新國標下某砌體教學樓抗震鑒定實例分析

      [摘要]建筑物抗震鑒定對于抗震減災意義重大。為改善我國在新施行的《抗震鑒定標準》GB50023-2009應用經(jīng)驗不足的問題,本文通過對河北省任丘市某已建砌體教學樓進行進行抗震鑒定實例分析,說明抗震鑒定的目的、依據(jù)、內容等,對比新舊國標的差異,利用新國標判斷其綜合抗震能力,希望能夠彌補目前應用新國標進行抗震鑒定方面的空白,以便類似工程借鑒,服務于工程建設,也為以后的相關項目提供參考。

  [關鍵詞]抗震能力;抗震鑒定;實例;新國標;砌體結構

  

  1引言

  對世界范圍內的強烈地震的統(tǒng)計分析表明,全球地震主要集中在兩個大的地震構造系范圍內,即環(huán)太平洋地震構造系和位于北緯20º~50º之間的大陸地震構造系。我國位于世界兩大地震構造西的交匯區(qū)域,歷史上就是地震多發(fā)的國家之一。2008年5月12日14時28分,四川汶川發(fā)生8.0級大地震,震中位于阿壩州汶川縣,距離震中200km范圍內的鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有震害。這次地震造成了巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失,據(jù)民政部報告,截至2009年5月25日10時,共遇難69227人,受傷374643人,失蹤17923人,直接經(jīng)濟損失達8452億元。在財產(chǎn)損失中,房屋損失所占比例大,民房和城市居民住房的損失占總損失的27.4%。包括學校、醫(yī)院和其他非住宅用房的損失占總損失的20.4%。初步調查統(tǒng)計顯示,汶川地震已造成650多萬間房屋倒塌,2300多萬間房屋損壞。隨著我國經(jīng)濟和建筑科學技術的發(fā)展,國家對建筑安全使用的標準日益提高。由中國建筑科學研究院新修訂的《建筑抗震鑒定標準》國家標準于2009年7月1日起正式實施。新標準對現(xiàn)有建筑的抗震設防提出明確目標:經(jīng)過鑒定加固的建筑,在規(guī)定的后續(xù)使用年限內達到“小震不壞,中震可修,大震不倒”的要求。

  建筑抗震鑒定是通過檢查現(xiàn)有建筑的現(xiàn)狀、施工質量和使用狀況,按規(guī)定的抗震設防要求,對其在地震作用下的安全性進行評估。建筑物進行抗震鑒定的目的是為了判明其抗震能力、評估地震時的破壞程度,為是否需要進行抗震加固或采取其它防震減災措施提供依據(jù)。砌體結構是我國農(nóng)村地區(qū)建筑工程使用最廣泛的一種結構形式。歷次較大地震災后調查均表明,由于對砌體結構的抗震設計不利,易造成較大人員財產(chǎn)損失。特別是在人員相對集中的鄉(xiāng)村學校災情嚴重。因此,對地震區(qū)多層砌體房屋的抗震鑒定具有十分重要的意義。

  筆者由某建科院了解到的大量相關資料,通過抗震鑒定實例,對按新國標鑒定的過程、內容及遇到問題的處理進行分析說明和總結,提出若干新見解供工程技術人員參考。

  2建筑結構抗震鑒定

  我國之前抗震鑒定依據(jù)的標準是《建筑抗震鑒定標準》GB50023-95,就是“結構綜合抗震能力二級鑒定方法”。所謂第一級鑒定是指以宏觀控制和構造鑒定為主的抗震能力鑒定,第二級鑒定指以構件抗震承載力驗算為主并結合構造影響系數(shù)的鑒定。“兩級鑒定”概念的引入,通過對房屋的外觀質量、結構體系、材料強度、配筋構造、填充墻等與主體結構的連接,以及構件的抗震承載力進行綜合分析,使相當一部分現(xiàn)有建筑,可采用簡單的第一級方法進行抗震鑒定,少數(shù)第一級鑒定不能通過的房屋,則繼續(xù)采取第二級鑒定予以判斷。

  我國目前抗震鑒定依據(jù)的標準是《建筑抗震鑒定標準》GB50023-2009(以下簡稱“標準”)。其主要修訂內容是:1)擴大了原鑒定標準的適用范圍,即擴大到已投入使用的現(xiàn)有建筑。2)依據(jù)現(xiàn)有建筑設計使用年代及原設計依據(jù)規(guī)范的不同,將其劃分為后續(xù)使用年限分別為30年、40年、50年三個檔次,并相應給出了A、B、C三類建筑抗震鑒定方法;后續(xù)使用年限的提出明確了現(xiàn)有建筑的抗震設防目標。3)適度提高了學校等乙類建筑的抗震鑒定標準!

