蘇州地區某內框架教學樓的檢測與抗震鑒定

艾億謀 譚川龍

(蘇州市建設工程質量檢測中心有限公司，江蘇 蘇州 215129)

?

蘇州地區某內框架教學樓的檢測與抗震鑒定

艾億謀 譚川龍

(蘇州市建設工程質量檢測中心有限公司，江蘇 蘇州 215129)

以某三層內框架結構教學樓工程為例，介紹了內框架磚房現場檢測的主要內容與方法，并根據調查與檢測結果對其進行了結構計算，并鑒定分析了其抗震性能，最后針對其結構缺陷提出了相應的加固方案。

內框架磚房，現場檢測，抗震鑒定，加固方案

0 引言

在我國中小學校的既有建筑中，內部以框架承重、外部以磚墻承重的內框架結構建筑物仍廣泛存在。此類房屋建造年代普遍較早，抗震能力差；為消除此類既有建筑的安全使用隱患，并為其維修、加固和改造提供技術依據，需對此類房屋進行檢測與抗震鑒定。如何對現有內框架磚房的抗震能力進行正確的分析和評定，并采取相應的抗震減災措施，需要在具體工程實踐中不斷的總結與研究。

國內各地區有大量內框架結構房屋的檢測與抗震鑒定實例，但各工程有所差異。為了解某內框架教學樓的結構現狀，對其安全和抗震性能進行鑒定并給出處理建議，對該建筑物進行檢測與抗震鑒定分析。

1 工程概況

某中學教學實驗樓位于蘇州市，建于1984年，主體結構地上3層，無地下室。建筑平面布置呈矩形，長約24.3 m，寬約11.5 m，總建筑面積約850 m2。

該建筑物底層層高4.3 m，2層層高4.0 m，3層為坡屋面，柱高4.0 m。樓面板采用混凝土現澆板，基礎形式為條形基礎和柱下獨立基礎。根據設計資料，墻體采用50號混合砂漿、75號機制八五磚；梁、柱和板采用200號混凝土。1層～3層框架柱截面尺寸為350 mm×450 mm；框架梁截面尺寸分別為300 mm×900 mm，200 mm×450 mm；次梁截面尺寸為200 mm×400 mm。柱箍筋配置為φ6@100/200，加密區長度700 mm；框架梁箍筋配置為φ8@200。房屋標準層結構平面布置圖見圖1。

2 現場調查與實體檢測

2.1 結構外觀與損傷狀況檢測

該教學樓墻體粉刷層有受潮剝落、風化現象，局部墻體粉刷開裂；經開鑿檢查，墻體砌筑砂漿不飽滿(見圖2)。鋼筋混凝土構件表面未發現結構性裂縫，結構節點處未發現工作異常和明顯變形；經局部開鑿檢查，構件縱向鋼筋及箍筋存在銹蝕現象(見圖3)。

2.2 混凝土構件尺寸與鋼筋配置檢測復核

采用鋼筋位置測定儀和局部開鑿破損的方法對混凝土構件的鋼筋配置進行抽檢、復核。實測結果顯示，梁、柱尺寸與縱向鋼筋配置基本符合原設計資料的要求；柱實測箍筋間距200 mm，未發現明顯加密區，不滿足設計圖紙的要求；梁箍筋間距200 mm，無加密區，與設計圖紙相符。

2.3 結構材料強度檢測

采用貫入法檢測砌筑砂漿抗壓強度，采用回彈法檢測燒結粘土磚抗壓強度。上部結構混凝土強度采用鉆芯法進行檢測。結果見表1～表3。

表1 砌筑砂漿強度檢測結果

表2 砌筑磚強度檢測結果 MPa

表3 梁、柱混凝土抗壓強度檢測結果

從表1，表2可知，1層～3層墻體砌筑砂漿強度平均值分別為1.3 MPa，1.1 MPa，1.5 MPa，可見砂漿強度普遍較低且離散性較大，低于原設計等級50號的要求；砌筑磚強度平均值分別為9.25 MPa，9.68 MPa，7.60 MPa，滿足原設計等級75號的要求。

