多層磚混結構教學樓的抗震鑒定及加固實例

萬 曦，王麗珍

(信息產業電子第十一設計研究院科技工程股份有限公司，四川成都610021)

為保障中小學校舍抗震安全，上海市相關部門決定對中小學校舍逐一進行“體檢”。按照統一的標準和要求，建立校舍安全信息檔案并進行抗震鑒定，對存在安全隱患的校舍進行抗震加固、遷移避險，使學校校舍達到重點設防類抗震設防標準。因此，本文以某小學的多層磚混結構教學樓為例，闡述了結構檢測的基本內容、抗震鑒定的基本流程以及抗震加固的方法。

1 工程概況

該教學樓建于1954年，原為三層內廊式磚混結構，樓蓋為預制板鋪設;1987年加建至四層，再緊鄰原教學樓東側擴建五層內廊式磚混結構。此處將加建后的四層教學樓命名為A區，后擴建的五層教學樓命名為B區，其立面圖如圖1所示。

圖1 教學樓南立面

圖2 教學樓2～3層建筑平面

由于歷史久遠，該教學樓無設計圖紙和施工驗收資料，只能現場對房屋的建筑功能、結構布局進行測繪。其中，A區長23.2 m，寬14.2 m，檐高14.1 m，建筑面積約為1 160 m2，開間尺寸8.4 m，進深6 m，梁構件的尺寸為240 mm×340 mm和240 mm×500 mm兩種;B區長12.0 m，寬17.9 m，檐高17.6 m，建筑面積約為934 m2，開間和進深尺寸同A區，梁構件的尺寸為240 mm×590 mm。其建筑平面圖如圖2所示。

2 結構檢測

2.1 材料強度檢測

(1)砂漿和磚強度。

按照《貫入法檢測砂漿抗壓強度技術規程》(JGJ/T136－2001)，采用SJY800A型貫入式砂漿強度檢測儀，鑿開墻體粉刷層檢測房屋磚墻的混合砂漿強度。檢測成果表明，墻體實測強度平均值5.8 MPa，最小值5.2 MPa，砌筑砂漿的強度推定值為5.8 MPa。

按照《回彈儀評定燒結普通磚強度等級的方法》(JC/T796－1999)，采用HT75型磚回彈儀進行原位測試，由檢測結果可知抽查構件的磚強度評定等級為MU10。

(2)混凝土強度。

根據現場檢測條件和房屋結構特點，對房屋現澆梁混凝土強度測試采用回彈法，根據《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》(JGJ/T23～2001)進行評定。根據檢測成果，混凝土實測強度平均值為23.5 MPa，最小值21.6 MPa，混凝土推定值為20.5 MPa，混凝土碳化深度普遍為4～6 mm。如表1所示。

2.2 變形測量

按照《建筑變形測量規程》(JGJ 8－2007)，采用索佳SET2130R全站儀測量了房屋的傾斜現狀(測量結果包含原有施工誤差)，測點為4個外墻陽角棱線角點。結果表明房屋整體傾斜無明顯規律，最大傾斜率為向東2.6‰，均在規定范圍內。

表1 回彈法抽樣檢測混凝土抗壓強度結果

3 抗震鑒定

3.1 抗震措施鑒定

對于教學樓A區，根據《建筑抗震鑒定標準》(GB 50023－2009)的要求，按照A類砌體、乙類設防標準，從結構體系、材料強度、整體性連接、易損易倒部位和樓梯間部位等方面進行抗震措施鑒定分析。第一級鑒定表明:

(1)樓蓋、屋蓋為裝配式，不滿足鑒定標準第5.2.3條要求;

(2)沒有考慮圈梁和構造柱布置，不滿足鑒定標準第

5.2.5 條要求;

(3)易損易倒部位局部尺寸個別項超出限值，不滿足鑒定標準第5.2.8條要求;

因此，綜合評定為教學樓A區綜合抗震能力不滿足抗震鑒定要求。該結構需要進行抗震加固處理，滿足后續使用年限30年的目標，不再進行第二級鑒定。

對于擴建的教學樓B區，按照B類砌體、乙類設防標準進行鑒定，部分內容見表2。

表2 房屋現結構體系與抗震構造鑒定部分結果(教學樓B區)

續表2

3.2 抗震驗算

采用中國建筑科學研究院PM(2005版)計算程序，對擴建的五層教學樓(教學樓B區)的磚混結構承重墻體進行抗震承載力驗算。

材料參數和荷載取值如下:(1)抗震設防:7度(0.15 g)，乙類設防;(2)場地土類別:Ⅳ類;(3)基本風壓:0.55 kN/m2，C類粗糙度;(4)砂漿強度:M5.8，磚強度:MU10;(5)恒荷載:樓板3.60 kN/m2，屋面5.6 kN/m2，樓梯間6.5 kN/m2，240 外墻 4.7 kN/m2;(6)活荷載:教室 2.0 kN/m2，樓梯2.5 kN/m2，消防樓梯 3.5 kN/m2，走廊 2.5 kN/m2，不上人屋面0.5 kN/m2。

計算結果表明:1～3層部分縱橫墻墻體抗震承載力、窗間墻墻肢受壓承載力都不滿足規范計算要求，存在安全隱患(A軸、7～8軸;C軸、7～8軸;D軸、7～8軸;G軸、7～8軸)，需進行加固處理。

4 抗震性能評估及加固建議

(1)教學樓A區綜合評定為綜合抗震能力不滿足抗震鑒定要求，需要對結構進行整體加固處理(外墻轉角處與大開間教室縱橫墻交界處增設構造柱、增設各層圈梁)。

(2)教學樓B區增設構造柱，并與圈梁連接;部分易損易倒部位的局部尺寸超限，建議采用混凝土夾板墻加固處理。

(3)教學樓B區1～3層部分縱橫墻墻體抗震承載力、窗間墻墻肢受壓承載力不滿足規范計算要求，建議采用夾板墻加固。

5 結論

本文對于年代久遠、無設計圖紙和竣工驗收資料的多層磚混結構教學樓，通過現場調研和檢測，根據國家先行規范和標準對其進行了抗震措施鑒定和抗震驗算，并從結構構造和復合驗算方面提出了加固建議。中小學磚混結構校舍量大、面廣，且年代各異，以此為例可為類似結構的鑒定評估提供參考。

［1］錢斌.現有小高層鋼筋混凝土房屋的抗震鑒定與加固［D］.武漢:華中科技大學，2004

［2］張杰.某小學教學樓的抗震鑒定與加固［J］.中國科技信息，2011(10):89－91

［3］GB 50223－2008建筑工程抗震設防分類標準［S］

［4］GB 50023－2009建筑抗震鑒定標準［S］