苏州某厂房抗震性能检测与分析

黄鹏宇 ，张文力 （苏州建设工程质量检测中心有限公司，江苏 苏州 215129）

0 前言

地震是一种瞬时突发性且破坏性极强的社会灾害，几十秒的地震就能造成大量的房屋倒塌、人员伤亡，因此提升建筑物的抗震性能对于降低地震灾害影响具有重要意义。目前我国地震灾害发生次数较为频繁，为进一步提升建筑结构的抗震能力，我国颁布实施了新版《中国地震动参数区划图》，部分区域的抗震设防烈度发生了改变。然而，一些既有建筑结构由于建设年代较早，原设计依据标准偏低，加之耐久性及结构已有损伤等因素影响，因此其抗震性能不可过高估计，同时为确保广大人民的人身安全，有必要对一些年代较久的既有建筑进行抗震性能分析[1-2]。

本文将以苏州某厂房为例，通过现场调查检测对现有结构进行安全抗震计算，分析结构安全抗震性能，并给予鉴定结果以及加固建议。

1 工程概况

苏州某厂房位于苏州市姑苏区，约建造于上世纪八十年代，属既有建筑物，主体结构地上三层，采用砖混结构承重，楼面采用预制混凝土空心板，坡屋面，建筑面积约为180m2，该厂房立面图如图1所示。

2 现场调查及检测

2.1 结构外观质量检查

图1 厂房立面图

经现场调查发现，部分墙体存在粉刷层剥落、破损以及渗漏水等问题，如图2～4所示。屋面部分区域存在破损、塌陷等问题，如图5所示。此外，混凝土构件未发现明显破损、露筋现象；结构构件表面未发现有可见结构性裂缝，结构节点处未发现工作异常和明显变形。

图2 墙体粉刷层风化、剥落

图3 墙体破损

图4 墙面渗漏水图

图5 屋面塌陷、破损

2.2 构件截面尺寸及钢筋配置检测

根据《建筑结构检测技术标准》（GB50344-2004）[3]要求，通过采用钢卷尺、激光测距仪以及钢筋位置测定仪等仪器，对不同构件截面尺寸以及钢筋配置进行了抽样检查。由于该建筑物相关设计资料缺失，故构件截面尺寸以及配筋的计算数据时依据实测数据进行归并取值。

2.3 材料强度检测

本文通过采用贯入法对砌筑砂浆强度进行了检测，依据《贯入法检测砌筑砂浆强度技术规程》（JGJ/T136-2017）[4]计算得出了砂浆强度推定值：其中墙体砌筑砂浆强度约在2MPa～5MPa，砖柱砌筑砂浆强度约在4MPa～5MPa。通过回弹法对烧结粘土砖抗压强度进行了检测，得出其抗压强度平均值约在10MPa～13MPa。现期混凝土抗压强度经钻芯法测得均大于25MPa。

3 结构计算及分析

3.1 计算参数取值

对于砌筑砂浆强度，其设定参数按实测值最小值取值，具体各材料参数取值如表1所示。针对荷载布置以及取值，本文结合《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）[5]以及现场情况进行确定，如表2所示。

材料强度取值表 表1

荷载取值表 表2

3.2 结构承载力验算

本文通过采用PKPM计算软件，对厂房结构承载力进行了验算。经计算发现，承载力偏低的构件主要在于一层部分砖柱以及一层部分墙体。材料相关强度偏低、结构上的多处墙体拆改以及整体性构造、连接等存在缺陷和损伤均是造成一层部分构件承载力不足的主要原因。

4 抗震计算及分析

4.1 抗震参数取值

该建筑物使用功能为办公楼，根据《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）[7]中相关规定，该工程抗震设防类别应划分为标准设防类，即丙类。标准设防类应按本地区抗震设防烈度的要求确定其抗震措施和地震作用，故本工程按7度标准进行抗震措施核查。由于该建筑物建于上世纪80年代，故后续使用年限采用30年，属于A类建筑。

4.2 场地、地基和基础

经现场调查可知，该建筑上部结构未发现明显的倾斜和不均匀沉降的变形现象，该建筑上部结构表面未发现明显的沉降裂缝。根据相关规定，该建筑地基基础现状无严重静载缺陷，可不进行地基基础的抗震检测。

4.3 抗震鉴定（第一级鉴定）

根据现场勘察情况，对该建筑按A类建筑（丙类设防、砌体结构、7度核查）进行抗震措施鉴定，主要针对砌体房屋高度以及层数、房屋结构体系、平、立面和墙体布置规则性等方面进行鉴定检测，主要在以下几点发现存在不满足鉴定标准问题：

①由《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）[8]可知，抗震横墙间距应≤10m，而实测房屋三层抗震横墙最大间距为13.2m，不满足鉴定标准；

②对于跨度不小于6m的大梁，不宜由独立砖柱支承，乙类设防时不应由独立砖柱支承，实测中有独立砖柱支承现象，不满足鉴定标准；

③内外墙楼盖、屋盖处，均未设置圈梁，房屋局部尺寸不满足规定。

4.4 抗震鉴定（第二级鉴定）

根据标准[8]相关规定，对于A类砌体房屋，现有结构体系、圈梁布置和构造极易引起局部倒塌的结构构件不符合第一级鉴定的房屋，可采用平面结构的楼层综合抗震能力指数进行第二级鉴定。楼层综合抗震能力指数应按式（1）～（2）计算：

式中：βci为平面结构楼层综合抗震能力指数；Ψ1为体系影响系数；Ψ2为局部影响系数；βi为楼层平均抗震能力指数；Ai为第i层横向或纵向抗震墙在层高1/2处净截面积的总面积；Abi为第i层楼层建筑平面总面积；ξ0i为第i层横向或纵向抗震墙基准面积率。

由上式结合PKPM计算所得检测结果如表3所示。根据相关规定，当楼层综合抗震能力指数小于1.0时，应采取加固或其他相应措施。由表可知，1层横向、2层横向以及3层纵向综合抗震能力指数均小于1.0，故建筑物楼层综合抗震能力指数不满足抗震鉴定标准的要求。图6为计算采用模型图。

5 鉴定结果与建议

通过对以上抗震鉴定结果进行总结分析，发现该建筑主要存在以下问题：①该建筑部分构件承载力不满足安全性要求；②墙、梁以及柱等构件设置不满足鉴定标准要求；③该建筑三层抗震横墙间距不满足抗震鉴定标准的要求；④建筑物楼层综合抗震能力指数不满足抗震鉴定标准的要求。

综合抗震能力指数验算结果 表3

图6 计算模型图

对于以上存在的问题，可采取面层或板墙加固等方法对承载力不满足的构件进行加固处理，或通过增设圈梁或增设构造柱等方法可提升结构抗震能力。加固方案确定后，可通过PKPM计算分析软件对加固后建筑进行抗震验算，核查楼层综合抗震能力指数是否达到相关要求[9]。

6 结论

本文通过采用现场检测结合PKPM软件计算分析的方法，对苏州某厂房抗震性能进行了抗震分析。经现场检测发现，由于建造年代较久，该建筑部分构件外观出现损伤；通过总结分析各楼层综合抗震能力指数发现，该建筑楼层综合抗震能力指数不满足抗震鉴定标准的要求，对此提出了加固建议，并为类似工程抗震鉴定提供借鉴参考。