某RC框架結構教學樓防震縫處的使用性評價與分析

楊源遠 何訓

摘?要：鋼筋混凝土框架結構以其大空間以及分區布置靈活等特點非常適合大型的公共建筑采用，但同時考慮抗震、屋面溫度伸縮等的影響，需要在一定距離間隔或平面結構局部設置防震縫。但防震縫區域在服役過程中，幾乎無法避免地會出現一些問題，為了更好地了解其中的問題以及老化程度，以某高校教學樓作為研究對象展開工作，進行實地勘察統計記錄、整理、使用性評價，分析了教學樓中各防震縫存在的問題和其損害程度大小的成因。

關鍵詞：RC框架結構;防震縫;使用性評價

一、緒論

混凝土框架結構是應用最廣泛的一種結構形式。為了滿足功能分區、外觀建筑平面的設計等要求，同時考慮抗震、屋面溫度伸縮等的影響，經常需要設置防震縫。而防震縫的在使用中隨著服役時間的增加，大大小小的問題就會慢慢出現。

特別是四川境內，有很多框架結構的建筑是在汶川地震之前修建，當時對于最小防震縫寬度的設置可能偏小（原GB 50011-2001：框架結構房屋的防震縫寬度，當高度不超過15m時可采用70mm;超過15m時，6度、7度、8度和9度相應每增加高度5m、4m、3m和2m，宜加寬20mm），而現行規范[1]（框架結構房屋的防震縫寬度，當高度不超過15m時可采用100mm;超過15m時，6度、7度、8度和9度相應每增加高度5m、4m、3m和2m，宜加寬20mm）對最小防震縫的寬度設置要更大一點，而防震縫處在罕遇地震的作用下，相鄰結構是很難避免不發生碰撞的，雖然在汶川地震十多年后的今天，結構的整體安全性上可能不會留下太大的影響，這也許存在幸存者偏差，但是在使用性上很多地方還是留下了很多難以解決的問題，比如防水和一些附屬結構的破壞，加速了一些地方的風化老化或者一些構件的局部損壞但不至于影響整個結構的安全性，但還是會在日常使用中帶來一定的問題或者隱患。例如位于成都市的某高校RC框架結構教學樓，建于2001年，主體5層，建筑面積5100m2，建筑高度為2070m。由于建筑的體量較大，設置了多處的抗震縫，目前出現很多裂縫。本文對此進行了調查和分析。

二、現場調查情況

該教學樓分為四個區域，建筑面積共計5100m2，建筑高度20.7m;外墻采用200厚（局部250厚）防水泡沫混凝土砌塊墻，墻身在-0.600處設防潮層（1∶2.5水泥砂漿，5%防水劑，20厚），防震縫共設置了16處（見圖3—圖7的橫線處的編號）。該教學樓在汶川地震后除去院系內部對其所在區域防震縫的修繕工作，學校層面僅僅進行過局部衛生間墻體的修繕、部分結構的鑒定還有防震縫處加裝排水設施以及頂部防震縫處覆蓋改性瀝青卷材來改善下部室內的滲水問題。所以說整個結構以及圍護結構設施在震后的風化老化過程還是比較完整，具有可信度的。幾乎從每一個圍護設施的連接處也可以清楚地推斷當時樓層位移的大小（圖1）。

調查人員調取了的教學樓的原始資料，并調查了所有防震縫處區域的損壞情況。根據《民用建筑可靠性鑒定標準》（GB50292-2015）中表3.2.2的使用性評價要求，分為as，bs，cs三個等級：as為滿足標準規定的正常使用的功能，不必采取措施;bs為略低于as的等級標準，尚不顯著影響使用功能，可不采取措施;cs為不符合as的等級標準，顯著影響使用功能，應采取措施。該教學樓防震縫區域處的損壞情況如下：

第一層，對于防震縫區域2、3、6、8、15、16柱角、雙柱縫間保護有破損;縫間天花板有滲水，縫一側教室門處填充墻體有沿角部的明顯斜裂縫;最大縫寬約3mm，天花板有水侵蝕痕跡但無明顯外觀破壞。

第二層，防震縫區域3、4、5、8、9、12、13、14蓋板銹蝕;卷簾門銹蝕嚴重，吊頂變形嚴重，有滲水。現已經修復;縫一側橡膠填充有明顯的擠壓，橡膠蓋板老化破裂，鋼蓋板銹蝕脫落。

