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关键词:砌体结构;抗震加固改造;抗震构造措施;改造设计
相应规范:《建筑抗震设计规范》(gb 50011-2010)
《砌体结构设计规范》(gb 50003-2011)
《建筑抗震鉴定标准》(gb 50023-2009)
0引言
医疗建筑属于防灾救灾重点建筑,根据《建筑工程抗震设防分类标准》属于乙类建筑。要求在遇到地震时使用功能不能中断或需尽快恢复。乙类建筑,地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求;抗震措施,一般情况下,当抗震设防烈度为6~8度时,应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求,当为9度时,应符合比9度抗震设防更高的要求;地基基础的抗震措施,应符合有关规定。对较小的乙类建筑,当其结构改用抗震性能较好的结构类型时,应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震措施。
对大连某医院的砖混门诊楼进行抗震鉴定和结构加固改造设计。
1 原建筑结构概况
大连某医院门诊楼修建于1984年并投入使用。主体为5层砖混结构,建筑面积约3000㎡,至今未进行过加固改造。当初设计时根据《建筑抗震设计规范》(gbj-89)大连地区属于7度抗震设防地区,但并未按照提高一度的要求采取抗震措施。
门诊楼主体长33.9米,宽12.0米,高19.8米,层高3.3米(建筑平面见图1),局部有出屋面楼梯间。承重墙均采用烧结普通页岩实心砖,外墙为370mm,内墙均为240mm。墙体在楼层标高处隔层设置圈梁,主体四角,楼梯间四角,横墙与外墙交接处隔开间设置构造柱。房屋楼(屋面)板采用现浇钢筋混凝土楼板。墙下采用毛石条形基础,设有地圈梁,地面粗糙度为c,场地类别ⅱ类。
2 房屋抗震鉴定
工程采用b类建筑抗震鉴定方法;按抗震设防类别划分为乙类建筑;抗震设防烈度为7度。根据《建筑工程抗震设防分类标准》(gb50223-2008)第4.0.3.2条款规定:医疗建筑属于需要提高设防标准的建筑。因此,应该按照设防烈度8度要求核查抗震构造措施,并按7度,0.15g验算其主体的地震作用。
第一级鉴定:本工程为5层建筑,高度为19.8米,满足《抗规》7.1.2条规定。由于本建筑同一楼层内开间大于4.2米的房间面积占本层总面积的40%以上,属于横墙较少房屋。因此根据《抗规》7.3.1-3条对本建筑按增加一层要求设置构造柱。基础和地基经检测未发现问题。虽然纵横墙对称均匀布置,沿轴线平面内对齐,且沿竖向上下连续,未有局部退台的布局,但不符合“房屋的端部和转角处不宜设置楼梯间”的要求,房屋的整体性连接局部不符合要求,加强整体性的结构抗震构造措施不合格。
经现场观察检查发现,房屋存在以下几点损坏情况:1.外墙皮破损脱落;2.女儿墙与屋面板间有明显的缝隙;3.墙体存在竖向裂缝、斜裂缝、窗口墙体裂缝的现象;4.砂浆有松动现象。
房屋按图纸施工,现场情况与原图纸完全相符。对主体进行整体结构计算分析,平面荷载按房屋改造后要求重新输入。采用pkpm2010进行计算。经验算,根据计算数据得出房屋主体满足抗震要求,局部存在不满足抗震要求的现象。
综合抗震第一、二级鉴定和抗震承载力验算结果,该房屋整体满足抗震设计要求,局部存在不满足抗震承载力《建筑抗震鉴定标准》(gb 50023-2009)(简称鉴定标准)要求的现象,需要进行加固处理。
