校舍房屋抗震鑒定及加固設(shè)計

為避免中小學(xué)校舍在地震中發(fā)生整體垮塌，危及師生人身安全，近年來，全國各地市校安辦及建設(shè)主管部門明確要求針對現(xiàn)有的中小學(xué)教學(xué)用房、學(xué)生宿舍和食堂等既有建筑物依據(jù)GB 50023—2009(建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行抗震鑒定，對存在安全隱患的校舍進(jìn)行抗震加固，確保學(xué)校校舍達(dá)到重點(diǎn)設(shè)防類抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。按現(xiàn)行國家建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)，對既有建筑的抗
震檢測鑒定，可以提供較為可靠的依據(jù)和結(jié)構(gòu)承載力復(fù)算的參數(shù)。同時，在抽檢數(shù)量上應(yīng)滿足GB／T 50344
— 2004(建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的要求。1 建筑抗震檢測鑒定
1．1 工程概況；
某學(xué)校教學(xué)樓建于上世紀(jì)八十年代中期，建筑平面形式基本為矩形，東西長約38．0m，南北長約8．1m，房屋共4層，建筑面積約1100m ，建筑檐口高度為12．9m，各層層高均為3．3m?；A(chǔ)采用樁基礎(chǔ)，上部為混合結(jié)構(gòu)，預(yù)制樓屋面板，大梁、樓梯及雨棚等為現(xiàn)支座反力的8％ 。經(jīng)計算，地震作用下水平支座反力取為10kN，與豎向荷載下的支反力的比值為00235，故地震作用可按重力荷載代表值的2％ ～3％考慮，故取網(wǎng)架作用傳給每個預(yù)埋件的水平荷載取為10kN。
3．3 風(fēng)荷載作用
根據(jù)該工程的技術(shù)方案說明書，本工程所處地區(qū)基本風(fēng)壓為0．76kN／m ，由3D3S根據(jù)球面風(fēng)壓分布計算出作用在網(wǎng)架上的風(fēng)壓合力為72OkN，將其等效作用在倉壁連接的節(jié)點(diǎn)上。經(jīng)計算，風(fēng)荷載對支座豎向支反力為拉力，對下部結(jié)構(gòu)有利，故不考慮其作用。
3．4 網(wǎng)殼穩(wěn)定性分析JGJ 61—2003(網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》 規(guī)定，雙層網(wǎng)殼厚度小于跨度的1／60應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析，本工程
網(wǎng)殼厚度為2m，跨度為113．1m，厚跨比為1／56．55，考慮到該網(wǎng)殼跨度大，設(shè)計中對其整體穩(wěn)定性做補(bǔ)充驗算。穩(wěn)定分析中，參考荷載取為恒荷載和屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值之和。通過線性屈曲分析，得到模型前6個屈曲模態(tài)的屈曲因子分別為：37．99、38．82、38．92、39．10、39．18、39．30，將最小的屈曲因子乘以施加的荷載值得到模型的屈曲荷載為26．593kN／m 。4 結(jié)語
(1) 在恒載和活載作用下，由網(wǎng)架作用傳給每個預(yù)埋件的建議取為425kN。
(2) 在風(fēng)荷載作用下，由網(wǎng)架作用傳給每個預(yù)埋件的水平荷載取為200kN。
(3) 在地震作用下，由網(wǎng)架作用傳給每個預(yù)埋件的水平荷載重力荷載代表值的2％ 一3％ ，本工程取為10kN。
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澆結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度為6度。結(jié)構(gòu)平面布置如圖1 所示。

圖1 教學(xué)樓加固平面示意圖
1．2 建筑抗震檢測
根據(jù)該建筑物的實際使用情況，依據(jù)GB 50023—2009(建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》第1．0．3—1．0．5條，確定其為A類建筑，即后續(xù)使用年限30年的建筑。經(jīng)現(xiàn)場檢測，該教學(xué)樓各層承重墻體的實心磚和砂漿推定強(qiáng)度見表l，混凝土推定強(qiáng)度見表2。
表1 各層承重墻體實心磚和砂漿檢測結(jié)果

