汶川地震后某中学校舍抗震加固改造

蒋孝明

1 概述

在5◦12汶川大地震中，各震区大量房屋建筑经受了不同程度的考验，也出现了不同层次的损伤，尤其是在这次地震中大规模中小学校舍的倒塌，使大量中小学生遇难，给国人留下了深刻的教训。根据最新国标GB 50223-2008建筑工程抗震设防分类标准中的相关规定，教育建筑中的中小学校舍等应提高一级进行抗震设防，即由原来的“一般设防类”提高到“重点设防类”。故需要对原有的中小学校舍进行排查鉴定、抗震加固以提高教育建筑的综合防灾能力。

2 工程实例

浙江省某中学校舍于1988年8月竣工并投入使用，砖混结构，砖墙承重结构体系，基础为水泥砂浆砌筑毛石基础，楼屋面板为混凝土预制空心板、不上人屋面。基础墙身采用机制红砖，用M7.5水泥砂浆砌筑;上部砖墙用M7.5混合砂浆砌筑。建筑平面大体呈直线形，总长度39.6 m，总宽度为14.2 m，共4层，总建筑面积为1 535 m2，建筑总高度14.0 m，各层层高均为3.5 m。

3 结构排查鉴定

3.1 基础检测

该校舍基础采用水泥砂浆毛石基础，建筑物所在场地为Ⅱ类场地，该房屋建造在对抗震有利的地段。同时上部结构及构件没有由于地基的不均匀沉降引起的裂缝和倾斜现象;且未发现房屋基础明显老化、腐蚀、开裂、折断等不良情况，故该地基基础符合不进行抗震加固的情形。

3.2 上部结构检测

从外观观察，发现部分墙体与圈梁之间存在较为明显的裂缝，预制空心板拼接处裂缝较大，承重梁没有出现较为明显的裂缝;通过直接取样法对墙体水泥砂浆的强度和砖砌体强度进行检测，检测结果表明该校舍砌筑砂浆和砖砌体强度能较好的满足原设计要求;采用钢筋探测仪对承重梁的钢筋分布进行检测，检测结果表明该建筑物的承重主梁、挑梁的主筋和箍筋的配置与原设计图基本吻合。

根据排查鉴定报告和验算结果表明，该校舍多数承重墙的抗震承载力不足，部分承重墙受压承载力不足;承重梁抗弯、抗剪能力满足结构承载力要求，同时也满足抗震要求;楼板与楼板、楼板与建筑物墙体等结构之间的整体性较差，需进行抗震加固处理。同时校方提出将2层和3层⑩轴南面的横向承重墙拆除，将原来两个小办公室改造成一个大开间的办公室。

4 加固改造

4.1 楼板加固

该校舍楼板采用预制空心板，鉴于预制空心板相互之间整体性相对较差，抗震能力较薄弱，故采用粘贴CFRP进行整体性加固。通过对预制楼板拼接处进行粘贴，使相邻两块预制板合二为一，大幅提高楼板的整体抗震能力和耗能能力。加固时取200 mm宽的CFRP进行骑缝粘贴，并在CFRP两端设置附加锚固措施。粘贴时注意将楼板的粉灰层凿除，同时为了加强预制楼板与承重墙之间的整体性，将预制板拆去，并采用现浇的方式将拆去部分的楼板补上，将楼板和承重墙体采用高性能水泥复合砂浆钢筋网连接成整体。施工时注意将墙体表面粉刷层除去，具体做法如图1所示。

4.2 墙体加固

墙体的加固采用“喷射钢筋混凝土墙”的加固方式，具体为在砌体墙两侧或一侧喷射混凝土组合层，从而大幅度提高墙体的承载力和抗震变形能力，形成“砌体—混凝土”组合剪力墙体系，提高结构的整体刚度和延性，使其满足抗震设防要求。对该校舍外墙进行单面加固来保护原外立面，对内墙进行双面加固也为室内改造提供便利条件。采用喷射混凝土的施工工艺，具体加固做法如图2所示。

4.3 结构改造

由于需将⑩轴南面的横向承重墙拆除，这样就改变了荷载的传递途径，故需要设置托换梁来传递荷载。综合考虑各方面因素，其托换方式采用在墙两端增加钢筋混凝土附壁柱、原横向承重墙两侧布置钢筋混凝土梁的做法，混凝土强度等级采用C30，梁柱的混凝土通过纵向砖缝、拉结洞和圈梁咬合共同工作，梁主筋伸入附壁柱两端而锚固，柱中部与纵墙墙体采用φ 10@400拉结并与外侧钢筋网进行焊接，CGM1浆灌孔，上部与圈梁连接。托换梁和圈梁采用钢筋进行拉结，使得圈梁与托换梁形成一个整体以共同承受荷载，经计算满足抗震承载力要求。附壁柱与托换梁、纵墙的连接做法如图3所示。托换梁与楼板的连接做法如图4所示，并在横墙新增托换梁下方的托换梁的模板凿洞搭槽钢，间距为1.5 m。在附壁柱、托换梁达到75%以上强度后，才能拆除⑩轴南面的横向承重墙。

5 结语

对于此类教育建筑的抗震加固工程，需要制定合适的加固改造方案，注意对各种加固改造方案进行比较，采取最为合适的加固改造措施，以获得良好的加固改造效果。在加固改造之前，应对建筑物的结构特征、几何尺寸以及使用情况和损坏情况进行详细的调查和检测。在加固改造时，采取可靠的措施保证新老构件之间的相互连接，使其共同协调受力，并注意满足架构抗震构造要求。在施工时应注意将墙体、楼板等需要加固的结构构件的外粉刷层清理干净。

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