3.房屋抗震加固及改造
根据计算结果和房屋存在的问题采取以下方法进行加固处理:1.将原有女儿墙进行拆除,采取植筋的方法重新制作混凝土女儿墙;2.将原外墙皮全部铲除,采用40mm厚、强度为m15的砂浆面层,采用直径为6mm的钢筋网@400x400加固外墙;3.对不涉及结构安全的裂缝,根据情况采用灌浆法、填缝封闭修补法等方式进行修补。4.对局部不满足承载力要求的墙垛采用双面混凝土墙加固方法。同时采用拉结筋,将两侧混凝土墙收紧,对原有砖墙体起到箍的作用,提高承载力。对不方便采用双面混凝土墙加固的位置采取增加构造柱的做法,留出马牙槎整体浇筑混凝土,同时从构造柱伸出钢筋插入原墙垛内。
4.结论
【关键词】:中小学校舍,抗震鉴定,多层框架,抗震加固,屈服支撑
1.引言
汶川地震中,中小学校舍破坏严重,学生伤亡人数较多。而现有中小学校舍相当一部分未考虑抗震设防,有些虽然考虑了抗震设防,但不能满足重点设防类设防要求。因此对现有中小学校舍进行抗震鉴定和加固是必要的。
2.工程概况
本工程为建于20世纪90年代的某中学教学实验楼。五层框架结构,层高3.6米。室内外高差0.6米,女儿墙高1.0米。总高度18.6米。
基础:地基采用水泥深层搅拌桩加固,加固后地基土承载力为130kPa,基础采用柱下条形基础
结构体系:本工程采用钢筋混凝土框架结构体系。
楼盖:采用120厚预应力空心板,局部采用100厚钢筋混凝土现浇板。屋面采用80厚钢筋混凝土现浇板
本工程位于7度区,0.1g,IV类场地,抗震设防类别为乙类。
3.抗震鉴定
B类多层框架房屋应根据所属的抗震等级进行结构布置和构造检查,并应通过内力调整进行抗震承载力验算;或按照A 类钢筋混凝土房屋计入构造影响对综合抗震能力进行评定。
3.1抗震措施鉴定
根据现场检测,本建筑混凝土梁、柱及其节点的混凝土仅有少量微小开裂或局部剥落,钢筋无漏筋、锈蚀;填充墙无明显开裂或与框架脱开;主体结构构件无明显变形、倾斜或歪扭。本建筑抗震措施鉴定可根据结构体系、材料、框架梁柱节点配筋和构造、钢筋接头和锚固、非结构构件五个方面进行。按照抗震鉴定标准的要求,逐项检查,第一级鉴定见表1
综合表3.1,可得该房屋抗震措施鉴定中部分抗震措施不满足《鉴定标准》的要求,主要包括:
1) 粱加密区箍筋直径
2) 柱箍筋体积配箍率
3)填充墙构造
3.2抗震承载力验算
采用《建筑抗震设计规范》GB50011的规定的方法进行抗震承载力验算。利用中国建筑科学研究院提供的PKPM软件进行地震力计算、截面验算。
3.2.1水平位移、轴压比和周期
地震荷载作用下X向和Y向的最大层间位移角分别为1/607和1/423,X向和Y向的最大层间位移和平均层间位移比分别为1.05和1.31。结构模型前3个振型计算周期见表2。结构扭转效应明显。
表2结构分析主要结果
3.2.2.构件承载力
经验算柱轴压比基本满足。部分现有框架柱、梁承载力不满足要求。
3.3鉴定结论
抗震能力不满足抗震鉴定标准的要求,需要进行抗震加固。
4.抗震加固方案
抗震加固时应根据房屋的实际情况选择加固方案,分别采用主要提高结构构件抗震承载力、主要增强结构变形能力或改变框架结构体系的方案。
该教学楼纵横向刚度相差较大,扭转效应明显,Y向刚度弱变形大;同时存在构件承载力、箍筋构造、填充墙构造不满足要求等问题,可以先采用增加结构整体刚度的加固方法,再进行构件加固。
