某砖混结构教学楼的抗震鉴定与加固设计

宋晋鹏，袁 慧

（1.山西建筑职业技术学院，山西 太原 030006；2.太原城市职业技术学院，山西太原 030027）

某砖混结构教学楼的抗震鉴定与加固设计

宋晋鹏1，袁 慧2

（1.山西建筑职业技术学院，山西 太原 030006；2.太原城市职业技术学院，山西太原 030027）

文章通过介绍砖混结构教学楼的抗震鉴定与加固过程，阐述了校舍抗震鉴定的基本流程及采用钢筋混凝土板墙加固设计的具体方法。

抗震鉴定；抗震加固；钢筋混凝土板墙

2008年震惊中外的5·12汶川大地震，给社会造成了巨大的人员伤亡和财产损失。地震中，由于学校、医院等人员密集场所的房屋建筑抗震设防水平偏低，造成了大量的人员伤亡。2010年青海玉树地震，学校又是重灾区。两次地震给无数个家庭带来了心灵上难以弥补的伤痛，也引起了社会各界对学校建筑抗震设计的广泛关注。依据汶川地震后新颁布的《建筑工程抗震设防分类标准》，幼儿园、小学、中学的教学用房以及学生宿舍和食堂，抗震设防类别应不低于重点设防类。按照国务院部署，2009年全国普遍开始对学校的既有建筑物展开大规模的抗震加固，下面以笔者曾经做过的工程为例，概括介绍砖混结构教学楼的抗震鉴定与加固设计。

一、工程概况

太原市某小学教学楼建于20世纪70年代，四层砖混结构。该教学楼长60m，宽15.78m，教室开间9m，进深6.3m，属于横墙很少的建筑物。教学楼一、二层层高为3.5m，三、四层层高为3.6m，室内外高差0.6m，建筑总高14.8m。楼（屋）盖为预制混凝空心板，基础采用条形基础，内外墙分别为240mm、370mm实心黏土砖墙。

二、结构抗震鉴定分析

根据《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）,该教学楼建于上世纪70年代，后续使用年限不应少于30年，简称A类建筑，应采用规范规定的A类建筑抗震鉴定方法。抗震鉴定分为两级，第一级鉴定应以宏观控制和构造鉴定为主进行综合评价，第二级鉴定应以抗震验算为主结合构造影响进行综合评价。

A类建筑的抗震鉴定，当符合第一级鉴定的各项要求时，建筑可评为满足抗震鉴定要求，不再进行第二级鉴定；当不符合第一级鉴定要求时，除规范有明确规定的情况外，应由第二级鉴定作出判断。

（一）一级鉴定的内容

经过现场检查及分析，该教学楼主要存在以下问题：

⑴该教学楼为乙类横墙很少的建筑物，8度设防区，房屋最大高度不应大于10m，层数不应多于3层。该教学楼层数及高度均超过规范要求。

⑵该教学楼1、2、3、4层抗震横墙最大间距9m，不满足《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009第5.2.2-1条的抗震横墙最大间距7m要求。

⑶根据设计图纸及现场检测：该教学楼虽设有圈梁、构造柱，但不符合现行抗震要求，房屋外墙转角及内外墙交接处未设置拉接钢筋，不能满足《建筑抗震设计规范》GB50011-2001（2008年版）第7.3节多层黏土砖房抗震构造措施的要求，结构达不到整体抗震设防的要求。

⑷根据设计图纸及现场检测，该教学楼承重的窗间墙的最小宽度为1.35m，不能满足《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009第5.2.8条承重窗间墙不宜小于1.5m的要求。

综上所述，该教学楼在一般规定层数、刚性体系、总高度、整体性连接构造、易引起局部倒塌的部件及其连接等方面不满足《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009第一级抗震鉴定要求。因此，该建筑一级抗震鉴定不合格，需进行二级鉴定。

（二）二级鉴定的内容

二级鉴定是在一级宏观鉴定后对建筑抗震能力的一种定量的分析，分为三种不同的抗震能力指数进行计算。

1． 楼层平均抗震能力指数βi=Ai／Abiξ0iλ。Ai是第i层的纵向或横向墙体1/2层高处截面的总面积，不含高宽比大于4的墙段（高宽比大于4的墙段等效刚度不考虑）。Abi是第i层的建筑平面面积。λ是烈度影响系数，6、7、8、9 度分别取 0.7、1.0、1.5 和 2.5。ξ0i是第i层的纵墙或横墙的基准面积率，其物理意义是符合抗震要求所需的最小面积率。显然βi≥1.0时，楼层平均抗震能力满足鉴定要求。

2． 楼层综合抗震能力指数βci=ψ1ψ2βi。ψ1是体型影响系数，可综合考虑房屋的规则性、刚性和连接的整体性等宏观抗震性能后确定，一般小于0.9。ψ2是局部影响系数，可综合考虑易引起局部倒塌的部位对结构整体的影响程度，如墙体局部尺寸、楼板梁的支撑长度、出屋面的小房间、悬挑构件的承重墙体等部位，取值一般在0.33～0.95之间。βci≥1.0时，楼层综合抗震能力满足鉴定要求。

3． 墙段综合抗震能力指数 βcij=ψ1ψ2βij。βij=Aij／Abijξ0iλ,βij是第 i层 j墙段抗震能力指数，Aij是第i层第j墙段在1/2层高处截面面积，Abij是第i层第j墙段考虑楼盖刚度影响的从属面积（从属面积指墙体负担地震作用的面积）。当βcij≥1.0时，楼层墙段综合抗震能力满足鉴定要求。

（三）对本工程二级鉴定的内容及结论

用2008版PKPM砌体结构鉴定加固设计软件对本工程进行二级鉴定的计算，各层的抗震能力指数见下表。

由下表可知，一至三层的βi、βci均小于1，不符合二级鉴定的要求。综合上述情况，该工程需进行抗震加固。

三、加固设计

1.本教学楼高度及层数均超过规范要求，应采用改变结构体系的加固方案，故该工程加固采用现浇钢筋混凝土板墙加固墙体的方法。考虑到该教学楼外部采用面砖装饰，在施工过程中尽量维持建筑物原状，所以对教学楼外墙单面（内侧）加混凝土板墙，内墙则采用双面加混凝土板墙的加固方案。

2．对梁与板暂时不进行加固（现场未发现梁、板出现受力裂缝及较大的挠度变形）。该教学楼楼面、屋面均采用预置钢筋砼板，为加强整体性且不过于加大建筑物荷载，仅在屋面板上方采用C25细石混凝土，φ6@250钢筋网做一层厚度为60mm的现浇叠合层。

3.原建筑物是内廊式布置，横向圈梁在走廊处未封闭，故在走道采用2根14a槽钢拉杆，在内横墙位置将梁拉通封闭。为保证预制板在大梁上的搭接长度，在梁两侧设置角钢支撑2L125X80X8。

4.板墙需设基础，与原建筑物基础埋深相同。

TU

A

1673-0046（2010）10-0165-02

各层抗震能力指数一览表