某中學磚混結構宿舍樓的結構抗震鑒定分析

季曉康

(山東省建筑設計研究院，山東濟南 250001)

對建設年代久遠的中小學校建筑，教育部下達過專項文件，應該對它們進行抗震鑒定，判明這些校舍工程的結構安全性是否滿足有關鑒定標準和抗震設防的要求，給出檢測鑒定結論及需要抗震加固的初步意見。筆者參與了某中學磚混結構宿舍樓的現場檢測、安全性鑒定和抗震鑒定工作，本文對此作一介紹，概括說明依據現行規范進行抗震鑒定的一般步驟，為同類工程的檢測鑒定提供借鑒。

1 工程概況與結構現狀普查

受檢的中學學生宿舍樓建于1993年，為5層磚混結構。檢測時業主未能提供原設計圖紙，經現場普查，該宿舍樓平面長度38．4 m，寬度8．1 m，建筑面積1 767 m2;首層及頂層層高分別為3．3 m與3．0 m，中間層層高均為3．2 m，檐口高度16．3 m;基礎形式為剛性條形基礎，樓蓋采用現澆樓蓋，墻體為燒結普通粘土磚墻，結構未設構造柱，在一層樓面與頂層屋面位置設計有圈梁;墻體沒有空鼓，承重墻、自承重墻及其交接處也無明顯裂縫;混凝土構件及磚墻均未發現明顯結構損傷，主要構件工作性能基本良好，如圖1所示為建筑物整體外觀表現。原設計考慮的建筑抗震設防分類為丙類，按現行規范GB 50223-2008［1］，該建筑應為乙類。由 GB 50023-2009建筑抗震鑒定標準［2］中1．0．3條第2款規定，對建筑抗震設防分類屬乙類建筑，應按比本地區設防烈度提高1度的要求核查抗震措施;根據GB 50023-2009中1．0．4條第2款規定，該建筑后續使用年限應為40年，采用B類建筑的抗震鑒定方法。

圖1 受檢房屋整體外觀表現

2 結構檢測

2．1 結構平面布置檢測

該建筑沒有原設計圖紙，現場檢測結果表明，該建筑物主體結構為5層磚混結構。依據現場檢測結果，繪制結構檢測平面布置圖(如圖2所示)。

2．2 地基基礎檢測

現場局部開挖顯示，該工程基礎形式為天然條形基礎，基礎埋深約1．5 m。現場對該建筑進行了垂直度測量，測點布置如圖3所示。選取建筑物的2個陽角部位①/?，?/?，取測點高度為16 m進行傾斜測量，結果表明:1/?在X，Y軸方向傾斜量分別為7 mm和6 mm，?/?在X，Y軸傾斜量分別為9 mm和11 mm。可知目前上部結構頂點最大側向位移為11 mm(H/1 454)，小于GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標準［3］對多層建筑規定的H/450，且上部結構未發現因不均勻沉降而引起的裂縫，表明地基基礎未出現明顯的不均勻沉降跡象，能正常工作。

圖2 結構檢測平面布置圖

圖3 垂直度觀測測點布置

2．3 砌體強度檢測

砌體結構強度檢測，包括普通粘土磚的強度和砂漿的強度檢測。磚的強度采用ZC4型磚回彈儀以回彈法進行檢測，根據平均回彈值、回彈標準值以及單塊磚的最小平均回彈值確定普通粘土磚的強度;砂漿的強度采用ZC5型回彈儀進行回彈檢測，根據砌體工程現場檢查技術標準的規定［4］，從每測位12個回彈值中剔除最大最小值，求剩余10個回彈值的算術平均值，再根據每測區平均碳化深度求出各測位砂漿抗壓強度換算值，再由砂漿抗壓強度換算值確定砂漿等級。檢測表明，墻體抽檢砂漿評定強度分布在 0．0 MPa～2．1 MPa，砂漿強度推定值為 0．6 MPa，結構墻體抽檢粘土磚評定強度分布在MU5．24～MU8．86。

2．4 混凝土強度檢測

針對圈梁、樓面的混凝土強度采用回彈法進行檢測，回彈檢測采用HT25型混凝土回彈儀，按照JGJ/T 23-2001回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程［5］的規定進行強度推定，詳細檢測結果見表1，檢測結果顯示，受檢房屋混凝土強度滿足抗震鑒定標準要求。

表1 回彈法檢測混凝土構件強度的推定值 MPa

3 抗震鑒定與結構安全性鑒定

3．1 地基基礎

經現場勘查檢測，上部結構未發現有明顯基礎不均勻沉降裂縫，房屋垂直度偏差較小，結構整體工作性能良好，受檢房屋地基基礎無嚴重靜載缺陷，根據GB 50023-2009中4．2．2條規定，不進行地基基礎的抗震鑒定。

