摘要： 按老規(guī)范設(shè)計(jì)的砌體結(jié)構(gòu)未考慮抗震，使用年代過長會(huì)出現(xiàn)承載力不足的問題，需對(duì)原結(jié)構(gòu)按新規(guī)范進(jìn)行全面檢測和抗震鑒定。若鑒定結(jié)果表明該結(jié)構(gòu)不符合抗震要求，則需進(jìn)行加固。現(xiàn)結(jié)合一實(shí)際工程對(duì)加固設(shè)計(jì)方法做一全面論述，供工程實(shí)際中參考。
關(guān)鍵詞： 抗震加固設(shè)計(jì) 中小學(xué)校舍 砌體結(jié)構(gòu)
0引言
汶川地震中大量教學(xué)樓由于抗震能力不足而倒塌，造成了巨大的災(zāi)難和損失，為此，對(duì)學(xué)校建筑進(jìn)行抗震加固異常迫切。
2008年修訂的《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》將中小學(xué)校的教學(xué)樓、學(xué)生宿舍、食堂等教學(xué)用房，由原來的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類提高到重點(diǎn)設(shè)防類。按老規(guī)范建造的很多砌體結(jié)構(gòu)建造時(shí)未考慮抗震設(shè)防，長時(shí)間使用后原結(jié)構(gòu)又會(huì)出現(xiàn)不同程度的老化。結(jié)構(gòu)承載力進(jìn)一步降低，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)安全，若要繼續(xù)使用，需對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面檢測和抗震鑒定，且按照新規(guī)范進(jìn)行驗(yàn)算并加固。
1抗震加固設(shè)計(jì)原則
�、賰�(yōu)先采用增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體抗震性能的方案；②改善構(gòu)件的受力狀況（如框架結(jié)構(gòu)經(jīng)加固后宜盡量消除強(qiáng)梁弱柱不利于抗震的受力狀態(tài)）；③加固或新增構(gòu)件的布置宜使加固后結(jié)構(gòu)質(zhì)量和剛度分布較均勻、對(duì)稱；④加強(qiáng)抗震薄弱部位的抗震構(gòu)造措施；⑤新增構(gòu)件和原有構(gòu)件之間應(yīng)有可靠連接；⑥新增的抗震墻、柱等豎向構(gòu)件應(yīng)有可靠的基礎(chǔ)；⑦女兒墻等易倒塌傷人的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件不符合鑒定要求時(shí)，宜拆除或拆矮。
2抗震加固設(shè)計(jì)方法
2.1 新增圈梁、構(gòu)造柱加固74、78規(guī)范根據(jù)震害調(diào)查結(jié)果，明確現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋不需要設(shè)置圈梁。89規(guī)范和2001規(guī)范均規(guī)定，現(xiàn)澆或裝配整體式鋼筋混凝土樓、屋蓋與墻體有可靠連接的房屋，允許不另設(shè)圈梁，但為加強(qiáng)砌體房屋的整體性，樓板沿抗震墻體周邊均為加強(qiáng)配筋并應(yīng)與當(dāng)構(gòu)造柱或芯柱設(shè)置不符合鑒定要求時(shí)，應(yīng)設(shè)置外加構(gòu)造柱；當(dāng)墻體采用雙面鋼筋網(wǎng)砂漿面層或鋼筋混凝土板墻加固，且在墻體交接處設(shè)置相互可靠拉結(jié)的配筋加強(qiáng)帶時(shí)，可不另設(shè)構(gòu)造柱。當(dāng)層高較大時(shí)，對(duì)縱橫承重體系的外縱墻，無構(gòu)造柱的承重窗間墻宜設(shè)置鋼筋混凝土組合柱。當(dāng)圈梁設(shè)置不符合鑒定要求時(shí)，應(yīng)設(shè)置圈梁；外墻圈梁宜采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土外加圈梁，內(nèi)墻圈梁可用鋼拉桿或在進(jìn)深梁端加錨桿代替，錨桿與圈梁或構(gòu)造柱應(yīng)可靠連接；當(dāng)采用雙面鋼筋網(wǎng)砂漿面層或鋼筋混凝土板墻加固，且在樓層上下兩端增設(shè)加強(qiáng)帶時(shí)可不另設(shè)圈梁。
