福建省石砌體結構房屋抗震性能鑒定探討

江道鐠

（1.福建省建筑科學研究院有限責任公司，福建 福州 350002，2.福建省綠色建筑技術重點實驗室，福建 福州 350002）

0 引 言

在福建沿海地區，花崗巖石材分布廣泛、價格低廉，而基于當地風俗習慣、經濟條件、居住舒適度等原因石砌體結構房屋遍布沿海鎮（鄉）村，尤其以閩南石砌體結構最為集中。石砌體［1］結構房屋選用的石材具有抗壓強度高、材質堅硬、抗風耐濕，耐腐蝕性好，建筑外觀厚實敦重等優點，但石材抗拉、抗彎、抗剪強度均很低，外部沖擊荷載或彎矩、剪力作用下容易產生脆性破壞。早期建造的石砌體結構房屋普遍存在砌縫砂漿不飽滿、砂漿強度低、抗震構造薄弱等弊端，結構整體性及抗震性能普遍較差，存在較大的安全隱患。福建位于東南沿海地震帶上，是我國東部強震活動區之一。據福建省地震局網站查詢的地震震情記錄，自 2000 年 1 月 1日-2018 年 12 月 31 日以來，福建省境內共發生 397 次地震，震級 ML（下同）為 2.9 及以下（微震）共發生212 次，ML 為 3.0～4.4（有感地震）共發生 130 次，ML 為 4.5～5.9（中震）共發生 50 次，ML 為 6.0～6.9（強震）共發生 5 次。綜合上述統計結果，福建省近 20 年來中震、強震發生了 55 次，發生次數較多，因此對福建省既有石砌體結構房屋的抗震安全要引起足夠重視。

1 抗震性能分析

福建省既有石砌體結構主要采用料石塊材，以粗料石和毛料石為主，部分沿海地區的鎮（鄉）村也采用亂毛石或平毛石塊材。通過調查表明，福建省石砌體結構房屋的抗震性能缺陷存在如下幾個方面［2］：①墻體建筑材料采用外形極不規則的亂毛石、卵石砌筑，由于不能形成有效接槎，石塊間咬合力差，加之很多石縫鋪漿不飽滿，地震作用下容易松散，房屋整體性較差；②多數墻體采用“有墊片干砌甩漿法”砌筑，這種砌筑結構存在砂漿飽滿度嚴重不足，表面的勾縫砂漿與石材粘結力相對較弱及料石下有墊片導致整片墻體壓應力分布不均衡；③部分房屋采用獨立料石柱、石梁、懸臂石梁及懸挑石踏步板式樓梯結構，房屋的整體性差；④很多石砌體結構房屋未設置構造柱、圈梁；⑤部分房屋頂層建造有當地特色的風火墻或馬頭墻，或者局部設置出屋面樓梯、水箱，這些附屬結構或設備在地震時易引起鞭梢效應，震害放大；⑥部分石砌體房屋早期先建底部一層或二層石砌體結構，后來在上部加蓋一層或兩層磚混或磚木結構，這種結構易在下部石墻與上部磚混轉換處形成抗側力剛度突變，構成抗震薄弱環節；部分房屋在底層因布置門及過道等形成大開洞，形成“梁抬墻”結構，構成抗震薄弱部位；⑦很多石砌體結構房屋選址時，因無設計及地質勘探，往往在就近、便利的地段建房，導致地基處在軟弱土層中對抗震非常不利。因此，對福建省既有石砌體結構房屋的材料性能、構造措施、結構整體性等抗震性能進行分析鑒定具有重要的意義。

2 抗震性能鑒定

2.1 抗震性能鑒定依據

石砌體結構抗震性能鑒定主要依據現行國家標準 GB 50011-2010《建筑抗震設計規范》（2016 版）（以下簡稱“《抗規》”）、GB 50023-2009《建筑抗震鑒定標準》（以下簡稱“《鑒定標準》”）、行業標準 JGJ 161-2008《鎮（鄉）村建筑抗震技術規程》（以下簡稱“《鎮（鄉）村抗規》”）及 DBJ 13-12-93《石結構房屋抗震鑒定及加固規程》（以下簡稱“DBJ 13-12-93”）（本規程未見廢止）、DBJ/T 13-264-2017《福建省石砌體結構加固技術規程》（以下簡稱“DBJ/T 13-264-2017”）。各標準均有專門的章節對石砌體結構房屋抗震性能進行規定，但各本標準對其規定也存在一定差異。《鑒定標準》相對于其他標準比較特殊，起鑒定總領和整體把控的作用。實踐中抗震性能鑒定時還結合進行房屋的危險性或安全性鑒定，涉及到 JGJ 125-2016《危險房屋鑒定標準》、GB 50292-2015《民用建筑可靠性鑒定標準》這兩本標準。