增加结构整体刚度的加固方法主要有增设抗震墙、抗震支撑或将单跨框架改为多跨框架。本工程拟采用屈曲约束支撑进行加固。屈曲约束支撑是一种新型钢结构支撑,也是一种耗能支撑。屈曲约束支撑的中心是芯材,是用低屈服点钢材制成的,在轴向力作用下允许有较大的塑性变形,通过这种变形可以达到耗能的目的。为避免芯材受压时整体屈曲,即在受拉和受压时都能达到屈服,芯材被置于一个钢套管内,然后在套管内灌注混凝土或砂浆。在约束支撑的设计时,不必考虑失稳,只计算其强度,认为支撑受拉和受压性能完全相同,在受压时不会发生屈曲。与增设剪力墙相比,屈曲约束支撑不增加结构重量,基础无需加固,较少加固工程量,工期短。与普通钢支撑相比,屈曲约束支撑具有承载力高、延性好、截面小及减小相邻构件受力等优点。
屈曲约束支撑布置见图1。采用PKPM软件对布置支撑后结构进行计算,主要结果见表2。采用屈曲约束支撑进行加固不仅提高了结构抗扭刚度,减小了结构的位移,提高了结构承载能力;而且地震力增加不大,与支撑相连的柱梁承载力、轴压比也满足要求,其他柱梁的计算配筋均有所减小,减少了加固的工程量,降低了造价。
框架梁柱配筋不满足鉴定要求时,可采用粘贴钢板、碳纤维布等加固。砌体墙与框架连接的加固可增设拉筋加强,在工期、造价允许的情况下,建议将原粘土多孔砖填充墙拆除,采用砂加气砌块或其他轻质墙体材料替代,可减少地震力。
5.结论
我国是个地震多发国家,自20世纪以来,我国共发生破坏性地震2600多次,其中7级以上的破坏性地震500余次。总结地震灾害的经验得出,造成人员伤亡和经济损失的主要原因是房屋建筑的倒塌和工程设施、设备的破坏。世界上发生的多次伤亡巨大的地震,有95%以上的人员伤亡是由于不抗震的建筑物倒塌造成的。
汶川地震发生后,我国广大工程技术人员意识到已建重要建筑物实施可行的加固可以抵御地震灾害、延长建筑物使用寿命。由于对建筑结构采取可行的加固措施后,建筑物整体抗震能力显著增强,安全度也得到了提高,一旦遭遇地震可极大限度的减少人员伤亡及财产损失。以上充分表明了我国建筑结构抗震加固的严重性和迫切性。
据统计资料显示,多层砌体混合结构房屋在抗震方面是公认的一个薄弱环节。我们国家在经历了唐山、汶川、玉树等一系列大地震后,对房屋破坏最严重的是抗震设防烈度不高的砌体混合结构房屋,导致了人身财产的损失,所以对砌体混合结构房屋的抗震性能越来越重视。在这种大背景下,本文对一典型的砌体混合结构房屋进行抗震鉴定,提出加固措施,为以后类似工程加固提供参考依据。
1工程实例
本工程为某民用住宅小区,总建筑面积4500 m2,横轴55m,纵轴20m,横墙间距4m,建筑层数为5层,总建筑高度18.15m,建筑平面图如1所示。砌体混合结构体系,抗震设防烈度7度,结构安全等级为二级,丙类建筑。该工程建于1990年,在20年使用过程中,由于业主的使用功能改变,经过一次结构变动。在1995年,在原来三层的基础上,加盖了4~5层。本文选取此混合结构住宅为研究对象,对其进行抗震鉴定。
2抗震鉴定
2.1第一级鉴定
结构所用材料等级鉴定如表1所示。
表1 结构所用砌块及砂浆推定强度
不符合规范要求,实际房屋中没有设置圈梁。且有些部位圈梁构造如:圈梁的闭合、钢筋等不符合规范要求。
2)预制板与外墙拉结时,当圈梁未设在板的同一标高时,板端伸入外墙长度≥120mm;内墙≥80mm;大房间预制板拉结时,外墙角及内外墙交接处,当未设构造柱时,应沿墙高每500mm,设2φ6拉筋。此结构没有设置预制板与外墙的拉结,不符合规范要求。
