多层砌体房屋的抗震构造措施_浅析多层砌体校舍建筑抗震排查鉴定
时间：2019-04-17 03:25:28 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
[摘要] 浅析校舍建筑抗震鉴定相适用的标准、建筑现状质量检测的内容和方法、结构安全与抗震鉴定的内容和综合评价的方法，分析总结了多层砌体校舍抗震性能方面存在的主要问题，提出了解决既有多层砌体校舍抗震能力主要问题的对策。
[关键词]适用标准；结构安全；抗震鉴定
0前言
‘5.12’四川汶川大地震后，教育部和省教育局（闽教发[2008]61号）的要求下达专项文件，要求对学校建筑进行大规模的抗震排查。目的是确定这些校舍工程的结构安全是否满足有关鉴定标准和抗震设防的要求，提出抗震排查、鉴定初步意见，对这些工程的加固与处理提供技术依据。
1多层校舍建筑抗震鉴定适用的标准
既有中小学校舍的建造年代绝大多数在1980年后。按照采用的抗震设计规范不同可分为1990年之前按《工业与民用建筑抗震设计规范》（TJ11-78）设计建造、1991-2001按《建筑抗震设计规范》（GBJ11-89）设计建造、2002年-2010年按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）设计建造。随着抗震设计规范在设防要求、设计方法和抗震构造措施等方面都在不断完善和提高。
中小学教学楼等校舍建筑属于乙类建筑。对于既有中小学校舍的抗震能力评价，不能采取建造时期相应设计规划的要求来评定，而应采用新颁布的《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）标准来评定。在这本标准中给出了按不同后续使用年限采用不同抗震鉴定标准的要求：对于后续使用年限为30年的建筑划分为A类，对于后续使用年限为40年的建筑划分为B类；后续使用年限为50年的建筑划分为C类。并给出了各类建筑抗震鉴定方法和抗震措施、承载力验算等要求。对中小学教学楼等建筑的安全鉴定可采用《砌体结构设计规划》（GB50003-2001）、《混凝土结构设计规划》（GB50010-2010）、《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292-1999）。对于建造于不同时期的校舍工程的安全与抗震鉴定中的楼面活荷载、风荷载和雪荷载取值则应符合《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）（2006年版）的规定。
2多层砌体校舍建筑现状质量检测的内容和方法
（1）外观质量普查。既有建筑的质量缺陷会反映在结构的外观质量上。因此，在现场客观条件允许的情况下，对进行安全与抗震检测鉴定的所有建筑物的外观质量进行普查。普查内容包括结构构件外观质量与缺陷情况，各层承重结构有无开裂、受损等情况
（2）建筑垂直度检测和地基基础评价。1）采用经纬仪对进行安全与抗震检测鉴定的所有工程进行垂直度的检测，以确认该房屋是否存在倾斜和不均匀沉降；2）根据结构构件下沉和倾斜等情况，对地基基础进行评价和必要的检测。
（3）混凝土构件强度检测。采用回弹法进行混凝土强度检测。依据《建筑结构检测技术标准》（GB/T50344-2004）的抽样检测的样本容量和各房屋混凝土构件的数量确定抽样的数量。对多层砌体房屋则应抽取楼梯梁、承重梁和构造柱等；对所抽取混凝土构件进行碳化深度的检测。
（4）砖墙材料强度检测。对多层砌体房屋的承重砖墙，应区分楼层和不同设计强度等级进行砌筑砂浆强度和砖墙块材材料强度的检测。
（5）现浇构件主筋和箍筋配置的数量、间距检测。对多层砌体房屋的楼梯梁、承重梁和构造柱等混凝土构件进行主筋和箍筋配置的数量、间距检测。
（6）其他损伤情况检查与检测。在全面普查该工程现状缺陷的基础上，对所有的损伤进行仔细检测，比如裂缝的长度、宽度、深度等，并分析产生的原因。。