各標準的適用范圍：《鑒定標準》規定對砂漿砌筑的料石墻房屋，按照本規程第 5 章磚砌體的原則進行鑒定，而第 10.3 章節石墻房屋僅適用于設防烈度為 6、7 度時單層的毛石和不超過 3 層的毛料石墻體承重的房屋鑒定。《抗規》適用于設防烈度為 6～8 度，砂漿砌筑的料石砌體（包括有墊片或無墊片）承重的房屋。《鎮（鄉）村抗規》適用于設防烈度為 6～8 度地區的石結構房屋，包括料石、平毛石砌體承重的一、二層木樓（屋）蓋或冷軋帶肋鋼筋預應力圓孔板樓（屋）蓋房屋。省標 DBJ/T 13-264-2017 適用于多層石砌體結構房屋加固改造前的安全性鑒定。省標 DBJ 13-12-93 適用于抗震設防烈度為 6～8 度地區石房的抗震鑒定。

利用《鑒定標準》對石砌體結構房屋抗震性能進行鑒定時，應根據實際需要和可能分別按：①后續使用年限 30 年的建筑（簡稱 A 類建筑）進行抗震鑒定，主要是在 70 年代及以前建造經耐久性鑒定可繼續使用的及在 80 年代建造的現有建筑；②后續使用年限 40 年的建筑（簡稱 B 類建筑）進行抗震鑒定，主要是在 90 年代（按當時施行的抗震設計規范系列設計）建造的現有建筑；③后續使用年限 50 年的建筑（簡稱C類建筑）進行抗震鑒定，主要是在 2001 年以后（按當時施行的抗震設計規范系列設計）建造的現有建筑。A 類、B 類建筑按《鑒定標準》的要求進行抗震鑒定，C 類建筑應按現行國家標準《抗規》的要求進行抗震鑒定。其他標準鑒定時則未對建筑進行分類。

2.2 抗震性能鑒定程序

在抗震性能鑒定過程中［3］，首先應根據委托方提出的鑒定原因和要求，確定委托方鑒定的目的、范圍和內容。對福建省石砌體結構抗震性能鑒定多數房屋以初步調查、裂縫變形和宏觀控制為主；部分較復雜結構，可結合詳細調查以抗震構造鑒定、承載力驗算為主。抗震鑒定應按構件、子單元和鑒定單元逐級鑒定、綜合評定，其中子單元主要分為地基基礎、上部承重結構和圍護系統承重部分。石砌體結構房屋抗震性能鑒定程序如圖1 所示。

圖1 石砌體結構房屋抗震性能鑒定程序圖

2.3 場地、地基和基礎抗震鑒定

2.3.1 場地

將場地的地段類別劃分為對建筑抗震有利、一般、不利和危險的地段。對福建省石砌體結構房屋進行抗震性能鑒定時，需更多地從場地的地質、地形和地貌綜合考慮，并按《抗規》《鑒定標準》進行。地震引起的巖土失穩形成的災害，如滑坡、泥石流、崩塌、地裂、地陷等，對建筑物危害的嚴重性較重，因此對危險地段的識別尤為重要。

2.3.2 地基和基礎

對地基和基礎現狀進行抗震鑒定，主要重點調查以下幾個方面的內容：上部結構是否存在不均勻沉降裂縫和傾斜；基礎有無腐蝕、酥堿、松散和剝落；或上部結構雖有不均勻沉降裂縫、傾斜但是否有發展趨勢。

福建省石砌體結構房屋主要針對民居建筑，抗震設防類別多數為標準設防類（丙類建筑），根據《鑒定標準》規定，多數福建省石砌體結構房屋地基基礎無需進行抗震鑒定，但對 7 度及以上時，主要受力層范圍內存在軟弱土、飽和砂土和飽和粉土或嚴重不均勻土層或存在嚴重靜載缺陷時，應對石砌體結構房屋進行抗震性能鑒定。

