住宅樓檢測鑒定及加固設(shè)計

為避免中小學校舍在地震中發(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)有的中小學教學用房、學生宿舍和食堂等既有建筑物依據(jù)GB 50023—2009(建筑抗震鑒定標準》進行抗震鑒定，對存在安全隱患的校舍進行抗震加固，確保學校校舍達到重點設(shè)防類抗震設(shè)防標準。按現(xiàn)行國家建筑抗震鑒定標準，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)標準》的要求。1 建筑抗震檢測鑒定
1．1 工程概況；
某學校教學樓建于上世紀八十年代中期，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)基本風壓為0．76kN／m ，由3D3S根據(jù)球面風壓分布計算出作用在網(wǎng)架上的風壓合力為72OkN，將其等效作用在倉壁連接的節(jié)點上。經(jīng)計算，風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準值之和。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。
參考文獻
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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 首層結(jié)構(gòu)平面圖
Fig． 1 Structure Plan of first floor

圖2 標準層建筑平面圖
Fig． 2 Typical Floor Plan of standard floor
②采用磚回彈儀對砌體的強度進行檢測，結(jié)果見表5 所示。
3 結(jié)構(gòu)承載力復(fù)核本結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)承載力復(fù)核采用中國建筑科學研究院PKPM 系列軟件( 08 版) 進行計算，主體結(jié)構(gòu)計算模型見圖3 所示，基礎(chǔ)計算模型見圖4 所示。結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件截面尺寸、配筋等按原設(shè)計圖紙與現(xiàn)場檢測結(jié)果相結(jié)合確定，混凝土強度等級按檢測推定結(jié)果取值。采用現(xiàn)行規(guī)范: 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》( GB 50009-2001) 、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》( GB
50010-2002) 、《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》( GB 50011-2001) 對主體結(jié)構(gòu)各構(gòu)件進行承載力復(fù)核。建模計算復(fù)核結(jié)果表明:( 1) 第1 層1 /D － E，5 /D － E，6 /E － F，11 /E －F ，12 /D － E 處的混凝土梁均不滿足承載力要求，具
體見表6 所示。
表1 梁、柱抗壓強度( MPa)
Table 1 Beam and column strength table
測區(qū)  平均回彈值強度換算值( 已修正)
推定值
1層柱
1層梁
12 /E 34． 1 31． 4
8 /G 47． 5 43． 8
4 /G 37． 4 36． 1
1 /E 40 38． 7
12 /B ～ D 18． 8 18． 2
15 /G ～ F 18． 1 17． 6
4 /G ～ F 18． 1 16． 7
31． 4
16． 7

 ( 2) 2 － 5 層的2 /A － B，2 /F － G，3 /A － B，8 /F －G，12 /A － B，14 /G － H 處的挑梁不滿足承載力要求，在此只列出2 層挑梁情況，見表7 所示。
( 3) 2 層～ 3 層部分承重墻受壓承載力不滿足設(shè)計要求，見表8 所示。
( 4) 2 層～ 6 層部分墻體不滿足抗震驗算要求
( 5) 本結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)按照實際的樁混凝土強度16． 9MPa 進行復(fù)核驗算，經(jīng)驗算樁承載力滿足承載力要求。
( 6) 橫向條形基礎(chǔ)持力層的位置，部分為雜填土層或淤泥質(zhì)土層，基礎(chǔ)持力層特征值為180kPa，達不到設(shè)計值200kPa。
4 結(jié)構(gòu)可靠性評定
( 1) 構(gòu)件的可靠性評定該住宅樓主體結(jié)構(gòu)可靠性鑒定構(gòu)件為鋼筋混凝土構(gòu)件。鋼筋混凝土框架柱、框架梁安全性和正常使用性評定等級均為Dsu級和Csu級。
( 2) 鑒定單元的可靠性評定根據(jù)該住宅樓的可靠性評定結(jié)果，按《民用建筑可靠性鑒定標準》( GB 50292-1999) 的有關(guān)規(guī)定，該工程的安全性評定等級為Dsu級，使用性評定等級為Csu級。該建筑結(jié)構(gòu)可靠性總評為Ⅲ級。
( 3) 抗震鑒定評定依據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》( GB 50011-2001 ) ，該住宅樓的建筑總高度、轉(zhuǎn)換層砂漿強度、層間側(cè)向剛度比以及過梁和構(gòu)造柱的設(shè)置均不滿足要求。
5 可靠度鑒定結(jié)果通過對該住宅樓主體結(jié)構(gòu)進行現(xiàn)場檢測和承載力復(fù)核驗算，結(jié)果表明:
( 1) 根據(jù)現(xiàn)場檢測，現(xiàn)有主體結(jié)構(gòu)的高度與層