3．2 上部結構鑒定

鑒定過程中綜合受檢房屋各構件的安全等級、結構整體性等級與結構側向位移情形，對受檢結構的安全性能進行等級評定。多層砌體結構房屋可按結構體系、房屋整體性連接、局部構造及墻體抗震承載力，對整幢房屋的綜合抗震能力進行兩級鑒定，其鑒定可參照如圖4所示框圖進行。

圖4 多層砌體房屋兩級鑒定框圖

鑒定過程中綜合受檢房屋各構件的安全等級、結構整體性等級與結構側向位移情形，對受檢結構的安全性能進行等級評定。

1)第一級鑒定。依據GB 50023-2009建筑抗震鑒定標準，第一級鑒定以宏觀控制和構造鑒定為主進行綜合評價，依據對該房屋進行現場調查、變形測量和材料測試等房屋質量檢測的結果對其進行第一級鑒定。詳細構造鑒定結論見表2。由上述檢測分析結果可知，第一級鑒定中，結構體系、整體性連接構造與材料強度均有不符合要求項目，依據GB 50023-2009建筑抗震鑒定標準規定，需進行第二級抗震鑒定來進一步判斷其是否滿足抗震鑒定標準的要求。

2)第二級鑒定。二級鑒定為對受檢房屋抗震承載能力的驗算，按照B級鑒定要求，按現行結構抗震設計規范對受檢結構進行抗震分析，墻體抗震承載力應滿足如下規定:V≤fvEA/γRa，其中，V為墻體剪力設計值，fvE為氣體沿階梯形截面的抗震抗剪強度設計值。依據實際結構布置情況與實測材料強度，采用深圳市廣廈軟件有限公司與廣東省建筑設計研究院聯合開發的廣廈建筑結構進行建模分析，根據GB 50023-2009規定，砂漿強度按M0．4考慮。結果顯示，受檢房屋1層～3層樓層綜合抗震承載能力指標不滿足要求，臨近挑陽臺的外縱墻及端部樓梯間墻體抗震承載能力不足，4層～5層抗震承載能力滿足要求。如圖5所示為1層墻體抗震承載力驗算結果。

表2 房屋抗震構造措施鑒定

圖5 1層墻體抗震驗算結果

3)結構安全性鑒定。上部結構未發現有明顯基礎不均勻沉降裂縫，根據GB 50292-1999第6．2．4條規定，本工程地基基礎安全性等級為Bu級;上部承重結構中，墻體構件綜合考慮承載能力、整體連接構造、墻體變形與裂縫情形，墻體承載能力檢驗項du級構件含量超出50%，墻體構件安全性等級為Du級;混凝土構件情況良好，依據其承載能力、連接構造及裂縫變形情況，整體安全性等級評定為Bu級;綜合評定，上部承重結構子單元安全等級為Du級。綜合地基基礎與上部承重結構子單元安全等級狀況，依據GB 50292-1999第8．1．2條規定，受檢房屋結構安全等級為Dsu級。

4 結論與建議

綜合以上檢測與鑒定分析，可以得出結論如下:1)受檢建筑物未發現明顯結構性損傷。2)所檢砂漿強度不滿足GB 50023-2009建筑抗震鑒定標準要求的砂漿最低強度等級，粘土磚強度滿足標準規定要求。3)本工程結構體系、整體連接構造與局部易倒塌部件均有不滿足《抗震鑒定標準》的相關要求的情況。4)通過抗震承載力驗算，受檢房屋不滿足GB 50011-2001的要求。5)本工程結構安全等級為Dsu，抗震鑒定結果為部分抗震措施不滿足規范要求，結構抗震承載力驗算不滿足現行抗震設計規范要求，需要進行抗震加固。

受檢房屋結構主要問題在于砂漿強度偏低，結構體系高寬比不符合抗震鑒定標準要求，構造柱布置不滿足整體性連接要求，根據結構布置實際狀況，建議采取如下抗震加固措施:1)1層～

4層的外縱墻采用單面鋼筋網砂漿面層加固法進行加固，選用鋼絲網為φ4@250，雙面鋼絲網用φ6“s”形穿墻筋拉結，以提高墻體的抗剪能力和延性，增強房屋的抗震性能。砂漿采用聚合物水泥砂漿，強度等級M10，厚度40 mm。2)縱橫墻交接處設組合柱予以加強，組合柱四角各配1φ12鋼筋，設置穿墻箍筋φ6@250，構造柱范圍內水泥砂漿厚度為50 mm，構造柱縱筋應穿過樓板保證上下貫通，同時應與墻面增強的鋼絲網可靠焊接。

［1］GB 50223-2008，建筑工程抗震設防分類標準［S］．

［2］GB 50023-2009，建筑抗震鑒定標準［S］．

［3］GB 50292-1999，民用建筑可靠性鑒定標準［S］．

［4］GB/T 50315-2000，砌體工程現場檢查技術標準［S］．

［5］JGJ/T 23-2001，回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程［S］．