多层砖混结构教学楼的抗震鉴定及加固实例

万 曦，王丽珍

(信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司，四川成都610021)

为保障中小学校舍抗震安全，上海市相关部门决定对中小学校舍逐一进行“体检”。按照统一的标准和要求，建立校舍安全信息档案并进行抗震鉴定，对存在安全隐患的校舍进行抗震加固、迁移避险，使学校校舍达到重点设防类抗震设防标准。因此，本文以某小学的多层砖混结构教学楼为例，阐述了结构检测的基本内容、抗震鉴定的基本流程以及抗震加固的方法。

1 工程概况

该教学楼建于1954年，原为三层内廊式砖混结构，楼盖为预制板铺设;1987年加建至四层，再紧邻原教学楼东侧扩建五层内廊式砖混结构。此处将加建后的四层教学楼命名为A区，后扩建的五层教学楼命名为B区，其立面图如图1所示。

图1 教学楼南立面

图2 教学楼2～3层建筑平面

由于历史久远，该教学楼无设计图纸和施工验收资料，只能现场对房屋的建筑功能、结构布局进行测绘。其中，A区长23.2 m，宽14.2 m，檐高14.1 m，建筑面积约为1 160 m2，开间尺寸8.4 m，进深6 m，梁构件的尺寸为240 mm×340 mm和240 mm×500 mm两种;B区长12.0 m，宽17.9 m，檐高17.6 m，建筑面积约为934 m2，开间和进深尺寸同A区，梁构件的尺寸为240 mm×590 mm。其建筑平面图如图2所示。

2 结构检测

2.1 材料强度检测

(1)砂浆和砖强度。

按照《贯入法检测砂浆抗压强度技术规程》(JGJ/T136－2001)，采用SJY800A型贯入式砂浆强度检测仪，凿开墙体粉刷层检测房屋砖墙的混合砂浆强度。检测成果表明，墙体实测强度平均值5.8 MPa，最小值5.2 MPa，砌筑砂浆的强度推定值为5.8 MPa。

按照《回弹仪评定烧结普通砖强度等级的方法》(JC/T796－1999)，采用HT75型砖回弹仪进行原位测试，由检测结果可知抽查构件的砖强度评定等级为MU10。

(2)混凝土强度。

根据现场检测条件和房屋结构特点，对房屋现浇梁混凝土强度测试采用回弹法，根据《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T23～2001)进行评定。根据检测成果，混凝土实测强度平均值为23.5 MPa，最小值21.6 MPa，混凝土推定值为20.5 MPa，混凝土碳化深度普遍为4～6 mm。如表1所示。

2.2 变形测量

按照《建筑变形测量规程》(JGJ 8－2007)，采用索佳SET2130R全站仪测量了房屋的倾斜现状(测量结果包含原有施工误差)，测点为4个外墙阳角棱线角点。结果表明房屋整体倾斜无明显规律，最大倾斜率为向东2.6‰，均在规定范围内。

表1 回弹法抽样检测混凝土抗压强度结果

3 抗震鉴定

3.1 抗震措施鉴定

对于教学楼A区，根据《建筑抗震鉴定标准》(GB 50023－2009)的要求，按照A类砌体、乙类设防标准，从结构体系、材料强度、整体性连接、易损易倒部位和楼梯间部位等方面进行抗震措施鉴定分析。第一级鉴定表明:

(1)楼盖、屋盖为装配式，不满足鉴定标准第5.2.3条要求;

(2)没有考虑圈梁和构造柱布置，不满足鉴定标准第

5.2.5 条要求;

(3)易损易倒部位局部尺寸个别项超出限值，不满足鉴定标准第5.2.8条要求;

因此，综合评定为教学楼A区综合抗震能力不满足抗震鉴定要求。该结构需要进行抗震加固处理，满足后续使用年限30年的目标，不再进行第二级鉴定。

对于扩建的教学楼B区，按照B类砌体、乙类设防标准进行鉴定，部分内容见表2。

表2 房屋现结构体系与抗震构造鉴定部分结果(教学楼B区)

续表2

3.2 抗震验算

采用中国建筑科学研究院PM(2005版)计算程序，对扩建的五层教学楼(教学楼B区)的砖混结构承重墙体进行抗震承载力验算。

材料参数和荷载取值如下:(1)抗震设防:7度(0.15 g)，乙类设防;(2)场地土类别:Ⅳ类;(3)基本风压:0.55 kN/m2，C类粗糙度;(4)砂浆强度:M5.8，砖强度:MU10;(5)恒荷载:楼板3.60 kN/m2，屋面5.6 kN/m2，楼梯间6.5 kN/m2，240 外墙 4.7 kN/m2;(6)活荷载:教室 2.0 kN/m2，楼梯2.5 kN/m2，消防楼梯 3.5 kN/m2，走廊 2.5 kN/m2，不上人屋面0.5 kN/m2。

计算结果表明:1～3层部分纵横墙墙体抗震承载力、窗间墙墙肢受压承载力都不满足规范计算要求，存在安全隐患(A轴、7～8轴;C轴、7～8轴;D轴、7～8轴;G轴、7～8轴)，需进行加固处理。

4 抗震性能评估及加固建议

(1)教学楼A区综合评定为综合抗震能力不满足抗震鉴定要求，需要对结构进行整体加固处理(外墙转角处与大开间教室纵横墙交界处增设构造柱、增设各层圈梁)。

(2)教学楼B区增设构造柱，并与圈梁连接;部分易损易倒部位的局部尺寸超限，建议采用混凝土夹板墙加固处理。

(3)教学楼B区1～3层部分纵横墙墙体抗震承载力、窗间墙墙肢受压承载力不满足规范计算要求，建议采用夹板墙加固。

5 结论

本文对于年代久远、无设计图纸和竣工验收资料的多层砖混结构教学楼，通过现场调研和检测，根据国家先行规范和标准对其进行了抗震措施鉴定和抗震验算，并从结构构造和复合验算方面提出了加固建议。中小学砖混结构校舍量大、面广，且年代各异，以此为例可为类似结构的鉴定评估提供参考。

［1］钱斌.现有小高层钢筋混凝土房屋的抗震鉴定与加固［D］.武汉:华中科技大学，2004

［2］张杰.某小学教学楼的抗震鉴定与加固［J］.中国科技信息，2011(10):89－91

［3］GB 50223－2008建筑工程抗震设防分类标准［S］

［4］GB 50023－2009建筑抗震鉴定标准［S］