第三層，防震縫區域1、3、4、5、6、8、9、10、11室內地面破壞出現裂縫，中間走廊分隔帶有缺陷;蓋板脫落銹蝕;橡膠蓋層老化，防火卷簾銹蝕。

第四層，防震縫區域1、3、4、5、6、8、9、12、13、14、15、16中間走廊比較完好，但是室內地面損毀嚴重，明顯翹起約5cm，天花板角部有滲水;室內踢腳線向墻內傾斜。兩側蓋板變形，縫間凹陷處最大約2.5cm;外墻縫處有墻磚脫落，天花板滲水;吊頂脫落，滲水嚴重。

第五層，防震縫區域3、4、5、6、8、9、10、11、12、13、14、15、16兩端蓋板變形嚴重，一側女兒墻體嚴重開裂且有平面外傾斜，是否影響安全性還需進一步驗證;瓷磚和混凝土破碎脫落，蓋板脫離原位;凝土蓋板兩側混凝土破裂，女兒墻上金屬蓋板脫離墻體;蓋板混凝土破碎，鋼筋裸露;蓋板兩側混凝土均破碎。

據此，調查人員對教學樓防震縫區域進行了使用性評級（見圖2—圖6，橫線處為防震縫，圖中綠線處為as，黃線處為bs，紅線處為cs）。

三、數據分析

（1）從統計的數據可以明顯看到上層比下層判定為cs的數量多，這符合RC框架結構在水平地震作用下的力學特點，上部絕對位移比下部大，而率先與相鄰結構發生作用甚至碰撞，在一定程度上破壞后，加速了該部位的老化也是其中的一個原因。

（2）在底層處15/16號防震縫處判定為cs，是由于防震縫鄰近的兩側墻體都出現了斜裂縫，如圖10，說明在此處曾承受了很大的剪力，墻體對于抗震還是有一定積極的作用，但是就要考慮正常使用下的外觀影響和二次危害的風險以及后期維護的問題[2]。

（3）絕大多數的防震縫覆蓋層均有不同程度的破損老化問題，其程度大小與相鄰結構間的平面形狀（防震縫的破碎）以及周圍環境（老化分化）有直接關系。

（4）頂層女兒墻是受損數量和程度最多最高的地方，同時也是防水問題比較突出的地方。

（5）對于后期補救使用的防水卷材無法滿足工作性能的要求，這也和地震頻發有一定關系，因為在補救后附近地區發生過一次震級較明顯的地震（所在地有明顯震感），可能是導致了這一情況的發生原因之一。

四、結語

在地震頻發地區，對于新建的建筑平面較為復雜的大型RC框架結構來說，防震縫是必不可少的設置點，在設置時除了要考慮好其防震縫寬度，還要考慮到其具體做法上的講究。

而對于建造時間較早的既有建筑來說，其整體已經無法改變，避免不了一些在罕遇地震下附屬結構的結構性破壞，所以需要適當增加在該類結構設施的檢修頻率，排查有二次危害風險附屬結構，及時做出加固方案和其他補救措施，提高結構的正常使用的壽命，作為公共建筑來說也提高了使用者的舒適度，可以考慮一些補救的措施，對于此類建筑來說，頂樓的滲水和防震縫的漏水情況慮見不鮮，這需要重新規劃有組織排水的路線，及時清理排水口的雜物。對于一些偏于臨時性的補救措施來說，可以采用一些拉伸性能、抗老化性能更優秀的防水卷材，而對于根本性的補救來說，需要采用和研發一些抗震性能更優秀的防震縫做法，但是對于女兒墻來說，碰撞是無法避免的，無一例外，案例中頂樓女兒墻都出現了不同程度的剪切破壞，所以除了可以考慮女兒墻的耗能效果，也要注意后期的維護。

參考文獻：

[1]GB 50011—2010建筑抗震設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2010.

[2]李英民，韓軍，田啟祥，陳偉賢，趙盛位.填充墻對框架結構抗震性能的影響[J].地震工程與工程振動，2009，（3）.

基金項目：本項目系2019年四川省大學生創新創業基金項目支持，項目名稱：變形縫的常見病害及應對措施，項目編號：S201910615041，指導教師：蒲萬麗、隆翀

作者簡介：楊源遠（1999—?），男，漢族，四川自貢人，西南石油大學本科生;何訓（1999—?），男，漢族，四川瀘州人，西南石油大學本科生。