江蘇某縣民辦幼兒園房屋的檢測鑒定與加固建議

王辰宇

（江蘇省建筑工程質量檢測中心有限公司，江蘇 南京 210028）

0 引 言

根據 GB 50233-2008《建筑工程抗震設防分類標準》［1］規定，幼兒園的教室、宿舍及食堂等，抗震設防類別應不低于乙類，其抗震措施應按照比本地區抗震設防烈度提高一度的要求后設防。受經濟條件等因素制約，大部分縣城及鄉鎮地區的民辦幼兒園房屋未經過正規設計院合理設計，施工水平參差不齊，且部分幼兒園房屋原用途為普通民房，導致民辦幼兒園房屋的抗震措施普遍不滿足上述標準的要求；受委托方委托，筆者單位近期對江蘇某縣民辦幼兒園的教學及生活用房進行調查，通過實地調查指出該批房屋在結構布置、抗震措施等方面存在的問題，并在此基礎上提出加固建議。

1 民辦幼兒園房屋現狀調查

1.1 調查概況

根據 GB 50011-2010《建筑抗震設計規范（2016 版）》（以下簡稱“GB 50011-2010”）［2］，該地區的抗震設防烈度為 6 度（0.05 g），地震分組為第三組。本次調查的民辦幼兒園共 47 所，各類教學及生活用房共 85 棟，房屋的層數、結構類型等基本情況如表1 所示。此次調查情況表明，約 96 % 的民辦幼兒園房屋為砌體、磚混或局部內框及底框結構，砌筑主材以燒結普通粘土磚或多孔磚為主。

本次調查房屋的屋面可分為木屋架屋面、現澆或裝配式鋼筋混凝土屋面、輕鋼檁條或混凝土檁條屋面，各類屋面比例如表2 所示。此次調查情況表明，約 70 % 的民辦幼兒園房屋屋面采用現澆或裝配式鋼筋混凝土屋面。

表1 房屋結構類型基本狀況

表2 屋面類型基本狀況

1.2 結構布置及抗震措施檢查概況

歷次地震震害經驗總結及理論研究表明，按照規范要求對砌體房屋設置圈梁、構造柱，能夠形成約束砌體，使之有較高的變形能力，提高砌體的受剪承載力，有助于實現“小震不壞，中震可修，大震不倒”的抗震設防目標。

本次調查的 85 棟幼兒園房屋的最大開間為 6～ 15 m，根據 GB 50011-2010 第 7.1.2 條規定，大部分房屋屬于橫墻較少或橫墻很少房屋；根據 7.3.1 條規定，7 度 4 層以下時，構造柱設置要求為“樓、電梯間四角，外墻四角和對應轉角，大房間內外墻交接處，較大洞口兩側，隔 12 m 或單元橫墻與外縱墻交接處”，7 度 5 層時增設位置為“隔開間橫墻與外墻交接處，山墻與內縱墻交接處”；根據第 7.3.3 條規定，裝配式樓、屋蓋或木屋蓋房屋的圈梁設置要求為“外墻、內縱墻和內橫墻于屋蓋處及每層樓蓋處設置，且內橫墻在屋蓋處間距不應大于 4.5 m，樓蓋處間距不應大于 7.2 m”；現澆樓、屋蓋與墻體有可靠連接時，應允許不另設圈梁，但樓板沿抗震墻體周邊應加強配筋并應與構造柱鋼筋可靠連接。

本次調查的幼兒園房屋中，有 45 棟房屋未設置圈梁及構造柱，另有 13 棟房屋僅設置圈梁未設置構造柱，房屋數量占所調查砌體、磚混或局部內框及底框房屋總數的 70.7 %。歷次地震震害經驗表明，此類房屋整體性較差，在地震作用下墻體極易出現裂縫、承載力降低進而導致房屋破壞。

GB 50011-2010 第 7.3.9 條規定，坡屋頂房屋的屋架應與頂層圈梁可靠連接，檁條應與墻體、屋架可靠連接。本次調查的幼兒園房屋中，有 17 棟單層砌體及 5 棟二層/三層砌體房屋的屋面采用木屋架+木檁條+瓦的做法，典型實景如圖1 所示。調查結果表明此類房屋未設置圈梁及構造柱或圈梁、構造柱的設置不符合規范要求，且屋架端部、檁條端部大部分無可靠連接，屋架間未設置水平或豎向支撐，房屋整體性極差，地震作用下有倒塌傷人的危險。