（7）砌筑质量检查。对进行安全与抗震鉴定的所有砌体房屋的砌筑质量进行检查，包括砌筑方法、灰缝质量、砌体偏差、留槎及洞口等项目。
（8）结构构造检查。对进行安全与抗震检测鉴定的所有砌体房屋的构造措施进行检查，包括构件高厚比、梁垫、壁柱、预制构件的搁置长度、构件端部锚固措施、圈梁、构造柱或芯柱等。
（9）目前房屋实际荷载水平核查。调查各类房间的活荷载和改造情况，为结构安全与抗震能力分析提供可靠的数据。
3多层砌体校舍结构安全与抗震鉴定的内容
建筑抗震鉴定的内容，应从结构布置、结构体系、抗震构造和构件抗震承载力、结构抗震变形能力及结构现状质量与损伤状况几个侧面进行综合。若结构现有的构件承载力较高，则除了保证结构整体性所需的构造外，结构变形能力方面的构造鉴定要求可稍低；反之，现有的构件承载力较低，则可用较高变形能力的构造要求予以补充。
3.1结构布置与结构体系
结构布置鉴定应重点检查结构的平、立面和抗侧力构件布置是否规则、楼梯间是否设置在转角或尽端等。结构体系鉴定应重点检查结构类别和构成、结构体系的合理性、结构相邻楼层间的传力是否明确、传力途径是否间断等。
3.2结构构件抗震承载力
（1）结构抗震验算应包括构件的抗震承载力验算和结构变形验算。乙类建筑结构抗震验算的地震作用不提高。
（2）结构构件抗震承载力验算：1）验算采用的结构分析方法，应符合所采用的《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）规定的方法；2）验算使用的计算模型，应符合其实际受力与构造情况；3）结构上的作用应经调查或检测核实；4）结构构件上作用的组合、作用的分项系数及组合值系数，按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）及其他相关规范的规定执行；5）材料强度的标准值，应根据结构的实际状态确定：原设计文件有效，且不怀疑结构有严重的性能劣化或者发生设计、施工偏差的，可采用原设计的标准值，调查表明实际情况不符合上面要求的，应进行现场检测；6）结构或构件的几何参数应采用实测值，并应计入锈蚀、腐蚀、风化、局部缺陷或缺损以及施工偏差等的影响。
3.3抗震构造措施
对于新建工程的乙类建筑的构造措施应符合本地区设防烈度提高1度的要求。对于2001年以前建造的既有建筑、其合理的使用年限较新建工程要缩短，所以既有多层砌体教学楼乙类建筑的抗震构造措施可按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）的要求，其构造柱的设置是否满足要求应根据增加2层后的总层数对照相应的抗震设防烈度来判断。 4多层砌体校舍抗震性能的主要问题
4.1结构布置与结构体系
（1）建筑结构平面绝大多数基本上为矩形，对于超过规范长度或结构平面为L形等不规划的结构均设置了防震缝；结构构件、砌体抗震墙布置对称、规则，在地震作用下的扭转影响比较小，对结构抗震有利；但也有一部分教学的平面为L形等构成。
（2）建筑总层数为2-4层，极个别的总层数为5层。多层砌体校舍的建筑总层数不超过4层的为满足抗震规范GB50011-2010关于对乙类的多层砌体房屋的总层数应减少一层且总高度应降低3米和对医院、教学楼等横墙较少的多层砌体房屋，总高度应规定降低3米，层数相应减少一层的规定。对于个别校舍建筑总层数为5层的工程，应在综合分析其抗震能力的基础上提出加固等处理建议。
（3）楼梯间在1992年以前建筑的基本设置在端部，且楼梯平台板有的为预制板，楼梯间墙体因楼梯斜梁的作用而刚度增大，楼梯间的预制平台板削弱了楼梯的整体性，使得这些校舍的楼梯间成为了房屋抗震的薄弱环节。
（4）外纵墙开洞率大，使得窗间墙的高宽比大于1.0；对于外纵墙的窗间墙多为高宽比大于1.0时，其外纵墙的抗震能力相对比较差。
