淺析多層砌體校舍建筑抗震排查鑒定(全文)

精品文檔-下載后可編輯淺析多層砌體校舍建筑抗震排查鑒定(全文)[摘要]淺析校舍建筑抗震鑒定相適用的標(biāo)準(zhǔn)、建筑現(xiàn)狀質(zhì)量檢測(cè)的內(nèi)容和方法、結(jié)構(gòu)安全與抗震鑒定的內(nèi)容和綜合評(píng)價(jià)的方法，分析總結(jié)了多層砌體校舍抗震性能方面存在的主要問(wèn)題，提出了解決既有多層砌體校舍抗震能力主要問(wèn)題的對(duì)策。

[關(guān)鍵詞]適用標(biāo)準(zhǔn)；結(jié)構(gòu)安全；抗震鑒定

0前言

‘5.12’四川汶川大地震后，教育部和省教育局（閩教發(fā)[2022]61號(hào)）的要求下達(dá)專(zhuān)項(xiàng)文件，要求對(duì)學(xué)校建筑進(jìn)行大規(guī)模的抗震排查。目的是確定這些校舍工程的結(jié)構(gòu)安全是否滿(mǎn)足有關(guān)鑒定標(biāo)準(zhǔn)和抗震設(shè)防的要求，提出抗震排查、鑒定初步意見(jiàn)，對(duì)這些工程的加固與處理提供技術(shù)依據(jù)。

1多層校舍建筑抗震鑒定適用的標(biāo)準(zhǔn)

既有中小學(xué)校舍的建造年代絕大多數(shù)在1980年后。按照采用的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范不同可分為1990年之前按《工業(yè)與民用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（TJ11-78）設(shè)計(jì)建造、1991-2022按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ11-89）設(shè)計(jì)建造、2022年-2022年按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2022）設(shè)計(jì)建造。隨著抗震設(shè)計(jì)規(guī)范在設(shè)防要求、設(shè)計(jì)方法和抗震構(gòu)造措施等方面都在不斷完善和提高。

中小學(xué)教學(xué)樓等校舍建筑屬于乙類(lèi)建筑。對(duì)于既有中小學(xué)校舍的抗震能力評(píng)價(jià)，不能采取建造時(shí)期相應(yīng)設(shè)計(jì)規(guī)劃的要求來(lái)評(píng)定，而應(yīng)采用新頒布的《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50023-2022）標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)定。在這本標(biāo)準(zhǔn)中給出了按不同后續(xù)使用年限采用不同抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)的要求：對(duì)于后續(xù)使用年限為30年的建筑劃分為A類(lèi)，對(duì)于后續(xù)使用年限為40年的建筑劃分為B類(lèi)；后續(xù)使用年限為50年的建筑劃分為C類(lèi)。并給出了各類(lèi)建筑抗震鑒定方法和抗震措施、承載力驗(yàn)算等要求。對(duì)中小學(xué)教學(xué)樓等建筑的安全鑒定可采用《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)劃》（GB50003-2022）、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)劃》（GB50010-2022）、《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50292-1999）。對(duì)于建造于不同時(shí)期的校舍工程的安全與抗震鑒定中的樓面活荷載、風(fēng)荷載和雪荷載取值則應(yīng)符合《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2022）（2022年版）的規(guī)定。

2多層砌體校舍建筑現(xiàn)狀質(zhì)量檢測(cè)的內(nèi)容和方法

（1）外觀質(zhì)量普查。既有建筑的質(zhì)量缺陷會(huì)反映在結(jié)構(gòu)的外觀質(zhì)量上。因此，在現(xiàn)場(chǎng)客觀條件允許的情況下，對(duì)進(jìn)行安全與抗震檢測(cè)鑒定的所有建筑物的外觀質(zhì)量進(jìn)行普查。普查內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件外觀質(zhì)量與缺陷情況，各層承重結(jié)構(gòu)有無(wú)開(kāi)裂、受損等情況

（2）建筑垂直度檢測(cè)和地基基礎(chǔ)評(píng)價(jià)。1）采用經(jīng)緯儀對(duì)進(jìn)行安全與抗震檢測(cè)鑒定的所有工程進(jìn)行垂直度的檢測(cè)，以確認(rèn)該房屋是否存在傾斜和不均勻沉降；2）根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件下沉和傾斜等情況，對(duì)地基基礎(chǔ)進(jìn)行評(píng)價(jià)和必要的檢測(cè)。

