某中学教学楼的抗震鉴定与加固设计

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20卷3期世界地震工程Vo1．20，No．32004年9月WORLDEARTHQUAKEENGINEERINGSept．．2004文章编号：1007-6069(2004)03．0090．05某中学教学楼的抗震鉴定与加固设计赵更歧张冰华张哲王俊岭(1．郑州大学土木3-程学院，河南郑州450002；2．郑州市工程质量检测中心，河南郑州450007)摘要：按老规范设计的砌体结构未考虑抗震，使用年代过长会出现承载力不足的问题，需对原结构按新规范进行全面检测和抗震鉴定，若鉴定结果表明该结构不符合抗震要求，则需进行加固，结合一实际工程对检测程序和加固方法做一全面论述，供工程实际中参考。关键词：砌体结构；抗震鉴定；加固中图分类号：P315文献标识码：AAntiseismicappraisalandstrengtheningdesignofamiddleschoolteachingbuildingZHAOGeng—qiZHANGBing-huaZHANGZheWANGJun．1ing2(schoolofCivilEngineering，ZhengzhouUniversity，Zhengzhou450002，China；2．BuildingQuilityInspectionInstituteofZhengzhou，Zhengzhou450007，China)Abstract：SomemaSonrystructursdidnotconsidertheantiseismicdesignaccordingtotheoldcode，andwiththet／mewentonbearingcapacityofthestructuresunderearthquakeCantmeetademandforthecurrentcode，SOant／一seismicappraisalanddynamicaltestofthestructuresmustbeconducted．Ifresultsobtainedfromitshowthatthestructuresdonotsatisfytheant／seismicrequirementofthecurrentcode，theyneedtobereinforced．Basedonapracticalproject，thispapercanbe$erverdasareferenceofpracticalapplication．Keywords：masonrystructure；ant／seismicappraisal；strengthening1引言按老规范建造的很多砌体结构建造时未考虑抗震设防，长时间使用后原结构会出现不同程度的老化。结构承载力进一步降低，严重影响结构安全，若要继续使用，需对原结构进行全面检测和抗震鉴定，且按照新规范进行验算并加固。大量试验和理论研究表明，钢筋网水泥砂浆面层(夹板墙)对砌体结构抗震加固是一种行之有效的方法，本文结合一实际工程对检测程序和加固方法做一论述，供鉴定和加固设计时参考。2工程概况濮阳某中学教学楼建于1982年，为四层砖混纵墙承重结构，层高3m，屋盖和楼盖为钢筋混凝土预制长向板装配式楼盖，门宽1．8m，平面见图l，使用过程中发现墙体出现斜向裂缝，墙体交接处沿灰缝出现脱开，收稿日期：2003一ll一16；修订日期：2004一o6一l7作者简介：赵更歧(1970一)，男，河南南阳人，讲师，主要从事结构加固方面的教学和科研工作 3期赵更歧等：某中学教学楼的抗震鉴定与加固设计91经现场检测砌筑砂浆强度等级1—2层为M2．5，3—4层为M1，楼层平均重量12kN／m，经了解，该楼位于8度区，设计时没考虑抗震设防，为安全起见，决定对该楼按8度Ⅱ类场地进行抗震鉴定后，再进行全面的加固。+12．000匝啦4．0．000600024006000图1平、剖面图3抗震鉴定3．