（5）外廊建筑的两个外纵墙的开洞率均较大，使得外廊建筑的抗震能力较内廊式的多层砌体校舍还差。
（6）个别房屋结构体系不合理；如：结构是局部框架与砌体房屋组合、砌体房屋与单层构件混凝土排架结构组合。
4.2抗震构造措施
由于我国的建筑抗震设计规范经历了4次修订，其抗震设防的目标和要求及其构造措施均在不断提高和完善。
（1）由于抗震规范GBJ11-89于1992年7月以后才正式实施，在1991年以前按抗震规范TJ11-78设置的构造柱比较少，多数房屋仅在楼梯间四角、横墙与外纵墙交接处设置。这主要是由于该规范把构造柱作为超高的措施运用。抗震规范GBJ11-89和GB50011-2001把构造柱和圈梁一起作为约束脆性砖墙而达到提高多层砌体房屋整体抗震能力的构件，按照这两本抗震规范设计的多层砌体校舍的构造柱设置较为合理，但也存在内纵墙构造柱设置偏少的问题。
（2）多层砌体房屋校舍中楼（屋）盖中采用预制钢筋混凝土空心板，其钢筋混凝土空心板，其钢筋混凝土圈梁设置非常重要。在1991年以前建造的多层砌体房屋校舍圈梁的设置不够合理，基本上是有横墙处才设置圈梁，使得圈梁间距均在9.0米以上。对于1991年以后建造的多层砌体房屋校舍，其圈梁设置较为合理，在纵墙承重的结构体系的每开间构造柱设置的部位采用现浇板带作为圈梁，形成了纵横向圈梁与构造柱相连接约束砖墙的作用。
（3）多层砌体房屋校舍中部分横墙承重结构的承重梁下没有设置混凝土梁垫，虽然没有出现承重梁下砌体因局部承压不足产生的破坏，但是在地震作用下支承承重梁的墙体是薄弱环节，会率先破坏并导致楼板的垮塌。
5提高多层砌体校舍抗震能力的对策
（1）对于墙体砌筑砂浆强度小于1.0MPa的多层校舍建筑，考虑到其抗震能力较低和加固量涉及所有的墙体，其抗震加固费用会超过新建工程的70%，以及存在由于砂浆强度太低很难达到加固效果和难满足乙类建筑的抗震设防要求等问题，对这类校舍房屋应拆除重建。
（2）对于砌筑砂浆强度不小于1.0MPa的建筑，其砖墙抗震力与抗震设防要求有一定的差距，通过采取加固措施可以使结构的抗震承载力满足要求；同时，在结构体系方面为预制钢筋混凝土空心板的纵墙承重或总层数大于4层等，在抗震构造上构造柱、圈梁设置不合理的多层砌体校舍建筑，应从提高房屋的整体抗震能力进行整体加固，包括墙体加固、内外纵墙增设钢筋混凝土构造柱和钢拉杆以及楼梯间三面墙体加固等。
（3）对于砂浆强度等级满足设计要求，其墙体抗震承载力也满足设防要求，但存在构造柱、圈梁设置不合理或楼梯间设置在端部等校舍工程，应采取在内外纵墙增设钢筋混凝土构造柱和钢拉杆以及楼梯间三面墙体加固等的局部加固措施。
（4）对于结构体系不合理、结构布置不对称的校舍建筑，应从改变结构抗侧力体系和改善结构的对称性的抗震加固入手。对于楼梯间的加固应根据楼梯间的位置确定加固方法：若楼梯间在转角或房屋尽端，则不宜加得过强，可采用适当加大配筋率的钢筋网砂浆面层加固，也应同时加固相邻的横向墙体，即不能使加固后楼梯间墙体较相邻墙体的抗侧力度增大很多而加重其破坏；若楼梯间在中部，则可采用钢筋混凝土板墙加固。
（5）对于承重柱、梁、楼梯梁不满足抗震承载力要求的以及楼板开裂等混凝土构件，应采取增大截面或粘钢等加固补强的措施。
（6）对墙体抗震承载能力和抗震构造措施均满足要求，但存在外墙渗漏、墙体或梁、楼板出现裂缝等情况，应采取维护、修补措施以确保校舍工程的耐久性。
6.结束语：
笔者从事工程结构设计多年，取得了一级结构师，同时从事抗震管理多年，认为中小学校多层砌体校舍建筑抗震排查、鉴定、应根据工程的设计时期，采用的抗震规范，现场的施工质量（砂浆强度、砼强度、砌体强度）；按照后续使用年限要求，验算其抗震承载能力、抗震构造措施是否符合《建筑抗震鉴定标准》（GB50026-2009）或《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），而采取相应的补救办法。
