某综合办公楼现有结构抗震安全性研究

段建新

1 工程概况

某综合办公楼为5层砖混结构,平面布置呈“一”字形,平面主要尺寸为59.2 m×13.1 m,建筑面积为3 877.6 m2,层高均为3.3 m,室内外高差为0.45 m,结构总高度为16.95 m。该办公楼于1983年建成并投入使用,至今已有26年。目前该建筑物存在墙体裂缝、墙面严重残损、室内地面下陷等现象,为了研究该办公楼的抗震安全性,本文对该办公楼现有结构进行抗震鉴定试验研究。

2 结构实体现场检测内容及结果

2.1 结构体系调查

该办公楼结构体系为砖混结构,外墙厚度为370 mm,内墙厚度为240 mm。采用混凝土预制装配式楼、屋盖,结构整体性不好,其主要缺点是混凝土预制板之间的连接性不好,在地震发生时,容易引起塌落。

2.2 地基基础及场地情况

该办公楼建筑场地地势平坦,不属于对抗震不利地段,无该建筑场地地质资料。该结构基础采用毛石条形基础,其整体性不好,容易引起基础不均匀沉降,进而引起墙体产生不同程度裂缝,影响上部结构的安全性。

2.3 砌筑砂浆强度检测

依据JGJ 136-2001贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规程,采用贯入法检测、评定该办公楼的砌筑砂浆抗压强度。现场每层随机抽取3个测区,共计15个测区,该办公楼结构的砌体砂浆强度可评定为0.8 MPa。

2.4 结构整体倾斜及相对沉降现状观测

2.4.1 结构整体倾斜现状观测

现场采用DTM-352全站仪对该办公楼结构整体倾斜进行了观测,观测结果见图1。图1中观测数据为结构顶点倾斜数据。

由图1可知,结构顶点侧向位移矢量方向表现出两端均向中部倾斜的规律。依据《民用建筑可靠性鉴定标准》表6.3.5中不适于继续承载的结构侧向位移倾角限值(当墙高H＞10 m时,其墙顶点侧向位移大于H/250或大于90 mm),现有结构的最大顶点侧移矢量值为38 mm,未超过H/250=16 950/250=68 mm,因此,现有结构均不存在不适于继续承载的过大顶点侧移。

2.4.2 结构构件损伤及砌筑质量情况

该结构部分结构构件存在裂缝,主要是预制板接缝处的通长裂缝、墙体与顶板之间的水平缝及纵、横墙体交接处竖向裂缝;墙体砌筑质量较差,个别墙体存在较大的砌筑偏差,灰缝砂浆饱满度较低、不密实,块材及砂浆层存在风化、粉化迹象。

经现场检测,该办公楼北立面墙体底部残损严重,主要由于墙面外粘瓷砖脱落,长期风雨侵蚀造成,影响墙体的承载力,北、西侧外墙顶部瓷砖大面积脱落;1层室内地面开裂、下陷明显。现场具体检测情况见图2。

3 现有结构抗震鉴定研究

3.1 场地、地基和基础

该结构的整个场地比较平整,不属于对抗震不利地段,依据GB 50023-95建筑抗震鉴定标准第4.1.1条:6,7度时及建造于对抗震有利地段的建筑,可不进行场地对建筑影响的抗震鉴定。

该办公楼属于7度设防时的丙类建筑,根据结构整体垂直度、沉降变形现状的检测结果,可知该建筑地基基础现状无严重静载缺陷,依据GB 50023-95建筑抗震鉴定标准第4.2.1条第3款:7度时地基基础现状无严重静载缺陷的乙、丙类建筑,可不进行地基基础的抗震鉴定。

3.2 上部结构第一级抗震鉴定

根据现场检测,现有结构设置构造柱、圈梁等抗震构造措施,不满足GB 50011-2001建筑抗震设计规范(2008年版)第7.3节多层黏土砖房抗震构造措施的要求,影响结构的整体性连接;同时,墙体残损严重,将影响墙体的抗震能力,应引起足够重视。此外,现有结构采用混凝土预制装配式楼、屋盖,结构整体性不好。根据现场检测情况,该结构的实测砌体砂浆强度为0.8 MPa,不能满足GB 50023-95建筑抗震鉴定标准第5.2.2条规定的7度时超过3层或8,9度时不宜低于M1的最低要求。

3.3 上部结构第二级抗震鉴定

依据GB 50023-95建筑抗震鉴定标准第5.3.3条对该结构进行第二级抗震鉴定。

由楼层平均抗震能力指数公式 βi=Ai/Abiζiλ得该结构各楼层平均抗震能力指数:β=0.87＜1(纵向),β=0.72＜1(横向)。

由楼层综合抗震能力指数公式 βci=ψiψiβi得该结构的楼层综合抗震能力指数:βc=0.79＜1(纵向),βc=0.64＜1(横向)。

经对该结构进行楼层综合抗震能力指数计算,可知该结构1层～3层的纵、横向墙体综合抗震能力指数均小于1,说明该结构不满足抗震鉴定要求,应对房屋采取加固或其他相应措施。

4 结语

综合办公楼现有结构在材料强度等级、整体性连接构造方面不满足GB 50023-95建筑抗震鉴定标准第一级抗震鉴定要求,经对该结构进行了第二级抗震鉴定,依据计算结果,可知该结构亦不满足第二级抗震鉴定要求,所以此结构不满足抗震鉴定要求,结构整体抗震性能差,不具备其应有的抗震防灾的结构功能,通过对现有结构的适修性进行评估,该办公楼适修性很差,宜拆除重建。

[1]GB/T 50344-2004,建筑结构检测技术标准[S].

[2]CECS 03∶2007,钻芯法检测混凝土强度技术规程[S].

[3]GB 50204-2002,混凝土结构工程质量验收规范[S].

[4]GB 50007-2002,建筑地基基础设计规范[S].

[5]GB 50023-95,建筑抗震鉴定标准[S].

[6]GB 50292-1999,民用建筑可靠性鉴定标准[S].

[7]某教委综合办公楼现有结构抗震鉴定与适修性检测报告[R].2008.

[8]田 华.浅谈建筑抗震鉴定加固[J].山西建筑,2008,34(19):56-57.