2.2 寬度過小或抗震能力不足墻段加固窗間墻寬度過小或抗震能力不滿足要求時(shí)，可增設(shè)鋼筋混凝土窗框或采用鋼筋網(wǎng)砂漿面層、板墻等加固。對(duì)于支承大梁等的墻段抗震能力不滿足要求時(shí)，可增設(shè)組合柱、鋼筋混凝土柱或采用鋼筋網(wǎng)砂漿面層、板墻加固。跨度不小于6m的大梁，不應(yīng)由獨(dú)立磚柱支承。支承懸挑構(gòu)件的墻體不符合鑒定要求時(shí)，宜在懸挑構(gòu)件端部增設(shè)鋼筋混凝土柱、鋼柱或砌體組合柱加固，并對(duì)懸挑構(gòu)件進(jìn)行復(fù)核，復(fù)核后如不滿足要求，也應(yīng)對(duì)懸挑構(gòu)件進(jìn)行加固。隔墻無拉結(jié)或拉結(jié)不牢，可采用埋設(shè)鋼夾套、增設(shè)錨筋或鋼拉桿加固；當(dāng)隔墻過長、過高時(shí)，可采用鋼筋網(wǎng)砂漿面層或其他有效措施進(jìn)行加固。出屋面的樓梯間、電梯間和水箱間不符合鑒定要求時(shí)，可采用鋼筋網(wǎng)砂漿面層或外加柱加固，其上部及下部應(yīng)與原結(jié)構(gòu)構(gòu)件可靠連接。出屋面的煙囪、無拉結(jié)女兒墻、門臉等超過規(guī)范規(guī)定的高度時(shí)，宜拆除、降低高度或進(jìn)行可靠加固。
2.3 超高、超層磚混校舍加固當(dāng)校舍層數(shù)滿足《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GB50023-2009的限值，總高度超過限值的1.2倍及以上時(shí)，宜采用改變體系的加固方案；當(dāng)校舍總層數(shù)滿足規(guī)定限值，總高度沒有超過規(guī)定限值的1.2倍時(shí)，可不改變結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)采取加強(qiáng)措施，確保結(jié)構(gòu)安全。改變結(jié)構(gòu)體系有以下兩種形式：雙面普遍加鋼筋混凝土板墻形成組合墻的方法。增設(shè)一定數(shù)量的鋼筋混凝土單面或雙面板墻的方法，混凝土板墻厚度單面不小于140mm，雙面合計(jì)不小于140mm，且結(jié)構(gòu)全部地震作用分別由兩個(gè)方向增設(shè)的鋼筋混凝土板墻承擔(dān)，并應(yīng)計(jì)入豎向壓應(yīng)力滯后的影響，墻體配筋按混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)計(jì)算確定（原砌體墻不承擔(dān)地震作用）。
2.4 樓梯間加固根據(jù)有關(guān)資料對(duì)汶川地震中砌體結(jié)構(gòu)樓梯間的震損分析，可知樓梯間平面不規(guī)則、樓梯間墻體約束拉結(jié)措施不足等是導(dǎo)致砌體結(jié)構(gòu)樓梯間在地震中嚴(yán)重破壞的主要原因。對(duì)于樓梯間在兩端的單面走廊砌體校舍，樓梯間山墻宜采用雙面板墻或雙面鋼筋網(wǎng)砂漿面層加固，另一側(cè)樓梯間采用單面板墻或雙面鋼筋網(wǎng)砂漿面層加固，當(dāng)山墻裝修完好時(shí)，也可在山墻內(nèi)側(cè)采用單面板墻加固；對(duì)于在砌體校舍中部的樓梯間，可在樓梯間外側(cè)加單面板墻，或采用雙面鋼筋網(wǎng)砂漿面層加固樓梯間墻體，條件許可時(shí)也可采用雙面板墻加固。
2.5 預(yù)制板支座加固砌體房屋樓、屋蓋的抗震構(gòu)造要求，包括樓板擱置長度，樓板與圈梁、墻體的拉結(jié)，屋架（梁）與墻、柱的錨固、拉結(jié)等等，是保證樓、屋蓋與墻體整體性的重要措施。除疊合樓板外，預(yù)制混凝土樓板在受力上屬于簡支板，一般只需在板端底單面進(jìn)行增設(shè)角鋼加固。
3工程實(shí)例