3)构造柱的设置:应在外墙四角,较大洞口两侧楼梯间墙与外墙交接处设构造柱,构造柱在内外墙交接处沿墙高每500mm设2φ6拉筋,且每边伸入墙内≥1.0m。此结构房屋在构造柱设置方面不符合规范要求。
4)该楼平面规则,近似对称,砌体结构相连,因此满足结构体系关于规则性的要求。
第一级鉴定结果:该房屋在圈梁、构造柱的设置及楼屋面预制板等构造方面不符合第一级抗震鉴定要求,需进行第二级鉴定。
2.2第二级鉴定
根据《建筑抗震鉴定标准》第6.3.2.1条之规定,楼层综合抗震能力按下式确定:
1)楼层平均抗震能力指数―-第二(甲)级鉴定[2]
指数按下式(1)计算:
(式1)
―第i楼层的纵向或横向墙体平均抗震能力指数;
一第i楼层的纵向或横向抗震墙在层高1/2处净截面的总面积,其中不包括高宽比大于4的墙段截面面积;
―第i楼层建筑平面面积;
―第i楼层的纵向或横向抗震墙的基准面积率。
―烈度影响系数;6、7、8、9度时,分别按0.7、1.0、1.5和2.5采用。
由该建筑的地震作用效果及建筑平面认为该房屋的第一层为抗震薄弱层,现分别对第一层的横墙和纵墙进行抗震鉴定计算:一层横墙、纵墙的平均抗震能力指数分别为:2.64和1.99。
2)楼层综合抗震能力指数―-第二(乙)级鉴定
计算公式如式(2)所示:
(式2)
经计算得:一层横墙及纵墙综合抗震指数分别为2.1和1.53都大于1,满足要求。
由于在第二(乙)级鉴定中楼层综合抗震能力指数大于1.0,横墙间距没有超过刚性体系规定的最大值,该建筑也无明显的扭转效应,故可不进行第二(丙)级鉴定。
3)鉴定结论
该建筑物在圈梁和构造柱等构造措施上比较薄弱,但是结构体系比较规则,墙体的抗震性能较好,基本能满足六度抗震设防的要求。
3抗震加固措施分析
针对以上鉴定结果,提出以下加固措施,提高该砌体结构房屋的抗震能力。
3.1角部墙体加固
受双向地震作用的影响,建筑物的角部受力复杂,容易产生应力集中,因此地震作用下容易发生破坏,轻者只是角上局部区域开裂,重者则发生垮塌破坏。在四川省汶川地震中许多砌体结构房屋角部墙体破坏严重,有些建筑物角部墙体则整个倾覆倒掉。所以在砌体结构住宅抗震加固设计时,角部应为重点考虑部位,加固可采用包角或镶边方法,即在墙角或门窗洞边用型钢或钢筋混凝土包角或镶边,也可用现浇钢筋混凝土套加固。
3.2楼梯间墙体加固
发生地震时,楼梯是重要的疏散逃生通道,只有确保楼梯间安全,才能在强烈地震中尽量避免大范围人员伤亡。汶川地震中一些砌体结构中楼梯间墙体破坏或倒塌情况。其实早在唐山地震的震害调查中就已发现,砌体结构楼梯间墙体的震害较为严重。
楼梯间墙由于没有楼板作横向隔膜支承墙体,形成楼梯间墙的自由高度较大,竖向压力较小,抗剪能力较弱。尤其是到顶层时,楼梯间墙为一层半高,更容易破坏。有时还因为楼梯踏步嵌入墙体而削弱了墙截面,造成严重震害。此外,一般多层砖房的震害,尽端较中部为重,而楼梯间设置在尽端时,更使楼梯间墙体首先遭到破坏。自身的复杂性,楼梯间周边墙体与楼梯构件的约束不足,致使楼梯间成为整个砌体结构中的薄弱部位,从而造成其在地震中遭受到严重的震害。
3.3增设圈梁
1)加固依据:根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)第7. 3. 3条规定:外墙及内纵墙在每层楼盖处设置圈梁,内横墙在每层楼盖处设置圈梁,且圈梁间距不应大于15m.。根据规范规定纵筋不小于4Φ10,箍筋不小于Φ6@ 250,截面高度不小于120mm。
3.4增设构造柱.
