錢煒
【摘要】隨著汶川地震后,學校類建筑由于其教室開間較大,學生在教學過程中人員密集,地震所造成的社會損失嚴重,國家將校舍抗震設防分類由原來的丙類提高到為乙類,對原有的校舍需要進行鑒定和加固,提高校舍抗震能力。該教學樓于1985年設計建造,使用期間經過多次擴建。本次鑒定加固目的是滿足新的GB50011建筑抗震設計規范要求。
【關鍵詞】建筑結構;鑒定;加固
1、鑒定部分
根據原檔案中施工圖紙并與現場實際勘察,該教學樓共4層,建筑高度14.4m ,房屋層數、高寬比、橫墻間距及墻體布置等控制指標滿足建筑抗震鑒定標準GB50023-2009的要求,該建筑為磚混與框架混合結構,且框架與磚混為錯層, 結構體系不明確,磚混部分橫墻較少,磚混部分每層均設有圈梁,圈梁高度280mm。建筑外墻四角設有構造柱,墻體厚度為370。構造柱設置上,不滿足《建筑抗震鑒定標準》第5.2.4-1條要求部分內墻與外墻交接處未設置構造柱,框架部分為單跨框架,樓板部分磚混與框架均為預制板,預制樓板構件最小支撐長度不滿足《建筑抗震鑒定標準》第5.2.5條要求。建筑結構平面體型較為規則,本工程抗震設防烈度:七度;設計基本地震加速度:0.10g; 設計地震分組:第一組。調取原有地質勘探報告發現地基土為非液化 ;上部結構沒有發現不均勻沉降裂縫和傾斜,地基基礎滿足《建筑抗震鑒定標準》的要求;樓梯間橫墻和外墻按原有規范設計,并未設置通長筋,不滿足現在的抗震規范要求;原有磚強度等級經過現成測量在MU7.5~MU5.0之間,砌筑砂漿M5.0。外觀方面承重墻體表面良好,無開裂,無明顯變形,梁、柱及節點主要受力部位的混凝土受力鋼筋露筋未發現銹蝕、蜂窩、孔洞、夾渣、疏松、剝落等嚴重缺陷;構件主要受力部位未發現裂縫主體結構混凝土構件無明顯變形、傾斜和歪扭。材料強度基本滿足原設計要求。根據建筑抗震鑒定標準GB50023,判定為A類砌體,經綜合抗震能力指數計算,綜合了教育局的建議決定保留原有建筑并加固以滿足抗震要求,加固后續使用年限為30年。
2、加固部分
根據新的GB50011建筑抗震設計規范要求,加固內容如下:
(1)該建筑為磚混與框架混合結構,不符合規范要求,屬于兩種結構體系,并且框架與磚混錯層,屬于樓板不連續,詳見建筑抗震設計規范表3.4.3-1。加固采取設縫脫開形式,施工較為復雜,新增墻體不砌注到頂,須卸除荷載,在原有空心樓板中轉孔澆鑄混凝土圈梁,養護達到強度后方可樓板切斷。
(2)根據建筑工程抗震設防分類標準GB50233-2008學校建筑列入乙類設防建筑,該建筑框架部分為單跨框架不符合建筑抗震設計規范6.1.5,加固方式分為加部分剪力墻和加出一跨,綜合學校使用和施工難度考慮,加固采用加出一跨,并增相應基礎。
(3)該建筑樓板采用空心預制樓板,預制樓屋蓋構件連接不滿足建筑抗震鑒定標準第5.2.5條要求,加固增加樓蓋預制板支承長度。詳圖可參見15G611《磚混結構加固與修復圖集》
(4)構造柱設置上,不滿足《建筑抗震鑒定標準》第5.2.4-1條要求部分內墻與外墻交接處未設置構造柱,加固增設了構造柱,詳圖可參見15G611《磚混結構加固與修復圖集》
(5)由于教室開間較大,屬于橫墻較少,為提高房屋整體承載力,墻體采用雙面鋼筋砂漿網面層加固方法,詳圖可參見圖集09SG619-1《房屋建筑抗震加固圖集》第45-55頁??蚣苤扇⊥庹承弯摷庸萄a強,提高其抗震能力,加固詳圖可參見圖集13g311-1《混凝土結構加固構造》
(6)樓梯間墻體由于原有設計未設置通長筋,采取雙面鋼筋砂漿網面層加固方法進行補強。加固改造后該教學樓就立即投入學校教學中,目前使用正常。
3、鑒定加固設計的一些體會:
(1)先要盡可能找到原有設計施工圖紙和原有地質勘探報告,可以找單位的基建部門,市縣城市檔案館調檔案,走訪原建筑的設計人員了解情況,減少現場勘察的工作量。
(2)要多到現場勘察,不能僅憑原設計施工圖紙進行鑒定,有很多建筑后期都經過的裝修改造,有的裝修改造變動了結構,有改變使用性質的,還有加層和擴建的,需要到現場多次勘察。
(3)七、八十年代國家還沒有建立健全建筑施工監理制度,不是重點工程的情況下有施工質量不過關,有不按圖施工的情況,需仔細現場勘察,但也有些工程雖然歷經多年仍能滿足使用要求,例如筆者曾經檢測過蚌埠淮河鐵路大橋橋墩雖歷經近百年仍有C35的抗壓強度。
(4)要熟悉規范的演化過程,知道有哪些改進,哪些在當時設計并沒有考慮的問題,例如:抗震設計規范從TJ11-78(唐山地震)到GBJ11-89到GB50011-2001再到2008版(汶川地震)2010版,建筑結構荷載規范從TJ9-74(本工程原設計執行規范)到GBJ9-87再到GB50009-2001再到2006版2012版,混凝土結構設計規范從TJ10-74(本工程原設計執行規范)到GBJ10-89到GBJ10-93 再到GB50010-2002再到GB50010-2010。砌體結構設計規范是從原磚石結構設計規范GBJ3-73(本工程原設計執行規范)到GBJ3-88再到GB50003-2001再到GB50003-2011。了解原有工程設計執行的是什么時期的規范,對鑒定加固設計會有所幫助。
參考文獻:
[1]《工業與民用建筑抗震設計規范》(TJ11-78)
[2]《建筑抗震設計規范》(GB5011-2010)
[3]《建筑結構荷載規范》(TJ9-74和GB50009-2012)
[4]《建筑抗震鑒定標準》(GB50023-2009)
[5]《建筑工程抗震設防分類標準》(GB50223-2008)
[6]《建筑抗震加固技術規程》(JGJ116-2009)
[7]《混凝土結構加固設計規范》(GB50367-2013)
[8]《砌體結構加固設計規范》(GB50702-2011)
[9]《混凝土結構加固構造》(08SG311-1)
[10]《磚混結構加固與修復》(15G611)
[11]《混凝土結構后錨固技術規程》(JGJ145-2013)