四川德陽某學校實訓大樓的抗震加固設計

葉正權 彭 敏

(1.四川攀枝花市交通建設工程質量監督站，四川攀枝花 617000; 2.四川建筑職業技術學院，四川德陽 618000)

1 加固工程概況

本項目位于四川省德陽市商貿學校內，該房屋為五層鋼筋混凝土框架結構房屋，長76.7 m，寬21.5 m，平面呈矩形布置，各層層高3.6 m，房屋總高度18.7 m(從室外地坪算至五層屋面板頂);于2006年建成，作為實訓大樓使用，于5·12地震破壞后，進行了災后結構抗震鑒定，根據GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標準，鑒定房屋安全等級為Au級。

2 檢測情況

根據現場的實際情況和委托方的委托要求，對以下內容進行檢測:結構布置及構件幾何尺寸檢查;建筑物的受損情況檢查;混凝土強度檢測;地震破壞等級劃分;綜合抗震能力鑒定[1]。

經現場勘查，檢測情況如下:原德陽市商貿學校實訓大樓的結構布置及構件幾何尺寸與原結構設計圖紙相符，未發現地基不均勻沉降情況，房屋整體未見傾斜。柱、梁及現澆樓板現場檢查未發現裂縫，框架填充墻出現不同程度裂縫。

房屋主要震害表現如下:

1)框架填充墻在墻體中部、柱邊、梁下、洞口角部出現不同程度斜向、豎向、水平裂縫。

2)樓梯平臺處框架柱頂和頂層框架柱抹灰層出現斜裂縫，現場抹灰層敲開未發現柱頂混凝土斜裂縫。

3)吊頂損壞脫落。

根據GB 50011-2001建筑抗震設計規范(2008年版)及GB 50223-2008建筑工程抗震設防分類標準，該受鑒定房屋按7度(第二組，0.10g)進行抗震驗算，按8度抗震措施進行復核，房屋基本規則，?軸為單向框架，部分柱、個別梁配筋不足，多項抗震措施不滿足現行《建筑抗震設計規范》要求，該房屋綜合抗震能力不滿足抗震鑒定要求，應對該房屋按照現行國家規范進行抗震加固設計[1]。

3 鋼筋混凝土框架結構加固設計

3.1 抗震加固設計原則

本項工程按抗震設防烈度7度(由于本工程為重點設防類，抗震措施按8度)進行結構加固設計[2]，設計地震分組為第二組，設計基本地震加速度值為0.10g，特征周期為0.40 s，本工程按《建筑抗震加固技術規程》及《建筑抗震設計規范》進行抗震加固設計，加固后的后續使用年限為50年[3]。

3.2 抗震加固方案確定

框架結構梁柱節點區由于受力復雜，規范中為保證“強節點、弱構件”的設計原則，通常采取在柱端和梁端一定區域箍筋加密原則，防止節點區的脆性破壞，增強結構的抗震性能[3]。

本工程由于工期、資金、建筑功能及建筑耐久性方面的要求，對于加固方案提出了諸多限制，在此基礎上，我們對多種加固方案進行了比較，從而確定一種最佳加固方案采用加大截面加固方法[4]:該方法主要采用同種材料即混凝土和鋼筋對原結構進行加固補強的一種施工技術，其技術要點就在于用鋼筋混凝土來增大原混凝土結構截面面積以提高結構的承載力為目的的一種傳統方法[5]。

3.3 加固設計采取的措施

本工程屬多層公共建筑，建筑類別:丙類。平面為規則的矩形平面，按7度0.10g，局部為單向框架，采用增加框架柱方法處理，增加框架柱后，地震作用驗算個別柱正截面驗算不通過，部分柱斜截面驗算不通過，部分框架梁縱筋不夠，采用加大截面法對柱、梁加固。

原基礎未受損，經驗算房屋地基和基礎滿足正常使用要求，在此設計不作處理。原設計10.800層以下部分框架柱斜截面抗震承載力不足，個別框架柱正截面抗震承載力不足，現以該部分柱為例應用增大截面法進行加固。具體做法如圖1，圖2所示。