根据规范(GB50011-2001)第7. 3. 2条,构造柱最小截面尺寸240mm×180mm,纵筋不小于4Φ12,箍筋不小于Φ6@ 250,本工程补做构造柱采用350×180mm,纵筋6Φ12,箍筋采用Φ6@ 200。
4、结束语
关键词:建筑结构;抗震鉴定;加固;发展
中图分类号:TU198文献标识码: A
一、我国建筑结构抗震鉴定和加固的发展
我国建筑结构抗震鉴定从60、70年代至今经历了兴起、蓬勃发展、综合发展三个阶段。第一阶段是1966年的邢台地震和1976年的唐山大地震,这时候我国开始注意到建筑结构的抗震鉴定和加固,这段时间是技术的摸索期,利用实践证明了抗震鉴定和加固的必要性;第二阶段是唐山大地震到1989年《建筑抗震设计规范》的颁布,抗震鉴定和加固进入蓬勃发展的时期,相关部门根据当时建筑结构的实际情况制定了具体的抗震鉴定和加固的管理计划,在国家计划的指导下对一部分的建筑结构进行了鉴定和加固,提高了城市建筑整体的抗震能力;第三阶段是1989年至今进入综合发展期,抗震鉴定和加固不断完善和进步,越来越多的建筑已经进行了抗震鉴定和加固,工作质量和效率也相应提高。随着社会经济的发展,抗震鉴定、加固与建筑功能改造紧密相连,在加强建筑安全性的同时还增加了建筑的功能,延长建筑的使用寿命。
二、建筑结构抗震鉴定与加固中应该注意的问题
(一)判断建筑结构的综合抗震能力
建筑结构的抗震鉴定要综合考虑多方面的因素,不仅要分析建筑的抗震结构和承载力,也应该分析建筑其他方面的条件,地震后建筑结构是局部性损害还是整体性损害都是分析的重点。建筑承载力较高时,可以降低对建筑其他方面的要求,反之可提高。
(二)建筑结构抗震鉴定的部位
建筑结构的抗震鉴定应该分为重点部位和一般部位,将鉴定的重心放在重点部位上。在鉴定过程中要仔细检点部位的建筑结构,根据建筑的实际情况制定相应的加固计划,但是也不能忽视一般的部位,只有兼顾建筑的各个方面,才能提高建筑整体的抗震能力。
(三)建筑的地理环境
抗震鉴定的对象一般是出现地基沉降和地理条件不利的建筑,地质较好的建筑不需要进行大规模的鉴定,只需要鉴定建筑的上部结构,但是地质条件较差的建筑,不仅需要仔细鉴定,还需要对建筑的构造进行相应的鉴定和加固。
(四)建筑材料的鉴定
不同的建筑材料具有不同程度的抗震能力,所以在抗震鉴定之前应该对建筑的材料有清楚的认识,了解了建筑材料不仅能够准确掌握建筑的承载力,还能缩小抗震鉴定和加固的工作范围。
(五)抗震加固的控制
建筑结构的抗震加固一定要以抗震鉴定的结果为依据,对于不符合抗震要求的地方进行加固,抗震加固的方案一定要与建筑的实际情况相符。要想实现抗震加固的目标,应该清楚建筑中不利于抗震的因素,比较不同的抗震加固方法,主要是提高建筑的承载力和变形能力,抗震加固要严格按照计划方案实施。
三、常用的抗震加固方法
(一)利用抗震鉴定结果来确定具体的加固方案
根据抗震鉴定的结果了解建筑的结构体系以及特征,具体的加固方法可以分为以下几种:一是对建筑结构中不合理的部分实行增加构件的方式或者是同时提高建筑的承载力和变形能力,让建筑结构整体的抗震能力达到规定的标准;二是承载力和刚度较差的建筑结构可以增加构件来扩大截面,利用套箍等方式;三是建筑结构整体的抗震能力不符合要求,可以提高承载力和变形能力;四是建筑的局部结构不符合抗震要求,可以直接对局部进行加固,减少局部的承载力。
(二)多层砖混结构的加固方案