2.4 石砌體結構房屋上部結構抗震性能鑒定

對石砌體結構房屋進行抗震性能鑒定時，應重點檢查鑒定以下內容：房屋的高度和層數、結構布置、墻體的布置、外觀和內在的質量、樓（屋）蓋的整體性以及女兒墻、樓梯間和出屋面水箱等附屬設施等易引起倒塌傷人的部位。現根據國標、行標及地方標準的相關規定，從以下幾個方面對福建省石砌體結構房屋上部結構抗震性能鑒定進行探討。

2.4.1 房屋的層數、高度、層高

1）《抗規》［4］規定多層石房（C 類建筑）總高度和層數不應超過表1 規定的限值。

表1 多層石砌體房屋總高度和層數限值

《鑒定標準》［5］中對 A 類建筑規定檐口最大高度：漿砌毛石墻 2.9 m，毛料石 10 m。B 類建筑：多層石房的層高不宜超過 3 m，粗料石及毛料石砌體（有墊片）的總高度和層數同《抗規》規定。

2）《鎮（鄉）村抗規》［6］規定石結構房屋單層 6 度不應超過 4.0 m；兩層房屋其各層層高不應超過 3.5 m。房屋的層數和總高度不應超過表2 限值。

表2 房屋層數和總高度限值

3）省標 DBJ/T 13-264-2017［7］規定多層無墊片或有墊片鋪漿法砌筑的料石砌體結構房屋層數和總高度不宜超過的限值同《抗規》規定，只是增加規定了最小墻厚的要求；非空曠的單層石砌體房屋有墊片砌筑時的高度：6 度區不宜超過 5 m；7、8 度區不宜超過 4 m，當采用無墊片鋪漿法砌筑時可相應增加 l m；多層石砌體房屋的層高不宜超過 3 m。另外，對于采用干砌甩漿法砌筑的石砌體房屋總高度應比規定相應降低 3 m，層數應相應減少一層；對醫院、教學樓等橫墻較少的房屋，在8度區不應采用石砌體結構，在 6 ，7 度區其總高度應比規定相應降低 3 m，層數應相應減少一層；乙類設防時應允許按本地區設防烈度查表，但層數應減少一層且總高度應降低 3 m。

4）DBJ 13-12-93［8］規定多層石房的層數、總高度限制，應符合表3 的規定，超過限制要進行加固。另要求對層高不宜超過 3.3 m，對學校、醫院等橫墻較少的石房，應比表中的規定相應降低 3 m，層數相應減少一層。

表3 多層石砌體房屋總高度 m 和層數限值

5）由上述標準對房屋層數及高度的限值可以看出，DBJ 13-12-93 的規定最寬松，而《鎮（鄉）村抗規》的規定最嚴格，鑒定時應引起注意。DBJ/T 13-264-2017 的規定介于中間，推薦按該規程進行鑒定。

2.4.2 房屋抗震橫墻間距

1）多層石房抗震橫墻間距的規定《抗規》與《鑒定標準》相同，不應或不宜超出表4 的規定。

表4 多層石房屋的抗震橫墻間距 m

2）《鎮（鄉）村抗規》規定石砌體結構房屋抗震橫墻間距不應超過表5 的要求。

表5 房屋抗震橫墻最大間距 m

3）DBJ/T 13-264-2017 規定石砌體結構房屋抗震橫墻最大間距應符合表6 的規定。

4）DBJ 13-12-93 規定多層石房抗震橫墻間距，應符合表7 的規定，墻厚不應＜ 220 mm。對不符合要求的應增加抗震橫墻或采取其他加固措施。

表6 多層石砌體結構房屋抗震橫墻最大間距 m

表7 多層石房屋的抗震橫墻間距 m

5）由上述條文可以看出，DBJ/T 13-264-2017 對多層石房抗震橫墻的間距相對適中，推薦福建省石砌體結構抗震橫墻間距的要求按此標準進行鑒定。

2.4.3 房屋局部尺寸限值

1）《鎮（鄉）村抗規》規定石結構房屋的局部尺寸限值宜符合表8 的要求。

表8 房屋局部尺寸限值 m

2）對石砌體結構房屋局部尺寸的規定，DBJ/T 13-264-2017 與 DBJ 13-12-93 表述一致，應符合表9 的規定。

表9 房屋局部尺寸限值 m

DBJ 13-12-93 規定多層石房的局部尺寸不符合表9 時，可采取下列加固措施：①外墻陽角采用構造柱加固；②窗間墻可采用構造柱、夾板墻、鉆孔灌漿或鋼筋混凝土窗框等進行加固。