圖1 柱加固剖面圖

圖2 柱加固1—1，2—2斷面圖

原設計?軸為單向框架(每層兩處)，不滿足《抗規》6.1.5條規定。現通過增設框架柱的方法予以調整，每層于②軸及?軸各增設一根框架柱，新增的框架柱基礎與原有基礎合并為雙柱聯合基礎，與新增框架柱連接的框架梁原有配筋不能滿足要求，通過增大截面法或增加底筋和面筋的方法進行加固。

原設計部分框架梁正截面抗震承載力不足，通過增加上部鋼筋和底部鋼筋的方法予以加固。

3.4 加固要求

1)所有新舊混凝土結合面，應將原有構件表面混凝土鑿毛沖凈，充分潤濕，表面刷素水泥漿再澆筑新混凝土[6]。

2)小尺寸的混凝土構件應手工振搗密實，嚴禁不支模而直接抹在原有混凝土上[7]。

3)新增鋼筋需要鉆孔穿過原有混凝土構件的，鉆孔時應避免傷及原有鋼筋，鋼筋穿過后用A級結構膠灌孔。

4)新增的框架柱KZ-1，澆筑前需按施工圖要求對指定梁卸荷。

5)因加固柱或加固梁而拆除的填充墻，采用MU5.0空心頁巖磚M5混合砂漿砌筑，砌筑時構造按西南G701(四)8度抗震措施的要求，面層和門窗復原。

6)新增箍筋與箍筋焊接，基礎底筋與原有底筋焊接時，雙面焊接搭接長度不小于5d，單面焊接搭接長度不小于10d(d為較小鋼筋直徑)。

7)圖中未標注的植筋深度不小于16d+2do(do為錨孔直徑)，且不小于100 mm，柱植入梁的縱向鋼筋和梁植入柱的縱向鋼筋必須做拉拔試驗，植筋用膠應采用A級結構膠。

3.5 加固材料要求

鋼筋:鋼筋強度標準值應具有不小于95%的保證率。“130”為 HPB235鋼筋，“131”為 HRB335鋼筋，“132”為 HRB400鋼筋。

型鋼:角鋼和鋼板采用Q235B型。

化學錨栓:采用Q345鋼或4.8級化學錨栓。

焊條:HPB235級鋼筋與HPB235，HRB335級鋼筋焊接用E43型焊條，HRB335，HRB400鋼筋之間焊接用E50型焊條;Q235B鋼焊接用E43型。

4 結語

本文根據抗震加固的主要思路，具體分析了在新標準、規范下鋼筋混凝土框架結構抗震加固的主要方法，通過對德陽商貿學校實訓大樓在5·12震后加固，選用加大截面對商貿學校實訓大樓進行加固，同時給出該工程的具體實施細節;目前該工程經加固后已達到抗震設防烈度7度(由于本工程為重點設防類，抗震措施按8度)，具有很強的實踐意義，對今后新規范下抗震加固設計具有參考意義。

[1] 李 杰，李國強.地質工程學導論[M].北京:地質出版社，1992:158-162.

[2] 李 新.我國抗震鑒定的發展[J].山西建筑，2007，33(17):86-90.

[3] 國際混凝土結構委員會.控制非彈性反應的鋼筋混凝土結構抗震設計(設計原理)[M].白紹良，譯.北京:中國建筑工業出版社，1995:240-242.

[4] 毋劍平.考慮結構設計使用年限的抗震功能設計[D].北京:中國建筑科學研究院，2003:23-25.

[5] 何志軍.混凝土框架結構抗震鑒定驗算程序的開發與研究[J].青島建筑工程學院學報，2000，21(4):67-71.

[6] 葉 彬.框架房屋抗震設計探討[J].中國科技信息，2005(10):10-28.

[7] 程紹革，任衛教.鋼筋混凝土框架結構抗震加固方法綜述[J].建筑科學，2001，17(3):4-6.