多层砖混的建筑结构存在结构整体性差、墙间距多大、承载力不足、房屋宽度不符合要求等等问题,这些都会影响到建筑结构整体的抗震能力,面对这种情况常见的加固方法有以下几种:一是降低房屋建筑的高度,多层砖混建筑的抗震构件主要是砖墙,但是砖墙本身的抗震能力较差,在地震中很容易受到损害,房屋建筑的高度越高,在地震中受到的破坏也会越大,所以要想减少多层砖混建筑在地震中受到损害需要降低房屋建筑的高度;二是设置夹板墙,夹板墙分为水泥砂浆夹板墙和钢筋混凝土夹板墙,加固方式也可以分为单面加固和双面加固两种,夹板墙要与楼板相接,两侧的砖墙要与加固后的夹板墙连接在一起;三是封堵窗洞口,建筑的窗洞口过多也会降低抗震能力,所以应该根据建筑的实际情况适当地封堵一些窗洞口来提高抗震力;四是灌浆,多层砖混建筑在后期经常会出现裂缝的情况,墙体一旦出现裂缝,建筑的抗震能力就会大大降低,针对这种问题可以直接采取灌浆的方式来填补裂缝。
四、总结
总而言之,早期修建的房屋必须要实行抗震鉴定和加固,这种方式既节省了重新建筑房屋的成本,还能提高建筑结构的抗震能力来延长寿命。但是建筑结构的抗震加固一定要遵循抗震鉴定的结果,根据建筑结构的具体情况有针对性地选择加固方法,这样才能真正提高建筑的抗震能力。抗震鉴定工作也要严格按照相关的要求实行,确保鉴定结果的科学性和准确性。
参考文献:
[1]陈婷婷.现有建筑结构抗震鉴定及加固设计研究[D].北京工业大学,2012.
[2]王有振.民用建筑的抗震鉴定与加固研究[D].山东大学,2011.
关键词: 苏北地区;砌体结构;教学楼;安全性检测;抗震鉴定
Abstract: taking a teaching building of multi-story masonry structure as an example, the paper introduces the building safety and the content of the aseismatic appraisal and testing method, analyzes the key parts of the monitor, identify, and points out that the teaching building in safety and seismic tectonic defects, seismic ability, the main problems of primary and middle schools in northern jiangsu province for the safety of the school and offers some Suggestions and aseismatic appraisal of the reference.
Key words: in northern jiangsu province; Masonry structure; Teaching building; Safety detection; Aseismatic appraisal
中图分类号:TU352.1+1文献标识码:A 文章编号:
1 概述
2008年四川省汶川县发生8.0级大地震,造成大批建筑物倒塌或严重受损,其中有不少是学校砌体结构教学楼,如聚源中学、蓥华中学等,均出现整座教学楼完全垮塌的现象,造成极为严重的人员伤亡。
我国江苏省苏北地区中小学建筑多建于20世纪80年代至2000年前后,大量采用砌体结构,房屋建筑平面布局多呈矩形,基本采用单面外廊式,教室大多采用纵、横墙混合承重、大开间、大开窗,端部、中部或转角等处设楼梯间,抗震性能较差,其中有相当一部分不能满足目前的抗震设防要求,甚至不能满足日常使用过程中的安全性要求,因此,对教学用房进行安全性检测及抗震鉴定成为十分紧要的工作。本文以一多层砌体教学楼为例,详细介绍了建筑物安全性及抗震鉴定的主要内容、检测方法及侧重点,指出教学楼在安全性及抗震构造缺陷、抗震能力等方面存在的主要问题。
2 工程概况
