辦公建筑抗震檢測鑒定與加固設(shè)計(jì)

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摘要：本文主要針對辦公建筑抗震檢測鑒定與加固設(shè)計(jì)展開了探討，通過結(jié)合具體的工程實(shí)例，分別對抗震第一等級的鑒定和第二等級的鑒定作了詳細(xì)的闡述和系統(tǒng)的分析，并總結(jié)了抗震鑒定結(jié)論及提出了相應(yīng)的抗震加固措施，以期能為有關(guān)方面的需要提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：抗震檢測鑒定；加固設(shè)計(jì)；辦公建筑

引言

近年來，我國地震災(zāi)害出現(xiàn)的次數(shù)頻繁，對人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全造成了嚴(yán)重的威脅。而另一方面，通過近年來的地震災(zāi)害，也反映出了我國大多數(shù)80年代以前建造的大量建筑抗震設(shè)防未能完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，為了保障生命財(cái)產(chǎn)的安全，需要對此類建筑進(jìn)行抗震鑒定檢測，特別是辦公建筑。基于此，本文就辦公建筑抗震檢測鑒定與加固設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討，結(jié)合了具體的工程實(shí)例對有關(guān)方面作了系統(tǒng)的分析研究，相信對抗震鑒定及加固工作能有一定的幫助。

1 工程概況

一辦公樓處于7度抗震設(shè)防區(qū)，始建于上世紀(jì)70年代。辦公樓是3層混磚結(jié)構(gòu)，后經(jīng)改造局部度66.5m，寬度20.2m，室外地面至屋面檐口的高度11.9m，其中2、3層樓板使用蓋，4層樓板及屋面板使用混凝土板。傳力體系為縱、橫墻承重，承重墻體厚度238。由于房屋建于20世紀(jì)70代，根據(jù)規(guī)定，7度區(qū)多層砌體房屋的層數(shù)和總高度限值為7層、21m，所以，該辦公樓加至4層，總面積3586.82m。建筑高2.9m，長按A類建筑進(jìn)行鑒定。

2 抗震第一級鑒定

2.1 質(zhì)量檢查

調(diào)查表明，該辦公樓部分磚墻采用燒結(jié)實(shí)心磚，部分磚墻采用粉煤灰實(shí)心磚。磚墻砌筑質(zhì)量一般，灰縫厚度厚薄不均，局部灰縫厚度超過12mm。第3層①軸×⑧～⑥軸處外挑陽臺(tái)樓板板底存在局部漏筋。未發(fā)現(xiàn)承重墻有嚴(yán)重酥堿和明顯歪閃或開裂，以及因地基不均勻沉降引起的結(jié)構(gòu)構(gòu)件歪曲、開裂等現(xiàn)象。

2.2 結(jié)構(gòu)體系

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)第5.2.2條A類砌體房屋，最大橫墻間距不超過7.5m，否則不滿足剛性體系對抗震橫墻最大間距的限制要求。現(xiàn)場調(diào)查表明，該辦公樓最大橫墻問距不超過5.4m，高寬比為0.92，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.3 材料強(qiáng)度等級

經(jīng)現(xiàn)場檢測，該辦公樓各層墻體的磚強(qiáng)度均為MU10，砌筑砂漿強(qiáng)度等級分別為：1層為M5，2層為M2.5，3、4層為M1.0，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.4 第一級鑒定中抗震承載力簡化計(jì)算

由于第一級鑒定中房屋規(guī)則性、房屋構(gòu)造柱、圈梁的設(shè)置以及樓蓋的支承長度等均不能滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求，因此，可不進(jìn)行抗震承載力簡化計(jì)算。

2.5 第一級鑒定結(jié)論

第一級鑒定結(jié)果匯總，通過對層數(shù)與總高度、結(jié)構(gòu)體系、材料實(shí)際強(qiáng)度等級、結(jié)構(gòu)整體性、連接構(gòu)造及局部易損易倒部位等的核查，該辦公樓質(zhì)量存在局部缺陷，結(jié)構(gòu)體系及整體性連接構(gòu)造不能完全滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，須對房屋的綜合抗震性能進(jìn)行第二級鑒定。

3 抗震第二級鑒定

由于該辦公樓的2、3層樓蓋采用屬于柔性體系的木質(zhì)結(jié)構(gòu)，4層及屋面層采用屬于中等剛性體系的裝配式樓面板和屋蓋，須按墻段綜合抗震能力指數(shù)方法逐層進(jìn)行第二級鑒定。

3.1 體系影響系數(shù)

由于該辦公樓結(jié)構(gòu)2、3層木質(zhì)樓蓋木龍骨支承長度為100mm，少于標(biāo)準(zhǔn)（120—100）/120=16.7%>15%，體系影響系數(shù)取0.8。綜合分析，1、2層體系影響系數(shù)φ1取0.56，3、4層體系影響系數(shù)φ1取0.7。

3.2 局部影響系數(shù)

