某多层砌体结构教学楼的抗震鉴定及加固

尹 涛

1 概述

我国大量中小学教学楼采用砌体结构，其中相当一部分不能满足目前的抗震设防要求。5◦12汶川大地震后，对教学用房进行抗震鉴定并对不符合抗震要求的房屋采取加固措施成为十分紧要的工作。

建筑物抗震鉴定依据现行《建筑抗震鉴定标准》，通过图纸资料分析，现场调查核实进行综合抗震能力的逐级筛选，对建筑物的整体抗震性能做出评定，并提出抗震鉴定报告。多层砌体房屋，可按结构体系、房屋整体性连接、局部易倒易损部位的构造及墙体抗震承载能力，对整幢房屋的综合抗震能力进行两级鉴定[1]。第一级鉴定是指以宏观控制和构造鉴定为主的抗震能力鉴定;第二级鉴定指以构件抗震承载力验算为主并结合构造影响系数的鉴定。少数第一级鉴定不能通过的房屋，则需继续采取第二级鉴定。不符合鉴定要求的则需要进行加固。本文以一多层砌体教学楼为例，5◦12汶川大地震后，为了解其受损情况，对其抗震性能进行了鉴定，并提出了加固措施。

2 抗震鉴定

2.1 工程概况

某中学教学楼建于1993年，为4层砖混结构(局部2区为3层)。各层层高3.6 m，总高度14.4 m。楼、屋面板为装配式(局部现浇)，采用混凝土预制空心板。抗震设防烈度为6度。

2.2 建筑物资料及现状调查

抗震鉴定首先要求搜集资料和现场调查。该建筑物的资料有勘探报告、设计、施工图纸、竣工图纸和工程验收等，图纸资料齐全。据现场调查，墙体无空鼓、严重酥碱和明显歪闪现象，黏土砖无明显质量缺陷，教学楼主体结构完整，局部大梁下的承重墙斜向开裂，最大宽度 2.0 mm。部分圈梁开裂，裂缝宽度为0.08 mm～1.0 mm。教学楼的角点倾斜值最大为21 mm(偏南方向)，倾斜率约为1/686，小于规范限值90 mm或1/250，倾斜值在允许范围之内。老教学楼的混凝土碳化深度平均值:圈梁、构造柱为6.0 mm;楼屋面大梁为7.1 mm，小于混凝土保护层厚度(20 mm～30 mm)，暂时不会因碳化引起钢筋锈蚀。

2.3 综合抗震能力鉴定

2.3.1 结构体系的鉴定

抗震横墙较少的房屋，高度和层数应分别降低3 m和一层;对横向抗震墙很少的房屋，还应再减少一层。承重结构体系宜为横墙承重。查表结构体系应满足规范要求:限高18 m，层高不超过4 m，抗震横墙最大间距不超过15 m，房屋高宽比不超过1.0。另外规则性要求:纵、横墙的布置均匀对称，沿平面内对齐，沿竖向上下连续，同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀。楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处。

教学楼为4层，层高3.6 m，总高度14.4 m，抗震横墙最大间距12 m，房屋高宽比 H/B=8.9，均满足鉴定标准。只有一处楼梯设在转角处，不满足规则性要求。

2.3.2 承重墙体的材料强度等级

材料强度等级应满足规范要求:块材(砖)强度不小于M U10，砂浆强度不小于M5，构造柱圈梁混凝土强度不小于C20。现场检测结果:砖强度MU20，砌筑砂浆松散不密实，强度不足0.4 MPa，构造柱圈梁混凝土强度C18.6，不满足要求。

2.3.3 整体性连接构造

墙体布置在平面内应闭合，无单墙伸缩缝等外伸不闭合的墙体。纵横墙连接处不应被烟道、通风道等竖向孔道削弱。纵横墙交接处应咬槎砌筑。构造柱的设置应满足表1要求。

表1 乙类设防时A类砖房构造柱设置要求

教学楼外墙和楼梯间四角都设置了构造柱，截面尺寸为370 mm×240 mm，支承大梁(跨度 6.6 m，7.5 m)与纵墙相交处设置构造柱，截面尺寸为370 mm×240 mm，配筋4φ 12，箍筋间距200 mm，构造柱底部与基础圈梁相连，顶部伸至屋顶圈梁或女儿墙压顶内。构造柱设置、位置和构造均满足要求。

