钱炜
【摘要】随着汶川地震后,学校类建筑由于其教室开间较大,学生在教学过程中人员密集,地震所造成的社会损失严重,国家将校舍抗震设防分类由原来的丙类提高到为乙类,对原有的校舍需要进行鉴定和加固,提高校舍抗震能力。该教学楼于1985年设计建造,使用期间经过多次扩建。本次鉴定加固目的是满足新的GB50011建筑抗震设计规范要求。
【关键词】建筑结构;鉴定;加固
1、鉴定部分
根据原档案中施工图纸并与现场实际勘察,该教学楼共4层,建筑高度14.4m ,房屋层数、高宽比、横墙间距及墙体布置等控制指标满足建筑抗震鉴定标准GB50023-2009的要求,该建筑为砖混与框架混合结构,且框架与砖混为错层, 结构体系不明确,砖混部分橫墙较少,砖混部分每层均设有圈梁,圈梁高度280mm。建筑外墙四角设有构造柱,墙体厚度为370。构造柱设置上,不满足《建筑抗震鉴定标准》第5.2.4-1条要求部分内墙与外墙交接处未设置构造柱,框架部分为单跨框架,楼板部分砖混与框架均为预制板,预制楼板构件最小支撑长度不满足《建筑抗震鉴定标准》第5.2.5条要求。建筑结构平面体型较为规则,本工程抗震设防烈度:七度;设计基本地震加速度:0.10g; 设计地震分组:第一组。调取原有地质勘探报告发现地基土为非液化 ;上部结构没有发现不均匀沉降裂缝和倾斜,地基基础满足《建筑抗震鉴定标准》的要求;楼梯间横墙和外墙按原有规范设计,并未设置通长筋,不满足现在的抗震规范要求;原有砖强度等级经过现成测量在MU7.5~MU5.0之间,砌筑砂浆M5.0。外观方面承重墙体表面良好,无开裂,无明显变形,梁、柱及节点主要受力部位的混凝土受力钢筋露筋未发现锈蚀、蜂窝、孔洞、夹渣、疏松、剥落等严重缺陷;构件主要受力部位未发现裂缝主体结构混凝土构件无明显变形、倾斜和歪扭。材料强度基本满足原设计要求。根据建筑抗震鉴定标准GB50023,判定为A类砌体,经综合抗震能力指数计算,综合了教育局的建议决定保留原有建筑并加固以满足抗震要求,加固后续使用年限为30年。
2、加固部分
根据新的GB50011建筑抗震设计规范要求,加固内容如下:
(1)该建筑为砖混与框架混合结构,不符合规范要求,属于两种结构体系,并且框架与砖混错层,属于楼板不连续,详见建筑抗震设计规范表3.4.3-1。加固采取设缝脱开形式,施工较为复杂,新增墙体不砌注到顶,须卸除荷载,在原有空心楼板中转孔浇铸混凝土圈梁,养护达到强度后方可楼板切断。
(2)根据建筑工程抗震设防分类标准GB50233-2008学校建筑列入乙类设防建筑,该建筑框架部分为单跨框架不符合建筑抗震设计规范6.1.5,加固方式分为加部分剪力墙和加出一跨,综合学校使用和施工难度考虑,加固采用加出一跨,并增相应基础。
(3)该建筑楼板采用空心预制楼板,预制楼屋盖构件连接不满足建筑抗震鉴定标准第5.2.5条要求,加固增加楼盖预制板支承长度。详图可参见15G611《砖混结构加固与修复图集》
(4)构造柱设置上,不满足《建筑抗震鉴定标准》第5.2.4-1条要求部分内墙与外墙交接处未设置构造柱,加固增设了构造柱,详图可参见15G611《砖混结构加固与修复图集》
(5)由于教室开间较大,属于横墙较少,为提高房屋整体承载力,墙体采用双面钢筋砂浆网面层加固方法,详图可参见图集09SG619-1《房屋建筑抗震加固图集》第45-55页。框架柱采取外粘型钢加固补强,提高其抗震能力,加固详图可参见图集13g311-1《混凝土结构加固构造》
(6)楼梯间墙体由于原有设计未设置通长筋,采取双面钢筋砂浆网面层加固方法进行补强。加固改造后该教学楼就立即投入学校教学中,目前使用正常。
3、鉴定加固设计的一些体会:
(1)先要尽可能找到原有设计施工图纸和原有地质勘探报告,可以找单位的基建部门,市县城市档案馆调档案,走访原建筑的设计人员了解情况,减少现场勘察的工作量。
(2)要多到现场勘察,不能仅凭原设计施工图纸进行鉴定,有很多建筑后期都经过的装修改造,有的装修改造变动了结构,有改变使用性质的,还有加层和扩建的,需要到现场多次勘察。
(3)七、八十年代国家还没有建立健全建筑施工监理制度,不是重点工程的情况下有施工质量不过关,有不按图施工的情况,需仔细现场勘察,但也有些工程虽然历经多年仍能满足使用要求,例如笔者曾经检测过蚌埠淮河铁路大桥桥墩虽历经近百年仍有C35的抗压强度。
(4)要熟悉规范的演化过程,知道有哪些改进,哪些在当时设计并没有考虑的问题,例如:抗震设计规范从TJ11-78(唐山地震)到GBJ11-89到GB50011-2001再到2008版(汶川地震)2010版,建筑结构荷载规范从TJ9-74(本工程原设计执行规范)到GBJ9-87再到GB50009-2001再到2006版2012版,混凝土结构设计规范从TJ10-74(本工程原设计执行规范)到GBJ10-89到GBJ10-93 再到GB50010-2002再到GB50010-2010。砌体结构设计规范是从原砖石结构设计规范GBJ3-73(本工程原设计执行规范)到GBJ3-88再到GB50003-2001再到GB50003-2011。了解原有工程设计执行的是什么时期的规范,对鉴定加固设计会有所帮助。
参考文献:
[1]《工业与民用建筑抗震设计规范》(TJ11-78)
[2]《建筑抗震设计规范》(GB5011-2010)
[3]《建筑结构荷载规范》(TJ9-74和GB50009-2012)
[4]《建筑抗震鉴定标准》(GB50023-2009)
[5]《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008)
[6]《建筑抗震加固技术规程》(JGJ116-2009)
[7]《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2013)
[8]《砌体结构加固设计规范》(GB50702-2011)
[9]《混凝土结构加固构造》(08SG311-1)
[10]《砖混结构加固与修复》(15G611)
[11]《混凝土结构后锚固技术规程》(JGJ145-2013)