3）《抗規》與《鑒定標準》對多層石房的局部尺寸無明確規定。對福建省石砌體結構房屋局部尺寸的要求推薦按省標 DBJ/T 13-264-2017 規定進行。

2.4.4 房屋洞口的水平截面面積

對抗震橫墻洞口水平截面積的要求，《抗規》《鑒定標準》及 DBJ/T 13-264-2017 的規定一致，不應大于全截面面積的1/3，而《鎮（鄉）村抗規》規定對此未進行規定。DBJ 13-12-93 對此的規定是：在 1/2 層墻體高處，水平凈截面積率符合下列規定：承重縱墻不得＜50 %，非承重縱墻不得＜30 %，橫墻不得＜66 %，應填塞部份洞口或對墻體進行加固，該規程規定相對較寬松，不推薦采用。

2.4.5 結構體系

對石砌體結構房屋的結構體系要求，《鎮（鄉）村抗規》與 DBJ/T 13-264-2017 均規定嚴禁采用石板、石梁及獨立料石柱作為承重構件；《鎮（鄉）村抗規》規定還嚴禁采用懸挑踏步板式樓梯，DBJ/T 13-264-2017 規定嚴禁采用懸挑石梁樓梯；國家標準對構件的規定較少，《抗規》僅規定不應采用石板作為承重構件，而《鑒定標準》無明確相關規定；DBJ 13-12-93 的規定：跨度大于或等于 1.2 m 的石過梁，均應采用鋼筋混凝土梁代替或鋼梁加固，對料石懸臂樓梯，應加固為非懸臂樓梯。

2.4.6 構造柱及圈梁

1）《抗規》規定多層石砌體房屋應在外墻四角、樓梯間四角和每開間的內外墻交接處設置鋼筋混凝土構造柱；每層的縱橫墻均應設置圈梁，其截面高度不應＜120 mm，寬度宜與墻厚相同，縱向鋼筋不應＜4根 10 mm，箍筋間距不宜＞200 mm；《鑒定標準》規定多層石墻房屋整體性連接的檢查，尚應符合下列要求：①外墻四角和樓梯間四角，6 度和 7 度隔開間及 8 度每開間的內外墻交接處，應有鋼筋混凝土構造柱；②多層石墻房屋宜采用現澆或裝配整體式鋼筋混凝土樓蓋、屋蓋。

對無構造柱縱橫墻交接處《抗規》與《鑒定標準》均規定，應采用條石無墊片砌筑，且應沿墻高每隔 500 mm 設置拉結鋼筋網片，每邊每側伸入墻內不宜＜1 m。

2）《鎮（鄉）村抗規》未明確要求石結構房屋應布置構造柱、圈梁，但要求：①石結構房屋應在下列部位設置配筋砂漿帶：所有縱橫墻的基礎頂部、每層樓（屋）蓋（墻頂）標高處及 8 度時尚應在墻高中部增設一道。②在縱橫墻交接處應設置拉結，并符合下列要求：料石砌體應采用無墊片砌筑，平毛石砌體應每皮設置拉結石；7，8 度時應沿墻高每隔 500～700 mm 設置 2 根 6 mm 拉結鋼筋，每邊伸入墻內宜≥1 000 mm 或伸至門窗洞邊。

3）DBJ/T 13-264-2017 規定對圈梁、構造柱設置應符合現行國家標準《抗規》的規定。DBJ 13-12-93 對構造柱的設置同《鑒定標準》，對圈梁的設置規定為：石房基礎及每層的縱橫墻均應設置閉合圈梁，比《抗規》的設置范圍要更廣、更嚴。

3 結 語

鑒于福建省石砌體結構房屋存在多個方面的抗震性能缺陷，如何對既有石砌體結構房屋進行抗震性能鑒定為后續加固處理提供依據，具有重要意義。本文從抗震鑒定采用的依據、鑒定設防目標、抗震性能鑒定程序、場地、地基及基礎及上部結構抗震性能鑒定方面對福建省鎮（鄉）村石砌體結構房屋抗震鑒定進行探討，并對國標、行標及地方標準中關于抗震性能鑒定的相關規定進行分析比較，為石砌體房屋結構抗震鑒定提供借鑒。