苏州地区某内框架教学楼的检测与抗震鉴定

艾亿谋 谭川龙

(苏州市建设工程质量检测中心有限公司，江苏 苏州 215129)



苏州地区某内框架教学楼的检测与抗震鉴定

艾亿谋 谭川龙

(苏州市建设工程质量检测中心有限公司，江苏 苏州 215129)

以某三层内框架结构教学楼工程为例，介绍了内框架砖房现场检测的主要内容与方法，并根据调查与检测结果对其进行了结构计算，并鉴定分析了其抗震性能，最后针对其结构缺陷提出了相应的加固方案。

内框架砖房，现场检测，抗震鉴定，加固方案

0 引言

在我国中小学校的既有建筑中，内部以框架承重、外部以砖墙承重的内框架结构建筑物仍广泛存在。此类房屋建造年代普遍较早，抗震能力差；为消除此类既有建筑的安全使用隐患，并为其维修、加固和改造提供技术依据，需对此类房屋进行检测与抗震鉴定。如何对现有内框架砖房的抗震能力进行正确的分析和评定，并采取相应的抗震减灾措施，需要在具体工程实践中不断的总结与研究。

国内各地区有大量内框架结构房屋的检测与抗震鉴定实例，但各工程有所差异。为了解某内框架教学楼的结构现状，对其安全和抗震性能进行鉴定并给出处理建议，对该建筑物进行检测与抗震鉴定分析。

1 工程概况

某中学教学实验楼位于苏州市，建于1984年，主体结构地上3层，无地下室。建筑平面布置呈矩形，长约24.3 m，宽约11.5 m，总建筑面积约850 m2。

该建筑物底层层高4.3 m，2层层高4.0 m，3层为坡屋面，柱高4.0 m。楼面板采用混凝土现浇板，基础形式为条形基础和柱下独立基础。根据设计资料，墙体采用50号混合砂浆、75号机制八五砖；梁、柱和板采用200号混凝土。1层～3层框架柱截面尺寸为350 mm×450 mm；框架梁截面尺寸分别为300 mm×900 mm，200 mm×450 mm；次梁截面尺寸为200 mm×400 mm。柱箍筋配置为φ6@100/200，加密区长度700 mm；框架梁箍筋配置为φ8@200。房屋标准层结构平面布置图见图1。

2 现场调查与实体检测

2.1 结构外观与损伤状况检测

该教学楼墙体粉刷层有受潮剥落、风化现象，局部墙体粉刷开裂；经开凿检查，墙体砌筑砂浆不饱满(见图2)。钢筋混凝土构件表面未发现结构性裂缝，结构节点处未发现工作异常和明显变形；经局部开凿检查，构件纵向钢筋及箍筋存在锈蚀现象(见图3)。

2.2 混凝土构件尺寸与钢筋配置检测复核

采用钢筋位置测定仪和局部开凿破损的方法对混凝土构件的钢筋配置进行抽检、复核。实测结果显示，梁、柱尺寸与纵向钢筋配置基本符合原设计资料的要求；柱实测箍筋间距200 mm，未发现明显加密区，不满足设计图纸的要求；梁箍筋间距200 mm，无加密区，与设计图纸相符。

2.3 结构材料强度检测

采用贯入法检测砌筑砂浆抗压强度，采用回弹法检测烧结粘土砖抗压强度。上部结构混凝土强度采用钻芯法进行检测。结果见表1～表3。

表1 砌筑砂浆强度检测结果

表2 砌筑砖强度检测结果 MPa

表3 梁、柱混凝土抗压强度检测结果

从表1，表2可知，1层～3层墙体砌筑砂浆强度平均值分别为1.3 MPa，1.1 MPa，1.5 MPa，可见砂浆强度普遍较低且离散性较大，低于原设计等级50号的要求；砌筑砖强度平均值分别为9.25 MPa，9.68 MPa，7.60 MPa，满足原设计等级75号的要求。