教学楼外墙在屋盖处及每层楼盖处都设置了圈梁，截面尺寸为240(370)mm×180 mm，截面高度180 mm≥120 mm，配筋4φ 12，箍筋φ 6@200。圈梁的设置、位置和构造均满足要求。

2.3.4 易引起倒塌的部件及其连接

教学楼承重的门窗间墙最小宽度为1.2 m＞1.0 m;承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离为0.75 m＜1.0 m;内墙阳角至门窗洞边的最小距离为0.6 m＜1.0 m，不满足鉴定标准的要求。

非结构构件的现有构造应符合下列要求:1)出入口或人流通道处的女儿墙和门脸等装饰物应有锚固。2)无拉结女儿墙和门脸等装饰物，当砌筑砂浆的强度等级不低于M2.5且厚度为240 mm时，其凸出屋面的高度，对整体性不良或非刚性结构的房屋不应大于0.5 m;对刚性结构房屋的封闭女儿墙不宜大于0.9 m。3)出屋面小烟囱在出入口或人流通道处应有防倒塌措施。4)钢筋混凝土挑檐、雨罩等悬挑构件应有足够的稳定性。5)隔墙与两侧墙体或柱应有拉结，长度大于5.1 m或高度大于3 m时，墙顶还应与梁板有连接。教学楼中非结构构件均满足以上要求。

2.3.5 房屋抗震横墙间距和房屋宽度

由于现场检测结果:砂浆强度等级为M2.7，据《建筑抗震鉴定标准》要求，查得相应的横墙间距和房屋宽度限值:抗震横墙允许的间距为6.8 m，房屋允许宽度为10 m，而实际调查抗震横墙间距为12.0 m，房屋宽度为9.3 m。不满足鉴定标准要求。

2.3.6 第一级鉴定结论

该建筑物有多项结构构造不满足第一级鉴定要求，故第一级综合抗震能力鉴定为不满足要求。根据GB 50023-95建筑抗震鉴定标准第5.2.6条的有关规定，不再进行第二级鉴定，但应对房屋采取加固或其他相应措施。教学楼的震后破坏等级为中等破坏，经过加固处理，可以使用。

3 抗震加固措施

按砌体房屋不同功能时的损坏程度区别:静力下出现损坏，以各承重墙柱等的加固为主，抗震鉴定不合格的，则以整个结构总体功能的恢复为主，而不要求每个构件都完全恢复功能。

对轻微开裂的墙体，将开裂部位凿除现有粉刷层后，重新用水泥砂浆粉刷修补。对于开裂严重的墙体，分散裂缝先用无机粘结灌注材料灌浆，再沿裂缝局部外挂钢板网，表面粉刷水泥砂浆修复;集中成片裂缝，先进行无机粘结灌注材料注浆，再外挂钢板网，表面粉刷水泥砂浆修复。

抗震加固方案的确定，应根据抗震鉴定的结果，针对房屋存在的具体问题，综合选择合理、有效的加固手段。该房屋为横墙很少的教学楼，综合考虑，确定采用60 mm双面混凝土板墙(夹板墙)对纵横墙体全面进行加固。夹板墙具有较大的刚度和强度，能够承担大部分地震作用，而它良好的变形能力和延性，使其在强烈的地震作用中，能较好发挥其塑性变形抵御地震的作用，从而比较本质地改变并提高了该建筑结构的抗震性能。

4 结语

通过抗震鉴定，根据房屋的结构布置、构造和抗震承载力等因素进行建筑物的综合抗震能力分析，能够比较科学的评判房屋的整体抗震性能;再在抗震鉴定结果综合确定的基础上进行抗震加固，提高了房屋的整体抗震能力，保证了房屋的安全使用。

[1] GB 50023-95，建筑抗震鉴定标准[S].

[2] GB 50011-2001，建筑抗震设计规范[S].

[3] JGJ 116-2009，建筑抗震加固技术规程[S].

[4] 高文举，张本业，李 雁.建筑物结构的检测、鉴定与加固[J].徐州工程学院学报，2007(5):45-48.

[5] 张 行，张 卉，龙晓鸿.某多层砌体房屋的抗震鉴定及加固[J].陕西建筑与建材，2004(5):8-10.