圖1 典型木屋架房屋內部實景

歷次地震調查表明，樓梯間布置于砌體房屋端部時，由于各層樓板在此處開設較大洞口，未對墻體形成有效的側向支承，導致樓梯間墻體普遍出現震害。GB 50011-2010 第 7.1.7 條規定，樓梯間不宜設置在房屋的盡端或轉角處。本次調查的幼兒園房屋中，有 18 棟房屋的樓梯間位于端部，地震作用下容易造成樓梯間破壞，從而造成人員無法及時疏散撤離。

GB 50011-2010 第 7.1.7 條規定，縱橫向砌體抗震墻的布置宜均勻對稱，沿豎向應上下連續。本次調查的幼兒園房屋中，有 8 棟二層/三層砌體房屋于底層設置縱橫向抗震墻，但二層、三層為取得大空間使用要求均取消部分或全部縱向抗震墻，于挑梁端部的封口梁上砌筑縱墻，且縱墻開設大洞口，典型三層房屋實景如圖2、3 所示。此類房屋由于二層、三層縱向墻體數量很少，導致縱向抗震承載力嚴重不足，且地震來臨時上、下層地震剪力不能有效連續傳遞，形成薄弱層進而導致房屋破壞。

圖2 三層房屋外景

圖3 三層房屋頂層內景

GB 50011-2010 第 3.4.2 條規定，平、立面布置宜選用規則的形體，抗側力構件的側向剛度沿豎向宜均勻變化，避免側向剛度和承載力突變。本次調查的幼兒園房屋中，有 1 棟砌體房屋原為單層，為擴大辦學規模加建二層，二層的主體承重結構為鋼結構，由于一層磚砌體的剛度大，二層鋼構件截面的剛度小，在地震作用下由于上、下層剛度差異較大容易導致結構破壞。

底框結構由于底層及上部各層的抗側力結構體系不同，在歷次地震中倒塌破壞較多，因此GB 50011-2010 對其在材料強度、結構布置、抗震措施、作用效應、抗震計算等方面作出嚴格規定，且明確規定其不應用于乙類房屋。本次調查的幼兒園房屋中，有 2 棟房屋采用局部底框結構，且圈梁、構造柱設置及托墻梁的截面高度不符合規范要求，其中 1 棟房屋的底層抗震橫墻最大間距達到規范限值 15 m（現澆樓板），因此建議這 2 棟房屋改變使用用途。

由于內框架及空斗墻結構體系的抗震性能較差，現行設計規范已不采用這二種結構體系。本次調查的幼兒園房屋中，6 棟房屋采用局部內框結構，8 棟房屋采用空斗墻結構，且未設置圈梁及構造柱或圈梁、構造柱的設置不符合規范要求，因此建議其停止使用或加固處理后改變使用用途。

歷次地震震害表明，單跨框架結構由于缺少必要的冗余度，沒有多道抗震防線，在地震作用下極易發生嚴重破壞，因此 GB 50011-2010 第 6.1.5 條明確規定其不應用于乙類房屋。本次調查的幼兒園房屋中，有 2 棟房屋采用單跨框架結構，因此建議其加固處理或改變使用用途。

2 加固改造方案建議

當砌體結構校舍層數和總高度不超過規范限值，但墻體抗震承載力不滿足要求時，應以實測平面布置、抽測建筑材料強度等對房屋進行抗震承載力分析；根據墻體所需抗震承載力與現有綜合抗震能力的差值，分別采用鋼筋混凝土板墻加固或雙面鋼筋網砂漿面層加固［3］。

當砌體結構校舍的實際圈梁和構造柱不符合 GB 50011-2010，可采用外加鋼筋混凝土圈梁-構造柱的加固方案，外加柱從房屋底層設起并沿房屋全高貫通，且應與圈梁形成閉合系統。

當砌體校舍的木屋架屋面整體性不符合規范要求時，可采用外加圈梁-構造柱、同時完善屋面構造措施的加固方案，增設屋架間水平系桿及垂直支撐，窗間墻承載力不足時應設置組合柱。

對于單跨框架結構校舍，可在不大于抗震規范規定的框架-抗震墻結構的抗震墻最大間距且不大于 24 m 的間距內增設抗震墻、翼墻等抗側力構件；當綜合抗震承載力與地震作用相差較小時，可只在單跨的主軸方向增設抗震墻，另一個主軸方向不設抗震墻；另一個方向承載力不滿足要求時，可直接加固梁柱，但應保持兩個方向的剛度宜接近。

3 結 語

通過對江蘇某縣民辦幼兒園 85 棟教學、生活用房進行的實地調查，指出其在結構布置、抗震措施等方面存在的問題，結合現行國家標準、規范，針對抗震承載力不足、圈梁構造柱設置不符合規范要求、木屋架整體性差、單跨框架等共性問題，提出加固方案。Q