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，該辦公樓窗問墻最小寬度0.5m，因此φ2取0.9。

3.3 第二級抗震鑒定核算

因該辦公樓2、3層采用柔性樓蓋，Abij采用從屬面積法計(jì)算。4層、屋面層采用中等剛性樓、屋蓋，Abij采用從屬面積與等效剛度綜合法計(jì)算，即：

（1）

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)第5.2.15條，墻段抗震能力指數(shù)按下式計(jì)算：

（2）

（3）

通過核算，各層墻段綜合抗震能力指數(shù)不足

3.4 墻體抗震承載力復(fù)核及對比分析

該辦公樓為位于7度區(qū)的3層建筑，按現(xiàn)行規(guī)范采用底部剪力法對砌體的地震效應(yīng)進(jìn)行復(fù)核。在進(jìn)行抗震承載力驗(yàn)算時(shí)，分兩種情況進(jìn)行對比分析：①按標(biāo)準(zhǔn)第3.0.5條的規(guī)定對場地的設(shè)計(jì)特征周期和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)值進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整；②直接按現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行計(jì)算，不考慮場地設(shè)計(jì)特征周期和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)值進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

隨機(jī)抽取5段墻體，其中（1）H軸1F縱墻、（2）G軸2F縱墻、（3）6軸2F橫墻、（4）8軸4F橫墻、（5）11軸3軸橫墻。

將墻身截面抗震抗剪承載力與該墻地震剪力設(shè)計(jì)值之比βij′（調(diào)整）、βij″與墻段綜合抗震能力指數(shù)βij進(jìn)行比較。

經(jīng)驗(yàn)算，采用標(biāo)準(zhǔn)第3.0.5條進(jìn)行參數(shù)調(diào)整后的βij與墻段綜合抗震能力指數(shù)基本吻合，后者略小，驗(yàn)證了兩種方法的一致性及可行性；直接按現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行計(jì)算得到的βij″與βij的比值為0.7～0.75，平均值0.72。差異的原因主要在于兩種算法采用后續(xù)使用年限不同所造成。

4 抗震鑒定結(jié)論及抗震加固

4.1 鑒定結(jié)論

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，通過現(xiàn)場檢查、檢測，結(jié)合兩級鑒定的核算及綜合分析，對該辦公樓可以得到以下抗震鑒定結(jié)論：

（1）該辦公樓的承重結(jié)構(gòu)，未發(fā)現(xiàn)有明顯的變形、傾斜或扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

（2）該辦公樓的墻體磚塊抗壓強(qiáng)度等級為MUIO，砂漿強(qiáng)度等級1層為M5，2層為M2.5、3、4層為M1.0，材料強(qiáng)度均滿足標(biāo)準(zhǔn)嵋要求。

（3）該辦公樓抗震橫墻間距、寬度及外墻盡端至門窗洞邊的最小距離等不滿足標(biāo)準(zhǔn)中第一級鑒定要求，第二級鑒定結(jié)果表明：部分墻體抗震能力不能滿足要求，需要采取相應(yīng)的加固措施。

4.2 抗震加固方法選擇

（1）針對墻段綜合抗震能力指數(shù)不足的部分墻體，采用在墻體兩側(cè)設(shè)置鋼筋網(wǎng)一砂漿面層進(jìn)行加固，主要目的是提高墻體的承載力，同時(shí)兼顧增加樓板的支承長度。

（2）針對該辦公樓整體性不能滿足要求，外墻增設(shè)現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁，內(nèi)墻采用鋼拉桿替代圈梁；同時(shí)在辦公樓四角、樓梯間四角及平面不規(guī)則處增設(shè)構(gòu)造柱。

4.3 抗震加固設(shè)計(jì)計(jì)算

（1）采用鋼筋網(wǎng)-砂漿面層加固對墻體抗震能力的提高，采用抗震能力增強(qiáng)系數(shù)的方式來表述。墻段抗震能力增強(qiáng)系數(shù)按下式計(jì)算：

（4）

式中ηpij為第i層第j墻段面層加固的增強(qiáng)系數(shù)；η0為基準(zhǔn)增強(qiáng)系數(shù)；tw0為原墻體厚度；fvE為原墻體的抗震抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（MPa）。

樓層的抗震能力增強(qiáng)系數(shù)按下式計(jì)算：

（5）

式中ηpi為樓層加固后第i樓層抗震能力的增強(qiáng)系數(shù)；Ai0為第i層中驗(yàn)算方向原有抗震墻在1/2層高處凈截面的面積；Aij0為第i層中驗(yàn)算方向外加柱加固的抗震墻j墻段的在1/2層高處凈截面的面積。

（2）按照鑒定標(biāo)準(zhǔn)，在房屋外墻增設(shè)圈梁，內(nèi)墻問隔增設(shè)鋼拉桿，圈梁布置和構(gòu)造的體系影響系數(shù)取1.0。

（3）在辦公樓四角、樓梯間四角及平面不規(guī)則處增設(shè)構(gòu)造柱加固后，樓層抗震能力的增強(qiáng)系數(shù)按下式計(jì)算：

（6）

式中ηci為外加柱加固后第i層抗震能力的增強(qiáng)系數(shù)；ηcij為第i層第j