多层砌体校舍抗震鉴定与加固研究

摘要：本文首先研究了抗震鉴定应注意的问题：设防烈度、多层砌体结构重点核查内容，然后指出抗震加固的几个问题：注重抗震加固概念设计、合理选择抗震加固设计方案、抗震加固方法要适用、可行。本文的研究成果希望对相关工程技术人员提供一定的参考价值。
关键词：多层砌体结构加固抗震
中图分类号： u457+.3 文献标识码： a 文章编号：
2008年汉川大地震后，不少中小学校舍出现较大程度的损伤、倒塌，造成巨大的财产与生命损失，在社会上引起广泛而深远的影响。鉴于地震对学校建筑造成的严重损失，2008年修订的《建筑工程抗震设防分类标准》（gb50223-2008）按照“对学校、医院、体育场馆、博物馆、文化馆、图书馆、影剧院、商场、交通枢纽等人员密集的公共服务设施，应当按照高于当地房屋建筑的抗震设防要求进行设计，增强抗震设防能力”的要求，提高了中小学建筑的的抗震设防类别，把中小学校舍由原来的标准设防（丙类）提高到应不低于重点设防类（乙类），则在抗震鉴定和抗震加固设计中应提高其抗震措施。同时在2012年7月20日的在扬州江苏扬州发生的4.9级地震，然我们明确的感受到地震就在我们身边，因此如何对多层砌体结构进行抗震鉴定与加固的研究势在必行，本文对多层砌体校舍抗震鉴定与加固进行研究，希望对相关工程技术人员提供一定的参考价值。
1抗震鉴定应注意的问题
1.1设防烈度
对于中小学建筑，6-8度应按比本地区设防烈度提高一度的要求核查其抗震措施，9度时应适当提高要求。抗震措施是指除地震作用计算和抗力计算之外的抗震设计内容，包括内力调整和抗震构造措施。
《建筑抗震设计规范（2008年版）》（gb50011-2001）规定：建筑场地为i类时，甲、乙类建筑应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。而《建筑抗震鉴定标准》[20]中规定：i类场地上的丙类建筑，7-9度时，构造要
求可降低一度。需注意的是，i类场地时仅对丙类建筑的构造要求可以降低一度，甲、乙类建筑不予降低。因此，对于i类场地上的中小学建筑，《建筑抗震鉴定标准》的规定比《建筑抗震设计规范（2008年版）》要严格。只有区分清楚进行抗震鉴定时须遵循的设防烈度，才能对抗震措施进行正确核查。
1.2多层砌体结构重点核查内容
（1）总层数和总高度
目前中小学校舍建筑结构形式以砌体结构居多，砌体结构的层数对震害有明显影响。海城和唐山地震中，相邻的砖房，四一五层的比二一三层的破坏要严重，倒塌的比例也高得多。因此，对于多层砌体结构的中小学建筑，需重点检查其层数是否超限，当其层数超过规定限值时，应改变结构体系或减少层数。在具体应用时，例如评定b类砌体校舍时应注意到《建筑抗震鉴定标准》第3.1条正文“对教学楼、医疗用房等横墙较少的房屋总高度，应比表3.1的规定降低3m，层数相应减少一层；各层横墙很少的房屋，还应再减少一层”，同时还应注意到《建筑抗震鉴定标准》（gb50023-2008）表3.1下面的注2：乙类设防时应允许按本地区设防烈度查表，但层数应减少一层且总高度应降低3m。这两点须同时满足。“横墙较少”指的是同一楼层内开间大于4.2m的房间占该层总面积的40%以上，“横墙很少”指的是同一楼层内开间大于4.2m的房间占该层总面积的80%以上。例如，某小学砖砌体结构教学楼，抗震设防烈度为8度，b类，5层，总高度巧.4m。在评定层数和总高度的合理性时，按8度b类查规范的层数及总高度限值表3.1，层数和高度限值分别为六层和18m。应比表内数值减少2层和6m，由于属于乙类建筑，同时又是横墙较少，因此层数限值为四层，高度限值为12m。此教学楼应提高对综合抗震能力的要求或提出采取改变结构体系等抗震设防措施。