（3）混凝土構(gòu)件強(qiáng)度檢測(cè)。采用回彈法進(jìn)行混凝土強(qiáng)度檢測(cè)。依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50344-2022）的抽樣檢測(cè)的樣本容量和各房屋混凝土構(gòu)件的數(shù)量確定抽樣的數(shù)量。對(duì)多層砌體房屋則應(yīng)抽取樓梯梁、承重梁和構(gòu)造柱等；對(duì)所抽取混凝土構(gòu)件進(jìn)行碳化深度的檢測(cè)。

（4）磚墻材料強(qiáng)度檢測(cè)。對(duì)多層砌體房屋的承重磚墻，應(yīng)區(qū)分樓層和不同設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行砌筑砂漿強(qiáng)度和磚墻塊材材料強(qiáng)度的檢測(cè)。

（5）現(xiàn)澆構(gòu)件主筋和箍筋配置的數(shù)量、間距檢測(cè)。對(duì)多層砌體房屋的樓梯梁、承重梁和構(gòu)造柱等混凝土構(gòu)件進(jìn)行主筋和箍筋配置的數(shù)量、間距檢測(cè)。

（6）其他損傷情況檢查與檢測(cè)。在全面普查該工程現(xiàn)狀缺陷的基礎(chǔ)上，對(duì)所有的損傷進(jìn)行仔細(xì)檢測(cè)，比如裂縫的長(zhǎng)度、寬度、深度等，并分析產(chǎn)生的原因。。

（7）砌筑質(zhì)量檢查。對(duì)進(jìn)行安全與抗震鑒定的所有砌體房屋的砌筑質(zhì)量進(jìn)行檢查，包括砌筑方法、灰縫質(zhì)量、砌體偏差、留槎及洞口等項(xiàng)目。

（8）結(jié)構(gòu)構(gòu)造檢查。對(duì)進(jìn)行安全與抗震檢測(cè)鑒定的所有砌體房屋的構(gòu)造措施進(jìn)行檢查，包括構(gòu)件高厚比、梁墊、壁柱、預(yù)制構(gòu)件的擱置長(zhǎng)度、構(gòu)件端部錨固措施、圈梁、構(gòu)造柱或芯柱等。

（9）目前房屋實(shí)際荷載水平核查。調(diào)查各類(lèi)房間的活荷載和改造情況，為結(jié)構(gòu)安全與抗震能力分析提供可靠的數(shù)據(jù)。

3多層砌體校舍結(jié)構(gòu)安全與抗震鑒定的內(nèi)容

建筑抗震鑒定的內(nèi)容，應(yīng)從結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)體系、抗震構(gòu)造和構(gòu)件抗震承載力、結(jié)構(gòu)抗震變形能力及結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀質(zhì)量與損傷狀況幾個(gè)側(cè)面進(jìn)行綜合。若結(jié)構(gòu)現(xiàn)有的構(gòu)件承載力較高，則除了保證結(jié)構(gòu)整體性所需的構(gòu)造外，結(jié)構(gòu)變形能力方面的構(gòu)造鑒定要求可稍低；反之，現(xiàn)有的構(gòu)件承載力較低，則可用較高變形能力的構(gòu)造要求予以補(bǔ)充。

3.1結(jié)構(gòu)布置與結(jié)構(gòu)體系

結(jié)構(gòu)布置鑒定應(yīng)重點(diǎn)檢查結(jié)構(gòu)的平、立面和抗側(cè)力構(gòu)件布置是否規(guī)則、樓梯間是否設(shè)置在轉(zhuǎn)角或盡端等。結(jié)構(gòu)體系鑒定應(yīng)重點(diǎn)檢查結(jié)構(gòu)類(lèi)別和構(gòu)成、結(jié)構(gòu)體系的合理性、結(jié)構(gòu)相鄰樓層間的傳力是否明確、傳力途徑是否間斷等。

3.2結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震承載力

（1）結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算應(yīng)包括構(gòu)件的抗震承載力驗(yàn)算和結(jié)構(gòu)變形驗(yàn)算。乙類(lèi)建筑結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算的地震作用不提高。

