四川德阳某学校实训大楼的抗震加固设计

叶正权 彭 敏

(1.四川攀枝花市交通建设工程质量监督站，四川攀枝花 617000; 2.四川建筑职业技术学院，四川德阳 618000)

1 加固工程概况

本项目位于四川省德阳市商贸学校内，该房屋为五层钢筋混凝土框架结构房屋，长76.7 m，宽21.5 m，平面呈矩形布置，各层层高3.6 m，房屋总高度18.7 m(从室外地坪算至五层屋面板顶);于2006年建成，作为实训大楼使用，于5·12地震破坏后，进行了灾后结构抗震鉴定，根据GB 50292-1999民用建筑可靠性鉴定标准，鉴定房屋安全等级为Au级。

2 检测情况

根据现场的实际情况和委托方的委托要求，对以下内容进行检测:结构布置及构件几何尺寸检查;建筑物的受损情况检查;混凝土强度检测;地震破坏等级划分;综合抗震能力鉴定[1]。

经现场勘查，检测情况如下:原德阳市商贸学校实训大楼的结构布置及构件几何尺寸与原结构设计图纸相符，未发现地基不均匀沉降情况，房屋整体未见倾斜。柱、梁及现浇楼板现场检查未发现裂缝，框架填充墙出现不同程度裂缝。

房屋主要震害表现如下:

1)框架填充墙在墙体中部、柱边、梁下、洞口角部出现不同程度斜向、竖向、水平裂缝。

2)楼梯平台处框架柱顶和顶层框架柱抹灰层出现斜裂缝，现场抹灰层敲开未发现柱顶混凝土斜裂缝。

3)吊顶损坏脱落。

根据GB 50011-2001建筑抗震设计规范(2008年版)及GB 50223-2008建筑工程抗震设防分类标准，该受鉴定房屋按7度(第二组，0.10g)进行抗震验算，按8度抗震措施进行复核，房屋基本规则，Ⓓ轴为单向框架，部分柱、个别梁配筋不足，多项抗震措施不满足现行《建筑抗震设计规范》要求，该房屋综合抗震能力不满足抗震鉴定要求，应对该房屋按照现行国家规范进行抗震加固设计[1]。

3 钢筋混凝土框架结构加固设计

3.1 抗震加固设计原则

本项工程按抗震设防烈度7度(由于本工程为重点设防类，抗震措施按8度)进行结构加固设计[2]，设计地震分组为第二组，设计基本地震加速度值为0.10g，特征周期为0.40 s，本工程按《建筑抗震加固技术规程》及《建筑抗震设计规范》进行抗震加固设计，加固后的后续使用年限为50年[3]。

3.2 抗震加固方案确定

框架结构梁柱节点区由于受力复杂，规范中为保证“强节点、弱构件”的设计原则，通常采取在柱端和梁端一定区域箍筋加密原则，防止节点区的脆性破坏，增强结构的抗震性能[3]。

本工程由于工期、资金、建筑功能及建筑耐久性方面的要求，对于加固方案提出了诸多限制，在此基础上，我们对多种加固方案进行了比较，从而确定一种最佳加固方案采用加大截面加固方法[4]:该方法主要采用同种材料即混凝土和钢筋对原结构进行加固补强的一种施工技术，其技术要点就在于用钢筋混凝土来增大原混凝土结构截面面积以提高结构的承载力为目的的一种传统方法[5]。

3.3 加固设计采取的措施

本工程属多层公共建筑，建筑类别:丙类。平面为规则的矩形平面，按7度0.10g，局部为单向框架，采用增加框架柱方法处理，增加框架柱后，地震作用验算个别柱正截面验算不通过，部分柱斜截面验算不通过，部分框架梁纵筋不够，采用加大截面法对柱、梁加固。

原基础未受损，经验算房屋地基和基础满足正常使用要求，在此设计不作处理。原设计10.800层以下部分框架柱斜截面抗震承载力不足，个别框架柱正截面抗震承载力不足，现以该部分柱为例应用增大截面法进行加固。具体做法如图1，图2所示。