  2.1工程概況

  某學校教學樓位于河北省任丘市梁召鎮(zhèn),為三層磚混結構房屋,平面形式呈“一”型,現(xiàn)總建筑面積2019m²。該建筑始建于1998年,后續(xù)使用年限按40年考慮,屬B類建筑。該建筑作為學校教學樓使用,抗震設防類別為乙類,任丘市區(qū)抗震設防烈度為7度(0.15g)。該建筑地上三層,層高3.6m,無地下室,無錯層且立面剛度無變化,總高度10.8m。樓板結構采用預應力混凝土空心板,預制鋼筋混凝土過梁,大梁、樓梯及雨棚等為現(xiàn)澆。各層外墻厚度為370mm,內墻厚度為240mm。經(jīng)現(xiàn)場檢測,該建筑磚的強度等級為MU10,砂漿強度等級:一層M3.0,二層M1.5,三層M0.8,采用回彈法檢測其混凝土強度等級:一~三層為C25。

  2.2抗震措施鑒定

  現(xiàn)場勘察現(xiàn)狀如下:1.縱橫墻交接處未發(fā)現(xiàn)拉結鋼筋。2.主梁下沒有混凝土梁墊,未設置構造柱。3.樓板屋面板為預制裝配式結構。4.走道欄桿錨固銹蝕。5.門窗邊、墻體、梁板出現(xiàn)裂縫。6.墻體,板面抹灰脫落。7.挖開一處基礎,地基基礎現(xiàn)狀未發(fā)現(xiàn)腐蝕、浸泡、裂縫等損傷狀況。

  該建筑位于7度抗震有利地段,依據(jù)«建筑抗震鑒定標準»第4.1.1條,可不進行場地對建筑影響的抗震鑒定。地基基礎現(xiàn)狀無嚴重靜載缺陷,依據(jù)«建筑抗震鑒定標準»第4.2.2條,地基基礎現(xiàn)狀無嚴重靜載缺陷的乙類建筑,不需進行地基基礎的抗震鑒定。

  按照“標準”對房屋進行的抗震措施鑒定表明,有以下幾點不符合鑒定標準的要求:1)承重外墻盡端至門窗洞邊最小距離僅為1m,不滿足要求。2)該建筑未發(fā)現(xiàn)設置構造柱,不符合要求。3)該建筑未發(fā)現(xiàn)設置圈梁,不符合要求。4)該建筑未發(fā)現(xiàn)設置墻體拉結鋼筋,不符合要求。

  2.3抗震承載力驗算

  該建筑始建于1998年,其后續(xù)使用年限按40年考慮,屬B類建筑;本教學樓層高相當且規(guī)則均勻,根據(jù)《建筑抗震鑒定標準》5.3.18各層層高相當且較規(guī)則均勻的B類多層砌體房屋可采用樓層綜合抗震能力指數(shù)的方法進行驗算。在抗震承載力驗算中,所使用的材料強度均由現(xiàn)場實地檢測獲得。樓層綜合抗震能力指數(shù)和平均抗震能力指數(shù)按下式計算:

  βci=φ1φ2βi(1)βi=Ai/(Abiξoiλ)(2)

  式中:βi為第i樓層的縱向或橫向墻體平均抗震能力指數(shù);Ai為第i樓層的縱向或橫向抗震墻在層高1/2處凈的總面積,其中不包括高寬比大于4的墻段截面面積;Abi為第i樓層的建筑平面面積;ξoi為第i樓層的縱向或橫向抗震墻的基準面積率,按“標準”附錄B采用或者按“標準”條文說明中203頁的公式(1)計算;λ為烈度影響系數(shù),7度(0.15g)時B類建筑按1.5采用;βci為第i樓層的縱向或橫向墻體綜合抗震能力指數(shù);φ1為體系影響系數(shù);φ2為局部影響系數(shù)。