從表3可知，所抽檢的各層梁、柱構件混凝土抗壓強度均小于18 MPa，低于原設計強度等級200號的要求；混凝土構件碳化深度普遍大于35 mm，超過部分構件鋼筋保護層厚度。

3 結構計算分析

3.1 計算參數取值

該建筑物建筑、結構設計資料基本齊全。結構分析與計算時，根據現場實際調查與檢測結果，對構件配筋及截面尺寸實測值進行整理歸并，結合設計圖紙進行取值。

驗算時，結構材料強度根據檢測試驗結果取值，混凝土抗壓強度按C15取值，砂漿強度取1.1 MPa，磚強度等級取MU7.5。

結合設計資料，根據原結構實際使用功能(教學實驗樓)及荷載分布情況進行荷載取值，樓面活荷載取值：1)教室2.5 kN/m2；2)普通實驗室2.5 kN/m2；3)樓梯3.5 kN/m2；4)走道3.5 kN/m2；5)不上人屋面0.5 kN/m2。樓面恒荷載根據樓面結構層及裝飾層實測材質、厚度情況進行綜合取值。

抗震設防烈度為7度(第一組)，抗震設防類別乙類，設計基本地震加速度值0.10g；基本風壓取0.45 kN/m2，地面粗糙度類別為C類，雪荷載取0.2 kN/m2。

3.2 結構承載力驗算

對鑒定對象主體結構采用PKPM軟件進行建模計算，驗算上部結構中砌體結構構件和混凝土結構構件的承載力現狀。

經驗算，1層、2層墻體的抗力和荷載效應之比小于0.90，墻體抗壓承載能力不滿足要求；3層墻體抗力和荷載效應之比小于1但大于0.95；墻體高厚比均不滿足規范要求。各層混凝土梁、柱的抗力和荷載效應之比均小于0.90，承載能力不滿足規范要求。

砂漿強度、混凝土強度較低，低于原設計強度等級，是主要墻體構件、混凝土構件驗算承載能力不滿足現行規范要求的主要原因。

4 抗震鑒定

該建筑物抗震類別劃分為重點設防類。蘇州市目前抗震設防烈度為7度(0.10g)，根據抗震設防分類標準[1]的相關規定，重點設防類應按高于本地區抗震設防烈度1度的要求加強其抗震措施，故該建筑物按8度標準進行抗震構造措施核查。

該建筑物建于1984年，后續使用年限按30年考慮，依據抗震鑒定標準[2]按A類建筑進行抗震鑒定。

4.1 地基和基礎

該建筑物采用條形基礎和柱下獨立基礎，經現場檢查，該建筑地基基礎現狀無嚴重靜載缺陷，按《標準》[2]規定，可不進行地基基礎的抗震鑒定。

4.2 第一級抗震鑒定

建筑抗震鑒定標準[2]中第7.1.1條規定了內框架結構房屋抗震鑒定的適用范圍，即只適用于丙類設防的內框架磚房。鑒于該建筑物的特殊性，其砌體部分可參照鑒定標準中A類砌體房屋相關要求進行抗震核查，框架部分可參照鑒定標準中A類鋼筋混凝土房屋相關要求進行抗震核查。結合設計資料，根據現場檢測結果對建筑物的抗震構造措施進行核查分析：

1)建筑物墻厚220 mm，豎向承重結構高度12.5 m，小于鑒定標準中限高13 m的要求；房屋高寬比約1.1，實測磚強度高于MU7.5，圈梁的高度h≥120 mm，以上各項均滿足第一級鑒定的要求。

2)建筑物墻體布置在平面內未閉合、抗震橫墻間距10.8 m，外墻及樓梯間四角未設置構造柱，砂漿強度最小值低于M1，均不滿足鑒定標準的要求。

3)框架部分結構布置為單跨+懸挑結構，混凝土強度低于標準規定的C18限值，不滿足鑒定標準的要求；經開鑿混凝土檢查，框架柱上下端均無箍筋加密區，實測箍筋規格φ6，不滿足抗震鑒定標準6.2.4第2條的規定。該建筑物抗震構造措施核查不滿足第一級鑒定的要求。

