觀抗震性能后確定，一般小于0.9。ψ2是局部影響系數，可綜合考慮易引起局部倒塌的部位對結構整體的影響程度，如墻體局部尺寸、樓板梁的支撐長度、出屋面的小房間、懸挑構件的承重墻體等部位，取值一般在0.33～0.95之間。βci≥1.0時，樓層綜合抗震能力滿足鑒定要求。

3． 墻段綜合抗震能力指數 βcij=ψ1ψ2βij。βij=Aij／Abijξ0iλ,βij是第 i層 j墻段抗震能力指數，Aij是第i層第j墻段在1/2層高處截面面積，Abij是第i層第j墻段考慮樓蓋剛度影響的從屬面積（從屬面積指墻體負擔地震作用的面積）。當βcij≥1.0時，樓層墻段綜合抗震能力滿足鑒定要求。

（三）對本工程二級鑒定的內容及結論

用2008版PKPM砌體結構鑒定加固設計軟件對本工程進行二級鑒定的計算，各層的抗震能力指數見下表。

由下表可知，一至三層的βi、βci均小于1，不符合二級鑒定的要求。綜合上述情況，該工程需進行抗震加固。

三、加固設計

1.本教學樓高度及層數均超過規范要求，應采用改變結構體系的加固方案，故該工程加固采用現澆鋼筋混凝土板墻加固墻體的方法?？紤]到該教學樓外部采用面磚裝飾，在施工過程中盡量維持建筑物原狀，所以對教學樓外墻單面（內側）加混凝土板墻，內墻則采用雙面加混凝土板墻的加固方案。

2．對梁與板暫時不進行加固（現場未發現梁、板出現受力裂縫及較大的撓度變形）。該教學樓樓面、屋面均采用預置鋼筋砼板，為加強整體性且不過于加大建筑物荷載，僅在屋面板上方采用C25細石混凝土，φ6@250鋼筋網做一層厚度為60mm的現澆疊合層。

3.原建筑物是內廊式布置，橫向圈梁在走廊處未封閉，故在走道采用2根14a槽鋼拉桿，在內橫墻位置將梁拉通封閉。為保證預制板在大梁上的搭接長度，在梁兩側設置角鋼支撐2L125X80X8。

4.板墻需設基礎，與原建筑物基礎埋深相同。

TU

A

1673-0046（2010）10-0165-02

各層抗震能力指數一覽表