某中學磚混宿舍樓抗震鑒定及加固方法研究

李治輝 薛學濤

1河南省建筑科學研究院有限公司（450053）2河南省建筑工程質量檢驗測試中心站有限公司（450053）

0 引言

磚混結構的優缺點非常明確，優點是:磚是最小的標準化構件，對施工場地和施工技術要求低，可砌成各種形狀的墻體，各地都可生產；缺點是:墻體容易產生裂縫，抗震性能稍微差一些，與框架結構相比較，其使用壽命和抗震等級都要低很多。通過調查表明，許多中學宿舍樓的砂漿強度偏低、整體性差，無構造柱圈梁等抗震構造措施，而且此類中學宿舍樓現有存量還非常大。因此，對既有中學宿舍樓進行安全和抗震鑒定并依據鑒定結果提出合理、科學的加固方案就顯得尤為必要。文章以河南省某中學磚混宿舍樓為例，對此類中學宿舍樓的檢測鑒定及加固處理進行探討。

1 工程概況

河南省某中學宿舍樓主體結構形式為磚混結構，建造于20世紀50年代，基礎采用條形基礎，地上3層，1層樓面為木結構，2層為預制板樓面，屋面采用木結構屋架，建筑面積為2307m2，外立面見圖1。所在地區抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度為0.15g，場地土類別為Ⅱ類；設計地震分組為第二組，抗震設防類別為乙類。該房屋建筑平面布置呈規則的矩形平面，總長為49.5m，總寬為18.25m，其標準層平面圖如圖2所示[1]。

圖1 房屋外立面

2 現場檢測及鑒定

2.1 工程綜合評定

圖2 標準層平面圖

該工程的檢測主要是依據現行規范標準《建筑結構檢測技術標準》（GB/T50344—2019）、《民用建筑可靠性鑒定標準》（GB50292—2015）等，通過現場采集相關參數，為后期承載力驗算及抗震計算提供數據支持。鑒定結果是根據現場檢測結果以及承載力驗算結果，并依據《民用建筑可靠性鑒定標準》（GB50292—2015）以及《建筑抗震鑒定標準》（GB 50023—2009），對建筑物的安全性、綜合抗震能力進行綜合評定[2]。

2.2 平面圖繪制

現場采用激光測距儀及鋼卷尺對該房屋軸線尺寸、門窗洞口尺寸、房屋高度、砌體及混凝土構件的截面尺寸等進行測量，根據測量結果繪制建筑、結構平面示意圖。

2.3 裂縫及房屋現狀調查

對該房屋主要承重構件進行現場調查，發現主要裂縫出現在一層承重墻部位，而且多為豎向裂縫，其中一條裂縫的最大寬度達到2.5mm。部分墻體存在粉刷層脫落現象。

2.4 混凝土構件強度檢測

采用回彈法。現場隨機抽取混凝土構件進行混凝土強度檢測，并依據《民用建筑可靠性鑒定標準》（GB50292—2015）第4.3.5條的相關規定進行齡期修正，修正后現齡期混凝土強度推定值為18.8～20.1MPa[3]。

2.5 磚及砂漿強度檢測

采用貫入法。現場每層隨機抽取墻體構件，鑿開墻體粉刷層，并用砂漿貫入阻力儀對砌體砌筑砂漿進行強度檢測，所抽檢砌筑砂漿抗壓強度推定值為1.0～1.6MPa。現場采用回彈法，并用磚回彈儀對磚的抗壓強度進行檢測，所抽檢磚的抗壓強度平均值為8.29～9.68MPa。

2.6 房屋整體垂直度檢測

依據《建筑變形測量規范》（JGJ8—2016）的相關規定，根據該結構的位置與觀測條件，使用經緯儀、采用投點法進行房屋整體垂直度檢測。檢測結果表明，該房屋各測點頂點位移偏差最大為32mm，尚未超出《民用建筑可靠性鑒定標準》（GB50292—2015）規定的結構側向位移安全性限值要求，該房屋現階段尚未產生明顯的傾斜[4-6]。