3.1 工程概況本工程為某中學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓的加固工程，為五層磚混結(jié)構(gòu)，建筑面積3987.76m^U2^U，建于1986年。該工程原設(shè)計(jì)樓、屋蓋采用預(yù)制鋼筋混凝土樓板，墻下基礎(chǔ)采用條形混凝土基礎(chǔ)。根據(jù)建設(shè)單位鑒定結(jié)果為教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓磚墻度、砂漿強(qiáng)度、門窗間墻寬度、承重外墻盡端至門窗洞邊的最小距離、構(gòu)造柱設(shè)置及預(yù)制板搭接不滿足國家相關(guān)規(guī)范要求，并且局部墻體有空臌、酥堿現(xiàn)象，需進(jìn)行抗震加固處理。本工程加固使用年限為30年，到期后，若重新進(jìn)行的可靠性鑒定認(rèn)為該結(jié)構(gòu)工作正常，仍可繼續(xù)使用。未經(jīng)技術(shù)鑒定或設(shè)計(jì)許可，不得改變加固后結(jié)構(gòu)的用途和使用環(huán)境。
3.2 加固施工方法及材料
3.2.1 新增構(gòu)造柱加固按國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50023-2009）增設(shè)構(gòu)造柱，加固范圍從基礎(chǔ)頂?shù)轿菝姘屙敾蚺畠簤敗Ｐ略鰳?gòu)造柱縱筋植入原基礎(chǔ)，植筋深度滿足規(guī)范要求。新增縱筋遇樓板（或梁）時(shí)植筋穿過，新增縱筋在屋面處的錨固參見《09SG619-1》或植入原圈梁。
3.2.2 抗震綜合系數(shù)、窗間墻長度不滿足和超高超層板墻加固
對(duì)該建筑物所有墻體采用單面80mm或雙面140mm厚的鋼筋混凝土灌漿料板墻加固。板墻宜按下列順序施工：原有墻面清底、鉆孔并用水沖刷，孔內(nèi)干燥后安設(shè)錨筋并鋪設(shè)鋼筋，澆水濕潤墻面，澆筑混凝土并養(yǎng)護(hù)，墻面修飾，遇門窗洞口或黑板，四角附加鋼筋。將墻面摸灰層清除干凈至磚墻面，用清水將磚面清洗干凈，鉆孔，空內(nèi)充滿結(jié)構(gòu)膠，固定好鋼筋網(wǎng)，穿螺桿與鋼筋網(wǎng)綁扎并焊好，將內(nèi)墻面螺桿部位灰層清除，澆灌混凝土灌漿料，擰緊螺栓并焊死，將內(nèi)墻面用M10水泥砂漿及面層涂料修補(bǔ)好。原墻面堿蝕嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)先清除松散部分并用1：3抹面，已松動(dòng)的勾縫砂漿應(yīng)剔除。在墻面鉆孔時(shí)，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求先畫線標(biāo)出錨筋（或穿墻筋）位置，并應(yīng)采用電鉆在磚縫處打孔，穿墻孔直徑宜比S形筋大2mm，錨筋（穿墻筋）植筋宜采用錨筋（或穿墻筋）直徑的1.5~2.5倍，其孔深宜為100~120mm，錨筋（或穿墻筋）插入孔洞后可采用水泥基灌漿料、水泥砂漿等填實(shí)。
3.2.3 預(yù)制板端加固所有教室或房間、走廊作為預(yù)制板支座的墻或梁使用L75X6角鋼進(jìn)行加固，角鋼表面刷防銹漆兩道，面漆兩道。
3.3 加固效果加固后該教學(xué)樓通可滿足現(xiàn)行抗震規(guī)范和鑒定標(biāo)準(zhǔn)的重點(diǎn)設(shè)防類要求，實(shí)現(xiàn)了加固目標(biāo)。
4結(jié)束語
本文結(jié)合筆者所設(shè)計(jì)的工程實(shí)例對(duì)中小學(xué)校舍抗震加固常用方法進(jìn)行了總結(jié)。中小學(xué)校舍抗震加固應(yīng)嚴(yán)格按照《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GB50023增設(shè)抗震措施，采取多道防線，提高學(xué)校建筑的整體抗震性能。
參考文獻(xiàn)：
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