（2）結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震承載力驗(yàn)算：1）驗(yàn)算采用的結(jié)構(gòu)分析方法，應(yīng)符合所采用的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2022）規(guī)定的方法；2）驗(yàn)算使用的計(jì)算模型，應(yīng)符合其實(shí)際受力與構(gòu)造情況；3）結(jié)構(gòu)上的作用應(yīng)經(jīng)調(diào)查或檢測(cè)核實(shí)；4）結(jié)構(gòu)構(gòu)件上作用的組合、作用的分項(xiàng)系數(shù)及組合值系數(shù)，按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2022）、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2022）及其他相關(guān)規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行；5）材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)確定：原設(shè)計(jì)文件有效，且不懷疑結(jié)構(gòu)有嚴(yán)重的性能劣化或者發(fā)生設(shè)計(jì)、施工偏差的，可采用原設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)值，調(diào)查表明實(shí)際情況不符合上面要求的，應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)；6）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的幾何參數(shù)應(yīng)采用實(shí)測(cè)值，并應(yīng)計(jì)入銹蝕、腐蝕、風(fēng)化、局部缺陷或缺損以及施工偏差等的影響。

3.3抗震構(gòu)造措施

對(duì)于新建工程的乙類(lèi)建筑的構(gòu)造措施應(yīng)符合本地區(qū)設(shè)防烈度提高1度的要求。對(duì)于2022年以前建造的既有建筑、其合理的使用年限較新建工程要縮短，所以既有多層砌體教學(xué)樓乙類(lèi)建筑的抗震構(gòu)造措施可按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2022）的要求，其構(gòu)造柱的設(shè)置是否滿(mǎn)足要求應(yīng)根據(jù)增加2層后的總層數(shù)對(duì)照相應(yīng)的抗震設(shè)防烈度來(lái)判斷。

4多層砌體校舍抗震性能的主要問(wèn)題

4.1結(jié)構(gòu)布置與結(jié)構(gòu)體系

（1）建筑結(jié)構(gòu)平面絕大多數(shù)基本上為矩形，對(duì)于超過(guò)規(guī)范長(zhǎng)度或結(jié)構(gòu)平面為L(zhǎng)形等不規(guī)劃的結(jié)構(gòu)均設(shè)置了防震縫；結(jié)構(gòu)構(gòu)件、砌體抗震墻布置對(duì)稱(chēng)、規(guī)則，在地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響比較小，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震有利；但也有一部分教學(xué)的平面為L(zhǎng)形等構(gòu)成。

（2）建筑總層數(shù)為2-4層，極個(gè)別的總層數(shù)為5層。多層砌體校舍的建筑總層數(shù)不超過(guò)4層的為滿(mǎn)足抗震規(guī)范GB50011-2022關(guān)于對(duì)乙類(lèi)的多層砌體房屋的總層數(shù)應(yīng)減少一層且總高度應(yīng)降低3米和對(duì)醫(yī)院、教學(xué)樓等橫墻較少的多層砌體房屋，總高度應(yīng)規(guī)定降低3米，層數(shù)相應(yīng)減少一層的規(guī)定。對(duì)于個(gè)別校舍建筑總層數(shù)為5層的工程，應(yīng)在綜合分析其抗震能力的基礎(chǔ)上提出加固等處理建議。

（3）樓梯間在1992年以前建筑的基本設(shè)置在端部，且樓梯平臺(tái)板有的為預(yù)制板，樓梯間墻體因樓梯斜梁的作用而剛度增大，樓梯間的預(yù)制平臺(tái)板削弱了樓梯的整體性，使得這些校舍的樓梯間成為了房屋抗震的薄弱環(huán)節(jié)。

（4）外縱墻開(kāi)洞率大，使得窗間墻的高寬比大于1.0；對(duì)于外縱墻的窗間墻多為高寬比大于1.0時(shí)，其外縱墻的抗震能力相對(duì)比較差。

（5）外廊建筑的兩個(gè)外縱墻的開(kāi)洞率均較大，使得外廊建筑的抗震能力較內(nèi)廊式的多層砌體校舍還差。

（6）個(gè)別房屋結(jié)構(gòu)體系不合理；如：結(jié)構(gòu)是局部框架與砌體房屋組合、砌體房屋與單層構(gòu)件混凝土排架結(jié)構(gòu)組合。

4.2抗震構(gòu)造措施

由于我國(guó)的建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范經(jīng)歷了4次修訂，其抗震設(shè)防的目標(biāo)和要求及其構(gòu)造措施均在不斷提高和完善。

（1）由于抗震規(guī)范GBJ11-89于1992年7月以后才正式實(shí)施，在1991年以前按抗震規(guī)范TJ11-78設(shè)置的構(gòu)造柱比較少，多數(shù)房屋僅在樓梯間四角、橫墻與外縱墻交接處設(shè)置。這主要是由于該規(guī)范把構(gòu)造柱作為超高的措施運(yùn)用。抗震規(guī)范GBJ11-89和GB50011-2022把構(gòu)造柱和圈梁一起作為約束脆性磚墻而達(dá)到提高多層砌體房屋整體抗震能力的構(gòu)件，按照這兩本抗震規(guī)范設(shè)計(jì)的多層砌體校舍的構(gòu)造柱設(shè)置較為合理，但也存在內(nèi)縱墻構(gòu)造柱設(shè)置偏少的問(wèn)題。