2.7 地基基礎檢測

該房屋基礎采用墻下條形基礎，受制于現場場地條件，本次檢測并未對該房屋進行基礎開挖檢測。該房屋建于20世紀50年代，至今已使用較長時間，房屋整體垂直度檢測表明:該房屋現階段尚未產生明顯整體傾斜，上部承重結構及圍護結構也未發現明顯沉降裂縫，地基基礎現階段工作狀態尚屬正常。

2.8 抗震鑒定

該工程抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度為0.15g。根據 《建筑抗震鑒定標準》（GB 50023—2009）的相關規定，該房屋約建造于20世紀50年代，抗震設防類別為乙類，依據A類建筑抗震鑒定方法對其進行抗震鑒定分析。

2.9 結構體系

該房屋總高度約為11m，共3層，長度為49.5 m，寬為18.25m，高度寬比為0.60＜2.2，滿足《建筑抗震鑒定標準》（GB50023—2009）第5.2.1、5.2.2條的規定；抗震橫墻最大間距為6.5m，滿足《建筑抗震鑒定標準》（GB50023—2009）第5.2.2條的規定[7-9]。

2.10 材料強度

所抽檢磚構件的抗壓強度平均值均大于7.5 MPa，滿足《建筑抗震鑒定標準》（GB50023—2009）第5.2.3條的規定；所抽檢砂漿構件的抗壓強度推定值均大于1.0MPa，滿足《建筑抗震鑒定標準》（GB 50023—2009）第5.2.3條的規定。

2.11 整體性連接構造

該房屋構造柱和圈梁設置不滿足《建筑抗震鑒定標準》（GB50023—2009）第5.2.4、5.2.5條的規定；其他整體性連接構造均滿足《建筑抗震鑒定標準》（GB50023—2009）第5.2.4條的規定。

2.12 局部易損易倒部位

該房屋部分承重墻門窗間距最小寬度不滿足《建筑抗震鑒定標準》（GB50023—2009）第5.2.8條的要求。

其他局部尺寸及易損易倒部位均滿足《建筑抗震鑒定標準》（GB50023—2009）第5.2.8條的規定。

綜上所述，該房屋不滿足第一級抗震鑒定要求。根據《建筑抗震鑒定標準》（GB50023—2009）第5.2節的規定，對該房屋進行第二級鑒定，并采用樓層抗震能力指數的方法進行第二級鑒定。經驗算，該房屋綜合抗震能力不滿足抗震鑒定要求[10]。

3 加固處理方案

該宿舍樓在抗震鑒定時確定其后續使用年限為30年，依據鑒定結果，充分考慮現有結構實際情況，面對中學宿舍樓磚混結構大量存在的現實，此類校舍通過提高建筑結構綜合抗震承載力和結構剛度，實施安全、經濟、合理、有效的加固，才能滿足抗震設防標準，并保證其在規定的后續使用年限內安全使用。

3.1 承載力不滿足要求

當整片墻承載力不滿足要求時，采用鋼筋網水泥砂漿面層在墻體的一側或者兩側進行加固。對于房屋中易損易倒部位以及部分門窗間距過小的承重墻:①支撐懸挑構件的墻體不符合鑒定要求時，宜在懸挑構件端部增設鋼筋混凝土柱或組合柱加固；②隔墻無拉結或拉結不牢，可采用鑲邊、埋設鋼夾套、錨筋或鋼拉桿加固；當隔墻過長、過高時，可采用鋼筋網水泥砂漿面層加固。

3.2 整體構造不滿足要求

在地震力作用下，墻體與構造柱之間產生的摩擦力會與地震力相抵，構造柱與圈梁在砌體結構中會形成類似框架結構的體系，會增強砌體結構的變形能力。當構造柱與圈梁布置不合理時，墻體容易因抗剪能力不足而發生剪切破壞。因此通過增設構造柱及圈梁并與墻體形成可靠的連接的方式來提高整體抗震能力[11]。

3.3 墻體裂縫的處理

對墻體出現的裂縫采用壓漿法及灰縫鑲嵌鋼筋法進行加固處理。

4 結語

文章以河南省某中學磚混宿舍樓為例，對此類建筑進行安全性及抗震鑒定時的工作流程進行了整體分析，探討了此類建筑普遍存在的一些問題及相對應的加固方法，為同類建筑的抗震鑒定以及抗震加固提供參考。