【關(guān)鍵詞】學(xué)校建筑；抗震設(shè)計；加固思考

　　1 中小學(xué)校建筑存在的問題

　　目前教學(xué)樓存在的主要問題：1)沒有采取抗震構(gòu)造措施，砌體結(jié)構(gòu)無圈梁及構(gòu)造柱；2)有抗震設(shè)防，但抗震措施沒有達(dá)到《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011—2010)規(guī)定的要求；3)單面走廊砌體較多；4)樓梯間在兩端；5)砌體結(jié)構(gòu)縱墻承重；6)單跨框架結(jié)構(gòu)，兩方向剛度相差較大；7)施工質(zhì)量差，預(yù)制板無扒子筋，砌筑砂漿標(biāo)號低。

　　單面走廊砌體教學(xué)樓只有兩道縱墻，縱墻上門窗洞較多，對縱墻的削弱很大，且單面走廊砌體教學(xué)樓高寬比較大，由高烈度的地震作用產(chǎn)生的傾覆力矩所引起的彎曲應(yīng)力超過磚砌體抗拉強度時，磚墻就會開裂，是抗震性能稍差的一種結(jié)構(gòu)形式。

　　砌體結(jié)構(gòu)縱墻承重的教學(xué)樓數(shù)目也較多，唐山大地震中，縱墻承重的砌體結(jié)構(gòu)的破壞比橫墻承重、縱橫墻承重結(jié)構(gòu)的破壞都大。

　　單跨框架整體結(jié)構(gòu)缺乏贅余，沒有多道抗震防線。由于橫向跨度較大，梁截面尺寸較大，設(shè)計中不容易控制梁的配筋量及樓板對框架梁的承載力和剛度增大的影響，極易設(shè)計成強梁弱柱的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的延性和耗能能力大大降低，且兩個方向剛度相差較大，大震中容易倒塌。有的框架結(jié)構(gòu)在外廊的外側(cè)增加了一道框架柱，但由于兩排框架柱相鄰較近，不但沒有起到多道防線的作用，反而由于兩側(cè)剛度不均，在地震作用下容易造成扭轉(zhuǎn)破壞。

　　總之，由于經(jīng)濟水平的限制，目前我國中小學(xué)校舍中絕大部分為砌體結(jié)構(gòu)，而且許多無抗震設(shè)防，因此對砌體結(jié)構(gòu)的抗震加固就顯得尤為重要。

　　2 對教學(xué)建筑的抗震加固設(shè)計的思考

　　2.1 多層砌體結(jié)構(gòu)教學(xué)樓的震害

　　汶川地震的震害表明，教學(xué)建筑由于沒有抗震設(shè)防，或雖有抗震設(shè)防但設(shè)計及施工質(zhì)量不到位，造成許多房屋嚴(yán)重破壞或倒塌。

　　中小學(xué)多層結(jié)構(gòu)教學(xué)樓主要的抗側(cè)力構(gòu)件為磚墻，磚墻的間距一般較大，需要樓板、屋蓋有足夠的強度和剛度，以便傳遞水平地震力并限制墻體的水平位移。但目前校舍預(yù)制板與墻體無連接，板與板之間的連接不是鋼筋混凝土而是細(xì)石混凝土灌縫，在地震作用下，板無法起到傳遞地震力的作用，更無法限制墻體的位移，且還會在墻體間滑動或脫落，容易使樓體倒塌。很多教學(xué)樓縱橫墻無連接或連接較差、有的校舍無圈梁及構(gòu)造柱，使校舍在地震作用下外墻與內(nèi)墻拉脫進而失穩(wěn)倒塌；還有的校舍窗間墻尺寸較小、砌體強度差，在地震作用下發(fā)生剪切破壞，窗間墻產(chǎn)生斜裂縫或交叉裂縫，進而喪失承受豎向荷載的能力，造成樓體倒塌。

　　歷次地震表明，樓梯間在房屋兩端的房屋破壞最嚴(yán)重。89版《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》第五章多層砌體房屋中的第5.1.4條明確規(guī)定：樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處。樓梯間最外側(cè)的墻體由于沒有樓板約束并傳遞地震力，沒有其他墻體和這道墻共同工作，如遇地震作用，容易首先破壞，該道墻的破壞會導(dǎo)致樓梯的破壞，從而造成人員無法逃生。

　　2.2 加固設(shè)計需要特別注意的有關(guān)規(guī)定

　　《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》(GB50223—2008)第6.0.8條“教育建筑中，幼兒園、小學(xué)、中學(xué)的教學(xué)用房以及學(xué)生宿舍和食堂，抗震設(shè)防類別不低于重點設(shè)防類”，第3.0.3條“重點設(shè)防類，應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度一度的要求加強其抗震措施；但抗震設(shè)防烈度為9度時應(yīng)按比9度更高的要求采取抗震措施；地基基礎(chǔ)的抗震措施，應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。同時，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用。”根據(jù)上述條款，有一部分砌體結(jié)構(gòu)的教學(xué)樓在抗震設(shè)防類別變?yōu)橐翌惡�，其圈梁、�?gòu)造柱的設(shè)置位置及圈梁的配筋將不滿足規(guī)范要求，因此需在加固設(shè)計時結(jié)合所使用的加固方法考慮進行抗震加固。還有的砌體教學(xué)樓層數(shù)及高度超過了要求，也需進行抗震加固。