（2）多層砌體房屋校舍中樓（屋）蓋中采用預(yù)制鋼筋混凝土空心板，其鋼筋混凝土空心板，其鋼筋混凝土圈梁設(shè)置非常重要。在1991年以前建造的多層砌體房屋校舍圈梁的設(shè)置不夠合理，基本上是有橫墻處才設(shè)置圈梁，使得圈梁間距均在9.0米以上。對(duì)于1991年以后建造的多層砌體房屋校舍，其圈梁設(shè)置較為合理，在縱墻承重的結(jié)構(gòu)體系的每開(kāi)間構(gòu)造柱設(shè)置的部位采用現(xiàn)澆板帶作為圈梁，形成了縱橫向圈梁與構(gòu)造柱相連接約束磚墻的作用。

（3）多層砌體房屋校舍中部分橫墻承重結(jié)構(gòu)的承重梁下沒(méi)有設(shè)置混凝土梁墊，雖然沒(méi)有出現(xiàn)承重梁下砌體因局部承壓不足產(chǎn)生的破壞，但是在地震作用下支承承重梁的墻體是薄弱環(huán)節(jié)，會(huì)率先破壞并導(dǎo)致樓板的垮塌。

5提高多層砌體校舍抗震能力的對(duì)策

（1）對(duì)于墻體砌筑砂漿強(qiáng)度小于1.0MPa的多層校舍建筑，考慮到其抗震能力較低和加固量涉及所有的墻體，其抗震加固費(fèi)用會(huì)超過(guò)新建工程的70%，以及存在由于砂漿強(qiáng)度太低很難達(dá)到加固效果和難滿(mǎn)足乙類(lèi)建筑的抗震設(shè)防要求等問(wèn)題，對(duì)這類(lèi)校舍房屋應(yīng)拆除重建。

（2）對(duì)于砌筑砂漿強(qiáng)度不小于1.0MPa的建筑，其磚墻抗震力與抗震設(shè)防要求有一定的差距，通過(guò)采取加固措施可以使結(jié)構(gòu)的抗震承載力滿(mǎn)足要求；同時(shí)，在結(jié)構(gòu)體系方面為預(yù)制鋼筋混凝土空心板的縱墻承重或總層數(shù)大于4層等，在抗震構(gòu)造上構(gòu)造柱、圈梁設(shè)置不合理的多層砌體校舍建筑，應(yīng)從提高房屋的整體抗震能力進(jìn)行整體加固，包括墻體加固、內(nèi)外縱墻增設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱和鋼拉桿以及樓梯間三面墻體加固等。

（3）對(duì)于砂漿強(qiáng)度等級(jí)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，其墻體抗震承載力也滿(mǎn)足設(shè)防要求，但存在構(gòu)造柱、圈梁設(shè)置不合理或樓梯間設(shè)置在端部等校舍工程，應(yīng)采取在內(nèi)外縱墻增設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱和鋼拉桿以及樓梯間三面墻體加固等的局部加固措施。

（4）對(duì)于結(jié)構(gòu)體系不合理、結(jié)構(gòu)布置不對(duì)稱(chēng)的校舍建筑，應(yīng)從改變結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系和改善結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性的抗震加固入手。對(duì)于樓梯間的加固應(yīng)根據(jù)樓梯間的位置確定加固方法：若樓梯間在轉(zhuǎn)角或房屋盡端，則不宜加得過(guò)強(qiáng)，可采用適當(dāng)加大配筋率的鋼筋網(wǎng)砂漿面層加固，也應(yīng)同時(shí)加固相鄰的橫向墻體，即不能使加固后樓梯間墻體較相鄰墻體的抗側(cè)力度增大很多而加重其破壞；若樓梯間在中部，則可采用鋼筋混凝土板墻加固。

（5）對(duì)于承重柱、梁、樓梯梁不滿(mǎn)足抗震承載力要求的以及樓板開(kāi)裂等混凝土構(gòu)件，應(yīng)采取增大截面或粘鋼等加固補(bǔ)強(qiáng)的措施。

（6）對(duì)墻體抗震承載能力和抗震構(gòu)造措施均滿(mǎn)足要求，但存在外墻滲漏、墻體