江苏省徐州新沂市某小学教学楼建于1998年,建筑平面布局为长方形(见下图2.1),东西长约61. 6m,南北长约9.8m,房屋共4层,檐高为14.4m,层高均为3.6m,砌体结构,墙体采用普通粘土砖、混合砂浆砌筑,墙下素混凝土条形基础,采用预应力混凝土空心板楼、屋面,平屋面,总建筑面积约为2400m2,设防烈度为8度,场地类别为II类,有地勘报告,无正规设计图纸及施工资料。
图2.1 新沂市某小学教学楼
3 现状调查检测
3.1 场地及地基基础
3.1.1 地基现状检查
现场对该建筑上部结构进行检查,未发现存在明显的沉降裂缝、变形和位移现象,地坪面无沉降裂缝,场地无滑移迹象。
3.1.2 房屋垂直度检测
采用投影法对房屋垂直度进行测量,经检测,该楼倾斜率为0.8%~1.1‰,满足规范要求。
3.2 建筑物结构体系
该楼建造时无正规设计图纸,现场对房屋的结构进行现场调查和测绘,并绘制其建筑、结构图纸。
3.3 整体性连接构造情况
(1) 墙体布置平面内闭合,纵横墙交接处无开裂、咬槎不良现象;
(2) 抗震横墙最大间距为9m,房屋最大高宽比为2.26;
(3) 外墙四角、纵横墙交接处均设有构造柱。构造柱中最小的截面尺寸为240mm×240mm,最小配筋为4B14,最大箍筋间距为200mm;
(4) 每层楼(屋)盖沿纵横墙顶均设有圈梁环通。圈梁的截面高度最小为180mm,最小配筋为4B12,最大箍筋间距为200mm;
(5) 楼屋盖均采用预应力混凝土空心板,在墙上搁置长度为100~110mm,板上无钢筋混凝土现浇叠合层。
3.4 外观质量普查结果
(1) 上部结构承重砌体不空鼓、无严重酥碱和明显歪闪;
(2) 支承大梁的墙体无明显裂缝及压碎迹象;
(3) 楼(屋)盖构件无明显变形;
(4) 混凝土大梁表观质量较好,未发现有受弯、受剪等结构性裂缝,无明显变形、缺陷和损伤、腐蚀现象,钢筋无锈蚀现象。
3.5 材料强度检测
(1) 砌筑砂浆强度:采用贯入法进行检测,经测,砖墙砌筑砂浆强度为2.6MPa~3.5Mpa;
(2) 粘土砖强度:采用回弹法进行检测,经测,墙体粘土砖强度推定值为7.8MPa~9.5Mpa;
(3) 混凝土强度:采用取芯法进行检测,经测,混凝土抗压强度推定值为18.4MPa~23.1Mpa;
(4) 大梁配筋:采用电磁感应法进行检测,经测,教室内大梁梁底主筋为3C25,箍筋为A8@200,保护层厚度为22mm~33mm。
4 安全性鉴定
4.1 第一层次(单个构件)鉴定评级
根据《民用建筑可靠性鉴定标准》第4.1.2,4.1.5条及第4.2、4.3节规定,单个构件的安全性鉴定,应按承载能力、构造、不适于继续承载的位移以及裂缝等四个检查项目,分别评定每一受检构件的等级,并取其中最低一级作为该构件的安全性等级。构件承载力验算,按现场实测材料强度,砖按MU7.5,砌筑砂浆按M2.5,采取验算与观察检查相结合的方法进行鉴定。
该房单个构件的安全性等级评定结果见表4-1:
表4-1 单个构件安全性鉴定评级
单个砌体构件 单个砼梁构件 单块板构件
均为bu级 均为bu级 均为bu级
4.2 第二层次(子单元)鉴定评级
第二层次鉴定评级,划分为地基基础、上部承重结构和围护系统的承重部分三个子单元,分别按《民用建筑可靠性鉴定标准》第6.2、6.3、6.4节的规定进行评定。该房子单元安全性鉴定评级结果见表4-2:
表4-2子单元安全性鉴定评级
名称 评级项目 安全性
鉴定评级
地基基础 上部结构反应 地基稳定性 Au
建筑物上部无沉降裂缝 场地地基稳定,无滑动迹象
上部承重
结构 构件安全性等级 整体性等级 侧向位移等级 Bu
墙 梁 板 Bu Au
Bu Bu Bu
4.3 第三层次鉴定
鉴定单元安全性鉴定评级根据其地基基础和上部承重结构的安全性等级进行评定,并取其中较低等级作为其安全性等级,见表4-3:
表4-3鉴定单元安全性鉴定评级
名称 鉴定单元安全性鉴定评级项目 安全性
鉴定评级
地基基础 上部承重结构 围护系统
鉴定单元 Au Bu Bu Bsu
5 抗震鉴定
该楼建于1998年,根据该建筑具体情况,按重点设防类(乙类)、B类建筑进行抗震鉴定,抗震措施按9度进行检查,按设防烈度8度进行抗震验算。
5.1 地基和基础
经现场察看,未发现墙体有因不均匀沉降而产生的裂缝及场地滑移迹象,无严重静载缺陷,房屋垂直度满足《建筑地基基础设计规范》中“当H≤24m时,倾斜率允许值为4‰”的规定。
经查阅本工程地质勘探报告,地基主要受力层范围内土层分布稳定,不存在软弱土及液化土层,根据《建筑抗震鉴定标准》第4.2.2条,不再进行地基基础的抗震鉴定。
5.2 上部结构
5.2.1 抗震措施鉴定 (见下表5-1)
表5-1抗震措施鉴定结果
从以上抗震措施鉴定结果得出,该楼抗震构造措施中有多项不满足要求,按《建筑抗震鉴定标准》GB 50023-2009第5.3.12条要求,采用楼层平均抗震能力指数方法、楼层综合抗震能力指数方法和墙段综合抗震能力指数方法,综合考虑构造的整体影响和局部影响,对现有砌体房屋进行抗震分析。
(1) 楼层平均抗震能力指数的计算
根据《建筑抗震鉴定标准》规范第5.2.13条,楼层平均抗震能力指数按下列公式计算:
βi=Ai/(Abiξ0iλ)
(2) 楼层综合抗震能力指数的计算
a. 体系影响系数取值
根据抗震构造鉴定及《建筑抗震鉴定标准》规范第5.2.14条表5.2.14-1的规定,体系影响系数取ψ1=0.765。
b. 局部影响系数取值
根据抗震构造鉴定及《建筑抗震鉴定标准》规范第5.2.14条表5.2.14-1的规定,局部影响系数ψ2=0.9。
(3) 根据《建筑抗震鉴定标准》规范第5.2.14条按下列公式计算楼层综合抗震能力指数:
βci=ψ1ψ2βi
(4) 墙段综合抗震能力指数的计算:
βcji=ψ1ψ2βij
βij=Aij/(Abijξ0iλ)
(5) 对该楼进行抗震承载力计算,计算结果见表5-2
表5-2各层抗震承载力计算结果
5.3 综合抗震能力评定
根据抗震措施鉴定结果及抗震承载力验算结果,按照《建筑抗震鉴定标准》第5.1.4条的要求对该楼的抗震能力进行综合分析,其综合抗震能力评定为不合格:即不满足B类砌体结构建筑抗震鉴定要求。
6 适修性评估
根据《民用建筑可靠性鉴定标准》第3.3.4条及现场检测、安全性及抗震鉴定结果,对该楼进行适修性评估,见表6-1:
表6-1该教学楼适修性评级结果
子单元名称 子单元中每种构件 适修性评级结果
构件名称 安全性鉴定 抗震鉴定 子单元中每种构件 子单元
地基基础 ------ Au 各楼层综合抗震指数均
上部结构 砌体结构 Bu
混凝土结构 Bu
围护系统 砌体结构 Bu
鉴定单元适修性评级结果表
子单元适修性评级项目 评级结果
地基基础 上部承重结构 围护系统
鉴定单元
Br
7 主要存在问题及处理建议
根据现场检测、安全性鉴定及抗震鉴定结果,该教学楼目前主要存在以下影响结构安全性的问题:
1、该建筑部分抗震构造措施及综合抗震能力不满足国家现行规范的相关要求;
2、该建筑部分墙段实际的局部尺寸不满足《建筑抗震鉴定标准》的相关要求;
3、该建筑房屋高宽比为2.26,超出《建筑抗震鉴定标准》规定的限值,不符合《建筑抗震鉴定标准》规范第5.3.3条的规定要求;
4、该建筑最大抗震横墙间距为9.0m,不符合《建筑抗震鉴定标准》规范第5.3.3条中表5.3.3-1的规定要求;
5、该建筑楼盖采用预应力混凝土空心板,空心板与圈梁或楼层梁的连接不到位,且缺少钢筋混凝土叠合层与圈梁或楼层梁的整体连接,楼盖整体性较差。