　　由于外廊式及單面走廊式砌體校舍抗震性能稍差，B類砌體應(yīng)根據(jù)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB50023—2009)第5.3.5條第2款第4項：“外廊式和單面走廊式的多層房屋，應(yīng)根據(jù)房屋增加一層后的層數(shù)，分別按本款第1)～3)項的要求檢查構(gòu)造柱或芯柱，且單面走廊兩側(cè)的縱墻均應(yīng)按外墻處理”的規(guī)定進行加固設(shè)計。

　　2.3 多層砌體結(jié)構(gòu)抗震加固設(shè)計

　　校舍的加固受限于校舍的實際情況，往往很難實現(xiàn)理想的加固方案，如外墻、樓地面的裝修完好，對于此種情況，宜著重檢查樓板的連接情況，扒子筋是否完好，板縫間是否用鋼筋混凝土填實以及樓板支承在梁或墻上的長度是否滿足規(guī)范要求等。優(yōu)先采用不破壞地面裝修的加固方案，如板下加支撐等，以減少樓板在拆除樓面的過程中的損傷。外墻已裝修完好的砌體校舍可采用單面鋼筋混凝土板墻的方法加固，在教室內(nèi)部增設(shè)板墻，避免破壞外裝修，盡量減少因加固而引起的不必要的浪費。

　　當(dāng)層數(shù)和總高度不超過規(guī)定，但墻體抗震承載力不滿足要求時，國標(biāo)圖集《房屋建筑抗震加固(一)(中小學(xué)校舍抗震加固)》(09SG619-1)推薦的加固方法有以下幾種：1)墻體所需要的抗震承載力與綜合抗震承載力的差值＜60%(墻體砌筑砂漿實際強度等級為M2.5和M5)、＜50%(墻體砌筑砂漿實際強度等級為M7.5)、＜45%(墻體砌筑砂漿實際強度等級為M10)時，可采用鋼筋混凝土板墻加固；單面板墻和雙面板墻加固方法的選擇主要受校舍加固條件的限制，其加固后的墻段提高系數(shù)相同。2)砌體墻經(jīng)計算，其綜合抗震承載力與現(xiàn)有校舍所需要的抗震承載力相差10%～70%時，且墻體砌筑砂漿的實際強度等級＜M2.5的砌體結(jié)構(gòu)，可采用鋼筋網(wǎng)砂漿面層法加固；由于單面鋼筋網(wǎng)砂漿面層對砌體強度的提高有限，且加固效果較差，對于抗震設(shè)防類別為乙類的中小學(xué)校舍，建議采用雙面鋼筋網(wǎng)砂漿面層法加固。3)實際圈梁和構(gòu)造柱布置不符合《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB50023—2009)要求或需要加強內(nèi)外墻連接整體性的校舍，可采用外加圈梁-鋼筋混凝土柱的加固方法。采用以上加固方法時，單面板墻及單面鋼筋網(wǎng)砂漿面層內(nèi)的配筋加強帶不能代替圈梁和構(gòu)造柱。

 

　　當(dāng)校舍總高度及層數(shù)超過規(guī)定限值時，應(yīng)采用改變結(jié)構(gòu)體系的加固方案。國標(biāo)圖集《房屋建筑抗震加固(一)(中小學(xué)校舍抗震加固)》(09SG619-1)介紹的改變結(jié)構(gòu)體系法有兩種方式：雙面普遍加鋼筋混凝土板墻形成組合墻的方法及增設(shè)一定數(shù)量的鋼筋混凝土單面或雙面板墻的方法。此時水平及豎向配筋加強帶均應(yīng)設(shè)置，且配筋宜按剪力墻結(jié)構(gòu)配筋，墻端、縱橫墻連接處及門窗洞口邊宜設(shè)置邊緣構(gòu)件。

　　對于獨立磚柱，當(dāng)其截面尺寸較小時，如采用較薄的鋼筋混凝土套加固，由于所增加的剛度有限，在地震作用下，其所承擔(dān)的地震力相對較小，在進行剪力分配時可忽略不計，只按組合磚砌體受壓構(gòu)件進行配筋的計算。

　　對于內(nèi)框架及空斗墻結(jié)構(gòu)的中小學(xué)校舍，由于其抗震性能較差，且即便經(jīng)過加固其抗震性能的提高依然有限，建議拆除。

　　2.4 加固設(shè)計及施工單位選擇的重要性

　　抗震加固受現(xiàn)有校舍的條件限制，對設(shè)計及施工的要求均較高，因此提高設(shè)計施工技術(shù)人員的整體素質(zhì)就顯得尤為重要。在調(diào)研中曾發(fā)現(xiàn)，新加固的建筑就沒有達(dá)到加固效果，主要原因是加固設(shè)計人員設(shè)計水平有限，沒有加固需加固的部位或沒有采用正確的加固方法。建議各省市應(yīng)根據(jù)具體情況，選擇有一定設(shè)計水平及施工經(jīng)驗的專門的單位進行加固設(shè)計及加固施工，避免由于設(shè)計及施工不當(dāng)而造成加固效果不佳或達(dá)不到預(yù)期效果的情況出現(xiàn)，避免國家財力、物力的損失。

　　3 結(jié)語

　　學(xué)校建筑的抗震加固設(shè)計及施工的意義特別重大，應(yīng)引起設(shè)計及施工人員的高度重視，認(rèn)真對待，并且應(yīng)熟悉相關(guān)規(guī)范的規(guī)定，避免錯誤的設(shè)計及施工造成有嚴(yán)重缺陷的結(jié)構(gòu)，以提高學(xué)校建筑的抗震性。

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