1第一级鉴定(1)房屋结构各部位构造尺寸，经对照建筑抗震鉴定标准¨，鉴定结果见表1。表1房屋结构构造尺寸鉴定结果(2)抗震横墙间距的第一级鉴定教学楼平均横墙间距为6．55m，根据鉴定标准，横向墙为自承重墙，故限值修正后为5．07m，即横墙平均间距超过第一级鉴定的限值。(3)房屋宽度的第一级鉴定教学楼宽度15．07m，房屋宽度限值修正后为11m，不满足鉴定标准，须进行第二级鉴定。3．2第二级鉴定(1)鉴定方法选择因横墙间距和房屋宽度均超过第一级鉴定限值，其它部位符合第一级鉴定要求，所以应首先采用楼层平均抗震能力指数方法进行第二级鉴定。(2)横向各楼层平均抗震能力指数教学楼为装配式长向板结构，横墙为自承重墙，楼层平均抗震能力指数计算结果见表2。 世界地震工程20卷表2各层横墙平均抗震能力指数计算结果可以看出3层仍小于1．0。(4)由以上分析可看出3层为最薄弱楼层，楼层综合抗震能力指数小于1．0。所以按照鉴定标准要求该房屋应采用墙段综合抗震能力指数方法进行第二级抗震鉴定。(5)横向各楼层墙段综合抗震能力指数抗震横墙为自承重墙，各墙段抗震能力指数计算结果见表4。表4各层各横墙段抗震能力指数计算结果可以看出除了外墙①轴，其他各轴线均小于1．O；(6)纵向各楼层墙段综合抗震能力指数各层承重纵墙段抗震能力指数计算结果见表5。(7)抗震鉴定意见由抗震墙各墙段抗震能力指数计算结果可以看出，抗震横墙各墙段抗震能力指数除①轴各层和⑤轴的1、2、4层符合要求外，其他轴线各层均不符合要求，差值最大达48％；抗震纵墙各墙段抗震能力指数各轴三层均不满足要求，⑥轴1～2层不满足要求，差值最大达22％。综上情况，纵横向均须进行抗震加固。 3期赵更歧等：某中学教学楼的抗震鉴定与加固设计表5各层各纵墙段抗震能力指数计算结果4抗震加固4．1加固方案加固方案采用钢筋网水泥砂浆面层(夹板墙)加固。4．2抗震加固设计(1)横墙加固面层选择根据表4的横墙段抗震能力指数的差值采用下列面层，并列出面层加固墙段的增强系数，7和刚度提高系数，7蜘及提高后相应的面积见表6。表6横墙加固面层及计算取值(2)纵墙加固面层选择纵墙三层外墙差值为12％，内墙差值为19—22％，现采用内纵墙加夹板墙加固，由于提高内纵墙刚度吸引了地震作用向内纵墙集中，现根据表5的纵墙抗震能力指数的差值采用面层，其，7，7及提高后相应的面积见表7。表7纵墙加固面层及计算取值原墙砂面层轴层浆强度加固方法厚×铂一积线数等级面数原墙面积增强后面积Ml钢筋网水泥砂浆32．8O⑤。：M2．5双向配筋‘b6@30032．0o30．0430·778Ml钢筋网水泥砂浆1—20．973M2．5钢筋网水泥砂浆29．3O 世界地震工程20卷4．3加固验算(1)加固后横墙验算．按照各墙段增强后折算面积和刚度提高后折算面积计算各横墙段抗震能力指数，大部分墙段的抗震能力指数≥1，但⑥⑨的一、二层墙段的抗震能力指数卢=0．985，尚差1．5％。将该墙段的钢筋网改用66@200，经计算抗震能力指数=1．038>1。(2)加固后纵墙验算加固后按照各纵墙段增强后折算面积和刚度提高后折算面积计算各纵墙段抗震能力指数均大于1。5结论1—3层增强后，各纵墙段抗震能力指数均大于1．0。值得提出的是外纵墙④◎的三层，未加固前=0．0883，但加固设计时只加固内纵墙(夹板墙)提高了内纵墙的刚度，外纵墙并未加固，但在加固后验算中，由于地震作用有一部分由未加固的外纵墙转移给内纵墙，故外纵墙的抗震能力指数也大于l。这说明抗震加固要全面考虑具体情况，综合对待，全面分析，做出符合实际的加固设计。该教学楼经加固后目前已投入使用一年，目前使用状况良好。在我国尚存在大量类似于该楼的情况，一旦出事将造成较大损失，应根据情况分批进行鉴定和加固。参考文献：[1]cB50023—95，建筑抗震鉴定标准[S]．[2]JGJ116—98，建筑抗震加固技术规程[S]．[3]鲍雷T，普里斯特利MJN著；戴瑞同，等译．钢筋混凝土和砌体结构的抗震设计[M]．北京：中国建筑工业出版社，1999[4]刘大海，杨翠如．建筑抗震设计手册[M]．北京：地震出版社。1998．