从表3可知，所抽检的各层梁、柱构件混凝土抗压强度均小于18 MPa，低于原设计强度等级200号的要求；混凝土构件碳化深度普遍大于35 mm，超过部分构件钢筋保护层厚度。

3 结构计算分析

3.1 计算参数取值

该建筑物建筑、结构设计资料基本齐全。结构分析与计算时，根据现场实际调查与检测结果，对构件配筋及截面尺寸实测值进行整理归并，结合设计图纸进行取值。

验算时，结构材料强度根据检测试验结果取值，混凝土抗压强度按C15取值，砂浆强度取1.1 MPa，砖强度等级取MU7.5。

结合设计资料，根据原结构实际使用功能(教学实验楼)及荷载分布情况进行荷载取值，楼面活荷载取值：1)教室2.5 kN/m2；2)普通实验室2.5 kN/m2；3)楼梯3.5 kN/m2；4)走道3.5 kN/m2；5)不上人屋面0.5 kN/m2。楼面恒荷载根据楼面结构层及装饰层实测材质、厚度情况进行综合取值。

抗震设防烈度为7度(第一组)，抗震设防类别乙类，设计基本地震加速度值0.10g；基本风压取0.45 kN/m2，地面粗糙度类别为C类，雪荷载取0.2 kN/m2。

3.2 结构承载力验算

对鉴定对象主体结构采用PKPM软件进行建模计算，验算上部结构中砌体结构构件和混凝土结构构件的承载力现状。

经验算，1层、2层墙体的抗力和荷载效应之比小于0.90，墙体抗压承载能力不满足要求；3层墙体抗力和荷载效应之比小于1但大于0.95；墙体高厚比均不满足规范要求。各层混凝土梁、柱的抗力和荷载效应之比均小于0.90，承载能力不满足规范要求。

砂浆强度、混凝土强度较低，低于原设计强度等级，是主要墙体构件、混凝土构件验算承载能力不满足现行规范要求的主要原因。

4 抗震鉴定

该建筑物抗震类别划分为重点设防类。苏州市目前抗震设防烈度为7度(0.10g)，根据抗震设防分类标准[1]的相关规定，重点设防类应按高于本地区抗震设防烈度1度的要求加强其抗震措施，故该建筑物按8度标准进行抗震构造措施核查。

该建筑物建于1984年，后续使用年限按30年考虑，依据抗震鉴定标准[2]按A类建筑进行抗震鉴定。

4.1 地基和基础

该建筑物采用条形基础和柱下独立基础，经现场检查，该建筑地基基础现状无严重静载缺陷，按《标准》[2]规定，可不进行地基基础的抗震鉴定。

4.2 第一级抗震鉴定

建筑抗震鉴定标准[2]中第7.1.1条规定了内框架结构房屋抗震鉴定的适用范围，即只适用于丙类设防的内框架砖房。鉴于该建筑物的特殊性，其砌体部分可参照鉴定标准中A类砌体房屋相关要求进行抗震核查，框架部分可参照鉴定标准中A类钢筋混凝土房屋相关要求进行抗震核查。结合设计资料，根据现场检测结果对建筑物的抗震构造措施进行核查分析：

1)建筑物墙厚220 mm，竖向承重结构高度12.5 m，小于鉴定标准中限高13 m的要求；房屋高宽比约1.1，实测砖强度高于MU7.5，圈梁的高度h≥120 mm，以上各项均满足第一级鉴定的要求。

2)建筑物墙体布置在平面内未闭合、抗震横墙间距10.8 m，外墙及楼梯间四角未设置构造柱，砂浆强度最小值低于M1，均不满足鉴定标准的要求。

3)框架部分结构布置为单跨+悬挑结构，混凝土强度低于标准规定的C18限值，不满足鉴定标准的要求；经开凿混凝土检查，框架柱上下端均无箍筋加密区，实测箍筋规格φ6，不满足抗震鉴定标准6.2.4第2条的规定。该建筑物抗震构造措施核查不满足第一级鉴定的要求。