图1 柱加固剖面图

图2 柱加固1—1，2—2断面图

原设计Ⓓ轴为单向框架(每层两处)，不满足《抗规》6.1.5条规定。现通过增设框架柱的方法予以调整，每层于②轴及⑯轴各增设一根框架柱，新增的框架柱基础与原有基础合并为双柱联合基础，与新增框架柱连接的框架梁原有配筋不能满足要求，通过增大截面法或增加底筋和面筋的方法进行加固。

原设计部分框架梁正截面抗震承载力不足，通过增加上部钢筋和底部钢筋的方法予以加固。

3.4 加固要求

1)所有新旧混凝土结合面，应将原有构件表面混凝土凿毛冲净，充分润湿，表面刷素水泥浆再浇筑新混凝土[6]。

2)小尺寸的混凝土构件应手工振捣密实，严禁不支模而直接抹在原有混凝土上[7]。

3)新增钢筋需要钻孔穿过原有混凝土构件的，钻孔时应避免伤及原有钢筋，钢筋穿过后用A级结构胶灌孔。

4)新增的框架柱KZ-1，浇筑前需按施工图要求对指定梁卸荷。

5)因加固柱或加固梁而拆除的填充墙，采用MU5.0空心页岩砖M5混合砂浆砌筑，砌筑时构造按西南G701(四)8度抗震措施的要求，面层和门窗复原。

6)新增箍筋与箍筋焊接，基础底筋与原有底筋焊接时，双面焊接搭接长度不小于5d，单面焊接搭接长度不小于10d(d为较小钢筋直径)。

7)图中未标注的植筋深度不小于16d+2do(do为锚孔直径)，且不小于100 mm，柱植入梁的纵向钢筋和梁植入柱的纵向钢筋必须做拉拔试验，植筋用胶应采用A级结构胶。

3.5 加固材料要求

钢筋:钢筋强度标准值应具有不小于95%的保证率。“130”为 HPB235钢筋，“131”为 HRB335钢筋，“132”为 HRB400钢筋。

型钢:角钢和钢板采用Q235B型。

化学锚栓:采用Q345钢或4.8级化学锚栓。

焊条:HPB235级钢筋与HPB235，HRB335级钢筋焊接用E43型焊条，HRB335，HRB400钢筋之间焊接用E50型焊条;Q235B钢焊接用E43型。

4 结语

本文根据抗震加固的主要思路，具体分析了在新标准、规范下钢筋混凝土框架结构抗震加固的主要方法，通过对德阳商贸学校实训大楼在5·12震后加固，选用加大截面对商贸学校实训大楼进行加固，同时给出该工程的具体实施细节;目前该工程经加固后已达到抗震设防烈度7度(由于本工程为重点设防类，抗震措施按8度)，具有很强的实践意义，对今后新规范下抗震加固设计具有参考意义。

[1] 李 杰，李国强.地质工程学导论[M].北京:地质出版社，1992:158-162.

[2] 李 新.我国抗震鉴定的发展[J].山西建筑，2007，33(17):86-90.

[3] 国际混凝土结构委员会.控制非弹性反应的钢筋混凝土结构抗震设计(设计原理)[M].白绍良，译.北京:中国建筑工业出版社，1995:240-242.

[4] 毋剑平.考虑结构设计使用年限的抗震功能设计[D].北京:中国建筑科学研究院，2003:23-25.

[5] 何志军.混凝土框架结构抗震鉴定验算程序的开发与研究[J].青岛建筑工程学院学报，2000，21(4):67-71.

[6] 叶 彬.框架房屋抗震设计探讨[J].中国科技信息，2005(10):10-28.

[7] 程绍革，任卫教.钢筋混凝土框架结构抗震加固方法综述[J].建筑科学，2001，17(3):4-6.