1．3 第一級鑒定
根據(jù)GB 50223—2008(建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》，該建筑抗震設(shè)防類別為重點(diǎn)設(shè)防類(簡稱乙類)，且屬于橫墻很少。因此在做房屋整體性連接構(gòu)造檢查時，依據(jù)GB50011—2010(建筑抗震設(shè)計規(guī)范》相應(yīng)規(guī)定，應(yīng)按增an-層的總層數(shù)來核查其構(gòu)造柱的設(shè)置情況。經(jīng)現(xiàn)場檢測后發(fā)現(xiàn)該學(xué)校教學(xué)樓1／A、1／D、14／A、14／D軸處，樓梯間四角，3軸、6軸、9軸和l2軸橫
墻與外縱墻交接處均未設(shè)置構(gòu)造柱，且縱橫墻交接處等部位也無拉結(jié)鋼筋，故不符合GB 50023—2009《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》的要求。第一級鑒定時，房屋的抗震承載力可采用抗震橫墻間距和寬度的限值進(jìn)行簡化驗算。由鑒定標(biāo)準(zhǔn)表5．2．9—1可查得，一層(砂漿強(qiáng)度等級為M1)承重橫墻間距的限值為5．9m，而實際橫墻最大間距為8．4m，大于鑒定標(biāo)準(zhǔn)限制值2．5m；二層(砂漿強(qiáng)度等級為N0．4)橫墻間距的限值為4．0m，而實際橫墻最大間距為8．4m，大于鑒定標(biāo)準(zhǔn)限值4．4m；三、四層亦超出鑒定標(biāo)準(zhǔn)限值。因此不符合第一級鑒定要求。其他項抗震措施均滿足GB 50023—2009(建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)規(guī)定。對照鑒定標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)該教學(xué)樓主要存在以下問題：各層抗震橫墻最大間距為8．4m，均超過規(guī)范限值；各層砂漿強(qiáng)度普遍較低，存在局部粉化現(xiàn)象；房屋外墻四角，樓梯間四角等處未設(shè)置構(gòu)造柱，整體性較差。因此，根據(jù)鑒定標(biāo)準(zhǔn)評定為不滿足抗震要求。
1．4 第二級鑒定對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)體系、樓屋蓋整體性連接、圈梁布置和構(gòu)造及易引起局部倒塌的結(jié)構(gòu)構(gòu)件不符合第一級鑒定要求的房屋，根據(jù)抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)第5．2．14條，可采用樓層綜合抗震能力指數(shù)方法進(jìn)行第二級鑒定，同時，樓層綜合抗震能力指數(shù)應(yīng)按房屋的縱橫兩個方向分別計算。根據(jù)GB 50023—2009《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》第5．2．14，5．2．15條，教學(xué)樓橫墻、縱墻綜合抗震能力驗算結(jié)果見表3。從表3的計算結(jié)果可以看出，該教學(xué)樓各樓層縱橫墻最弱樓層綜合抗震能力指數(shù) 均小于1．0，其中二層縱墻的綜合抗震能力指數(shù)僅為0．58，遠(yuǎn)小于1．0。因此，應(yīng)對該教學(xué)樓進(jìn)行加固措施，以提高其綜合抗
震能力。

2 抗震加固設(shè)計http://www.www926ya.com/
2．1 設(shè)計構(gòu)造根據(jù)鑒定情況，該校舍屬于橫墻很少，砌筑砂漿實際強(qiáng)度等級≤M2．5，縱橫墻承載力均滿足要求。由于各層墻體的砌筑砂漿強(qiáng)度普遍較低，為增加結(jié)構(gòu)的整體性，縱橫墻均采用雙側(cè)加鋼筋網(wǎng)砂漿面層的方法加固，如圖1所示。面層的砂漿采用厚度為60mm、強(qiáng)度等級為M10的水泥砂漿。鋼筋網(wǎng)采用雙向68@200，同時采用68@900的S形穿墻錨筋。當(dāng)
鋼筋網(wǎng)的橫向鋼筋遇有門窗洞口時，宜將兩側(cè)的橫向鋼筋在洞口閉合。底層的面層，在室外地面下加厚并伸入地面以下500ram。豎向鋼筋應(yīng)連續(xù)貫通穿過樓板。為避免鉆孔太密，造成樓板損傷過大，在樓板處可采用集中配筋方式穿過，鋼筋規(guī)格采用612@600上下各搭接400ram，端部焊 8橫筋兩道，以便于鋼筋網(wǎng)焊接。
圖2 外墻轉(zhuǎn)角加固節(jié)點(diǎn)圖
由于該教學(xué)樓外墻四角均未設(shè)置構(gòu)造柱，因此該部位應(yīng)加強(qiáng)設(shè)計，如圖2所示，轉(zhuǎn)角處另設(shè)置水平及豎向配筋加強(qiáng)帶18610，以代替構(gòu)造柱。另外，由于縱橫墻交接處均未設(shè)置構(gòu)造柱，也無拉結(jié)鋼筋，故該節(jié)點(diǎn)也應(yīng)加強(qiáng)設(shè)計，如圖3所示，另設(shè)
置水平及豎向配筋加強(qiáng)帶6610，以代替構(gòu)造柱。
2．2 施工要點(diǎn)
做面層前，應(yīng)將原墻面抹灰層清除干凈，對油漆或瓷磚裝飾層應(yīng)鏟除，以保證加固面層與原墻體的可靠粘結(jié)，若原墻面存在局部堿蝕嚴(yán)重或有松散部分時，應(yīng)先清除松散部分，并用1：3水泥砂漿抹面，已松動的勾縫砂漿應(yīng)清除。做面層前，原墻的墻面應(yīng)用水濕潤。
在墻面鉆孔時，應(yīng)先按設(shè)計要求畫線標(biāo)出穿墻筋位置，并應(yīng)采用電鉆在磚縫處打孔，穿墻孔直徑應(yīng)比s形筋直徑大2mm。鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)時，豎向鋼筋應(yīng)靠墻面并采用鋼筋頭支起。鋼筋網(wǎng)在墻面的固定應(yīng)平整牢固。抹水泥砂漿時，應(yīng)先在墻面刷水泥漿一道再分層抹灰，且每層厚度不應(yīng)超過15ram。面層施工完后應(yīng)灑水養(yǎng)護(hù)，以防干裂或與原墻面脫開。
3 結(jié)語
通過對某校舍建筑的現(xiàn)場檢測及后續(xù)抗震鑒定，對該房屋目前的使用狀況及綜合抗震能力進(jìn)行了一次較為全面的分析。根據(jù)檢測鑒定的結(jié)果，針對該校舍建筑存在的結(jié)構(gòu)缺陷，做出了較為經(jīng)濟(jì)合理的加固方案。對類似工程能起到一定的借鑒意義。
參考文獻(xiàn)
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