4.3 第二級抗震鑒定

根據第一級鑒定的結果，砌體部分應采用樓層平均抗震能力指數的方法進行第二級鑒定，樓層平均抗震能力指數：

βi=Ai/(Abiξ0iλ)

(1)

其中，βi,ξ0i,λ分別為第i層縱向或橫向墻體平均抗震能力指數、抗震墻基準面積率、烈度影響系數；Ai，Abi分別為抗震墻在層高1/2處凈截面積的總面積、第i樓層建筑平面面積。烈度影響系數λ按1.0采用，第二級鑒定結果見表4。

表4 砌體部分第二級鑒定結果

從表4中可知，房屋砌體部分橫向、縱向墻體樓層平均抗震能力指數均不滿足規范的要求。框架部分的第二級鑒定，按照A類鋼筋混凝土房屋的規定，采用現行抗震設計規范[3]的方法進行。采用PKPM結構計算軟件進行驗算，結果表明，混凝土梁、柱構件的抗震承載能力不滿足現行規范要求。

5 鑒定結果與處理建議

1)鑒定對象多數墻體承載能力不滿足規范要求；各層混凝土柱、梁類構件承載能力均不能滿足規范要求?？刹扇∶鎸踊虬鍓庸痰确椒ㄌ岣邏w承載能力；可采取增大截面法、外包型鋼法、粘鋼板或碳布等方法對承載能力不滿足要求的混凝土梁、柱構件進行加固。2)鑒定對象存在多處抗震措施不滿足鑒定標準的要求，該工程不滿足抗震鑒定要求。針對墻體布置在平面內未閉合，可采取增設墻段或增設現澆鋼筋混凝土框形成閉合的方法進行加固；可增設外加柱，使構造柱的設置符合規范要求。增設抗震墻、翼墻、抗震支撐等抗側力構件或將對應軸線的單跨框架改為多跨框架；針對箍筋配置不足的缺陷，可對混凝土柱構件采取粘貼碳布環向封閉箍的加固方法，提高混凝土柱延性。3)針對第一級鑒定存在的問題，采取相應的加固處理措施，加強房屋結構的整體性；對加固后的房屋，應驗算其樓層綜合抗震能力指數是否達到現行規范的要求。

6 結語

相同地震烈度下，內框架磚房的破壞情況比普通砌體結構房屋要嚴重，現有內框架磚房的抗震核查及鑒定結果也都表明，此類房屋的整體性、抗震性能較差[4]。因此，該類既有房屋的繼續使用、裝修改造及加固改造利用，均應以嚴格的安全和抗震鑒定為基礎；對房屋存在的整體性連接缺陷、抗震構造措施不足、抗震承載力低下等重點問題，應采取科學合理、切實有效的加固措施予以解決。

[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 50011—2010，建筑抗震設計規范[S].

[4] 清華大學,西南交通大學,北京交通大學土木工程結構專家組.汶川地震建筑震害分析[J].建筑結構學報,2008(4):1-9.

[5] GB 50292—1999，民用建筑可靠性鑒定標準[S].

[6] 程紹革,史鐵花,戴國瑩.現有建筑抗震鑒定的基本規定[J].建筑結構,2010,40(5):1-3.

Seismic detection and appraisal of the interior frame structure classroom building in Suzhou

Ai Yimou Tan Chuanlong

(SuzhouBuildingConstructionQualityInspectionandTestCentreCo.，Ltd，Suzhou215129，China)

Taking a three-storey classroom building of interior frame structure as an example, details and methods of field detection about brick house of interior frame structure was introduced, according to detection results and investigation, structural calculation was conducted and full seismic appraisal and analysis was completed. Finally, strengthening scheme of the structure was raised aiming at it’s defect.

brick house of interior frame structure， field detection， seismic appraisal， strengthening scheme

1009-6825(2016)32-0060-03

2016-09-07

艾億謀(1983- )，男，工程師； 譚川龍(1990- )，男，助理工程師

TU317

A