圖4 基礎(chǔ)計算模型
Fig． 4 Calculation model diagram of basis
數(shù)與原設(shè)計不相符合。根據(jù)抗震設(shè)計規(guī)范和砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的要求，底部框架結(jié)構(gòu)在6 度設(shè)防時最小墻厚為240mm，建筑高度最高22m，最大層數(shù)為7層，而本建筑高度達到24． 4m，層數(shù)為8 層。不滿足原設(shè)計和抗震規(guī)范要求。
( 2) 由于業(yè)主將底部框架梁截面尺寸改小，造成承載力不滿足要求，存在安全隱患。
( 3) 部分過梁截面尺寸現(xiàn)場檢測只有60mm厚，不滿足規(guī)范要求; 過梁支承長度小于240mm，不滿足規(guī)范要求。
( 4) 根據(jù)現(xiàn)場檢測，陽臺圍護墻蓋梁鋼筋未錨入主體結(jié)構(gòu)，存在安全隱患。
( 5) 根據(jù)現(xiàn)場檢測，部分混凝土梁、板強度等級不滿足設(shè)計要求。
( 6) 部分梁、柱的鋼筋保護層厚度不滿足設(shè)計要求。
( 7) 建模計算結(jié)果表明: 第1 層1 /D-E，5 /D-E，6 /E-F，11 /E-F，12 /D-E 處混凝土梁，2 層～ 5 層的2 /A-B，2 /F-G，3 /A-B，8 /F-G，12 /A-B，14 /G-H 處的挑梁均不滿足承載力要求。
( 8) 建模計算結(jié)果表明: 2 層～ 3 層承重墻受壓承載力不滿足設(shè)計要求; 2 層～ 6 層墻體不滿足抗震驗算要求。
( 9) 根據(jù)現(xiàn)場檢測，底層框支墻梁托梁截面由350mm × 600mm 改為250mm × 500mm，不滿足《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的抗震構(gòu)造要求。
( 10) 2 層～ 6 層A、G 軸縱橫墻交接處沒有設(shè)置構(gòu)造柱，不滿足《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》要求。
( 11) 根據(jù)現(xiàn)場檢測，1 層～ 8 層墻體砌筑砂漿強度等級不滿足《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》要求。
( 12) 根據(jù)核工業(yè)郴州工程勘察院的現(xiàn)場勘察報告，基礎(chǔ)持力層的位置，部分為雜填土層或淤泥質(zhì)土層，基礎(chǔ)持力層特征值為180kPa，未達到設(shè)計值200kPa。鑒定結(jié)果認為: 該住宅樓主體結(jié)構(gòu)不滿足民用建筑可靠性要求，房屋主體結(jié)構(gòu)可靠性鑒定為Ⅲ級，存在安全隱患，需經(jīng)加固方能繼續(xù)使用。
6 主體結(jié)構(gòu)處理建議采用中國建筑科學研究院PKPM 系列軟件( 08版) 進行計算，主體結(jié)構(gòu)按多層砌體結(jié)構(gòu)計算，計算模型如圖5 所示，經(jīng)分析得出以下處理意見:

圖5 計算模型
Fig． 5 Calculation model
1) 按多層砌體結(jié)構(gòu)房屋進行加固處理，即底框框架增加橫向和縱向墻體。
( 2) 對橫向條形基礎(chǔ)下地基進行注漿加固，使

圖6 鋼筋網(wǎng)加固墻體
Fig． 6 Reinforcement steel mesh wall

其達到設(shè)計需要的承載力。www.www926ya.com
( 3) 對第2、3 層墻體采用高性能砂漿鋼筋網(wǎng)加固，如圖6 所示。
( 4 ) 對第1 層1 /D-E，5 /D-E，6 /E-F，11 /E-F，12 /D-E 處混凝土梁，2 層～ 5 層的2 /A-B，2 /F-G，3 /A-B，8 /F-G，12 /A-B，14 /G-H 處的挑梁采用增大截面法進行加固，如圖7 所示。

圖7 增大截面法加固梁
Fig． 7 Reinforced beams increasing section
( 5) 在每層挑梁端部設(shè)置構(gòu)造柱。
7 結(jié)語本工程原設(shè)計為6 層底框結(jié)構(gòu)，經(jīng)現(xiàn)場檢測，結(jié)構(gòu)層數(shù)由6 層增加為8 層，底框梁截面減小，樁基強度達不到設(shè)計要求。根據(jù)現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)和檢測鑒定，將原底框結(jié)構(gòu)改為多層砌體結(jié)構(gòu)，提出結(jié)構(gòu)加固
方案，本文方法可供類似工程參考。參考文獻( References) :
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