4.3 第二级抗震鉴定

根据第一级鉴定的结果，砌体部分应采用楼层平均抗震能力指数的方法进行第二级鉴定，楼层平均抗震能力指数：

βi=Ai/(Abiξ0iλ)

(1)

其中，βi,ξ0i,λ分别为第i层纵向或横向墙体平均抗震能力指数、抗震墙基准面积率、烈度影响系数；Ai，Abi分别为抗震墙在层高1/2处净截面积的总面积、第i楼层建筑平面面积。烈度影响系数λ按1.0采用，第二级鉴定结果见表4。

表4 砌体部分第二级鉴定结果

从表4中可知，房屋砌体部分横向、纵向墙体楼层平均抗震能力指数均不满足规范的要求。框架部分的第二级鉴定，按照A类钢筋混凝土房屋的规定，采用现行抗震设计规范[3]的方法进行。采用PKPM结构计算软件进行验算，结果表明，混凝土梁、柱构件的抗震承载能力不满足现行规范要求。

5 鉴定结果与处理建议

1)鉴定对象多数墙体承载能力不满足规范要求；各层混凝土柱、梁类构件承载能力均不能满足规范要求。可采取面层或板墙加固等方法提高墙体承载能力；可采取增大截面法、外包型钢法、粘钢板或碳布等方法对承载能力不满足要求的混凝土梁、柱构件进行加固。2)鉴定对象存在多处抗震措施不满足鉴定标准的要求，该工程不满足抗震鉴定要求。针对墙体布置在平面内未闭合，可采取增设墙段或增设现浇钢筋混凝土框形成闭合的方法进行加固；可增设外加柱，使构造柱的设置符合规范要求。增设抗震墙、翼墙、抗震支撑等抗侧力构件或将对应轴线的单跨框架改为多跨框架；针对箍筋配置不足的缺陷，可对混凝土柱构件采取粘贴碳布环向封闭箍的加固方法，提高混凝土柱延性。3)针对第一级鉴定存在的问题，采取相应的加固处理措施，加强房屋结构的整体性；对加固后的房屋，应验算其楼层综合抗震能力指数是否达到现行规范的要求。

6 结语

相同地震烈度下，内框架砖房的破坏情况比普通砌体结构房屋要严重，现有内框架砖房的抗震核查及鉴定结果也都表明，此类房屋的整体性、抗震性能较差[4]。因此，该类既有房屋的继续使用、装修改造及加固改造利用，均应以严格的安全和抗震鉴定为基础；对房屋存在的整体性连接缺陷、抗震构造措施不足、抗震承载力低下等重点问题，应采取科学合理、切实有效的加固措施予以解决。

[1] GB 50223—2008，建筑工程抗震设防分类标准[S].

[2] GB 50023—2009，建筑抗震鉴定标准[S].

[3] GB 50011—2010，建筑抗震设计规范[S].

[4] 清华大学,西南交通大学,北京交通大学土木工程结构专家组.汶川地震建筑震害分析[J].建筑结构学报,2008(4):1-9.

[5] GB 50292—1999，民用建筑可靠性鉴定标准[S].

[6] 程绍革,史铁花,戴国莹.现有建筑抗震鉴定的基本规定[J].建筑结构,2010,40(5):1-3.

Seismic detection and appraisal of the interior frame structure classroom building in Suzhou

Ai Yimou Tan Chuanlong

(SuzhouBuildingConstructionQualityInspectionandTestCentreCo.，Ltd，Suzhou215129，China)

Taking a three-storey classroom building of interior frame structure as an example, details and methods of field detection about brick house of interior frame structure was introduced, according to detection results and investigation, structural calculation was conducted and full seismic appraisal and analysis was completed. Finally, strengthening scheme of the structure was raised aiming at it’s defect.

brick house of interior frame structure， field detection， seismic appraisal， strengthening scheme

1009-6825(2016)32-0060-03

2016-09-07

艾亿谋(1983- )，男，工程师； 谭川龙(1990- )，男，助理工程师

TU317

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