对于6、7度时采用蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖砌体的房屋，《建筑抗震设计规范（2008年版）》规定：房屋层数应比粘土砖房屋减少一层，高度应减少3m，且钢筋混凝土构造柱应按增加一层层数所对己的粘土砖房屋设置。例如，某中学宿舍楼，抗震设防烈度为7度，c类建筑，原设计按mu10烧结砖，层数为7层，高度为21.3m。后按当地墙改办要求，变更为mu10蒸压粉煤灰砖。根据上述规定，本来应将房屋层数减少2层、高度降低6m，变更后总层数不应超过5层，高度不应超过15m。但设计单位在出具设计变更时，疏忽了此规定，未减少层数和高度，导致设计不符合规范要求。
（2）楼梯间位置
楼梯是最重要的逃生通道之一，坟川地震灾害表明，现有的楼梯设计与构造过于薄弱，反而起阻碍逃生的作用，在抗震鉴定中必须重视对楼梯间位置的检查。楼梯间墙体缺少各层楼板的侧向支撑，有时还因为楼梯踏步消弱楼梯间墙体。尤其是顶层，墙体有一层半的高度，震害更严重。因此在多层砌体结构抗震鉴定时，要核查楼梯间是否布置在房屋的尽端及转角处，如是，应采取加固措施。
（3）局部尺寸
根据《建筑抗震鉴定标准》（gb50023-2008）的规定，对于中小学建筑，6-8度应按比本地区设防烈度提高一度的要求核查其抗震措施，9度时应适当提高要求。砌体结构局部尺寸限值属抗震措施，其核查应满足此项规定。例如，某中学砖砌体结构教学楼，抗震设防烈度为8度，b类。其局部尺寸应按9度来进行评定。承重门窗间墙最小宽度限值1.5m，承重外墙尽端至门窗洞边最小距离为2.0m，内墙阳角至门窗洞边最小距离为2.0m。一般的教学楼很难满足这些要求，应采取加固措施。
（4）出屋（墙）面部位
在汉川大地震中，由于女儿墙甩落、挑檐雨棚等悬挑构件倒塌造成的人员伤亡也是较多的，因此在中小学校舍的抗震鉴定中，应注意对此部分的连接可靠性进行必要的检测鉴定。包括出入口或通道处女儿墙和门脸装饰物是否有锚固措施，处屋面的楼梯间、电梯间和水箱间等小房间。在常规检测中，这些部件是极易被忽视的，应引起注意。
2抗震加固的几个问题
2.1.注重抗震加固概念设计
抗震加固设计与新建工程一样，其良好的抗震概念是非常重要的，良好的抗震概念设计应贯彻抗震加固设计的始终。
提高既有建筑的综合抗震能力是抗震加固的基本原则。综合抗震能力包括结构体系与结构布置的合理性，结构构件承载能力与变形能力，抗震构造措施的合理性和链接的可靠性等。在抗震结构加固方案阶段应根据检测鉴定结果确定原结构抗震能力存在的问题和薄弱环节，探讨和提出使结构达到抗震设防目标所采取的加固方案。加固方案应尽可能消除原结构的平面和竖向不规则、结构体系不合理、薄弱层等不利的抗震因素，并应方便施工和减少对环境的不利影响。结构抗震性能取决于结构的整体抗震能力，并不是个别构件加固越强越能满足要求；抗震加固设计是结构的整体加固，应从整体上增强结构的抗震能力，避免个别构件失效后对周围构件的影响以及避免加固薄弱楼层后的相邻楼层出现新的薄弱楼层等。
2.2.合理选择抗震加固设计方案
应根据所加固工程的检测鉴定报告给出的结构抗震主要问题和抗震概念设计的要求，合理选择加固设计方案。
对于墙体砌筑砂浆强度小于0.5mpa的2层校舍建筑和墙体砌筑砂浆强度小于1.0mpa的3层及以上的校舍建筑，考虑到抗震能力较低和加固设计所有墙体，其抗震加固费用已经超过新建工程的70%，并且存在由于砂浆强度太低而很难达到加固效果等问题，建议对这类校舍建筑拆除重建。