结构抗震鉴定与加固设计

肖艳

摘 要：汶川地震后，中小学建筑结构的抗震鉴定与加固设计引起了广大社会人士的关注，对中小学校舍开展抗震加固、提高综合防灾能力建设，使学校校舍达到重点设防类抗震设防标准。本文结合某教学建筑结构加固工程实例，详细介绍了结构的抗震鉴定和加固设计，以望能为类似工程提供参考。

关键词：现场检测；抗震鉴定；抗震加固

随着我国社会经济的发展，建筑业也取得了巨大的发展，许多建筑结构的抗震能力也得到了提高。但仍有着大量的建筑结构存在不同程度的抗震能力问题，如果出现强烈的地震，将会造成严重的生命和财产的损失。因此，对现有的建筑结构进行抗震鉴定和加固是非常有必要的。如何對现有建筑结构的抗震能力进行鉴定和加固也成为了一个急需解决的问题，基于此，笔者进行了相关介绍。

1 工程概况

某中学教学楼建筑物平面为39.9m×14.4m，原建筑面积为1804平方米，现浇混凝土楼（屋）盖，混凝土强度等级为C20。教室进深6m，开间9m，走廊宽2.4m，1～3层层高为3.4m，教学楼设计总高度10.3m，内、外墙厚度均为240mm。原建筑抗震设防类别为丙类，现抗震设防类别为乙类。抗震鉴定类别为A类，后续使用年限为30年，抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度0.20g，抗震设计地震分组为第一组。建筑结构的安全等级为二级，地面粗糙度为B类，建筑场地类别为II类。建筑平面布置图如图1所示。

图1 教学楼建筑平面布置图

2 现场检测结果

2.1 地基与基础

在进行现场检测时，对该教学楼的地基与基础进行了检测，未发现该教学楼所采用的条形基础有明显的倾斜、变形、裂缝等缺陷，未出现腐蚀、粉化等不良现象。上部结构未发现由于不均匀沉降造成结构构件的开裂和倾斜，建筑地基和基础无静载缺陷，地基主要受力层范围内部不存在软弱土、液化土和严重不均匀土层，非抗震不利地段，地基基础基本完好。

2.2 现状调查

对该教学楼进行现状调查时，发现该教学楼建筑现状基本完好，墙体无严重酥碱和明显歪闪，未发现返潮等不良现象，其支撑大梁的墙体无竖向裂缝，承重墙及交接处无明显裂缝。内外装饰面表观平整、无裂缝，楼、屋盖构件无明显变形和严重开裂，梁板未见露筋、保护层脱落、酥碱等现象。屋面防水层现状基本完好，未发现漏水现象。

3 结构抗震鉴定

3.1 第一级鉴定

采用《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）规定的A类建筑抗震鉴定方法对该建筑结构进行抗震鉴定，鉴定结论如下：

（1）建筑的总高度、层数和各层层高。该建筑总高度超过鉴定标准规定10m的限值，层数超过鉴定标准规定的三层。该建筑地上三层，为8度地区横墙很少的乙类建筑，各层层高均为3.4m，符合抗震规范中砌体结构3.6m层高的规定；（2）抗震横墙最大间距。该教学楼最大抗震横墙间距为9m，符合鉴定标准规定的A类砌体结构房屋现浇混凝土楼（屋）盖的抗震横墙最大间距是11m的要求；（3）房屋的高宽比。鉴定标准要求的房屋高宽比限值是2.0，该教学楼的高宽比为0.7，满足要求；（4）房屋承重窗间墙和外墙近端至门窗洞间的距离。该校舍距离为2.1m和1.3m分别大于规范限值1.5m和1.0m，满足要求；（5）承重墙体的砖和砂浆的强度等级。承重墙砖的强度等级为MU10>MU7.5（规范值），满足要求；混合砂浆的强度等级为M1.0，规范规定8，9度时砂浆强度不小于M1.0满足要求。

3.2 第二级鉴定

（1）楼层平均抗震能力指数

横墙间距和房屋宽度均超过或其中一项超过第一级鉴定限值的房屋，可采用楼层平均抗震能力指数方法进行第二级鉴定。楼层平均抗震能力指数公式如下：

βi=Ai/Abiζoiλ （1）

式中，βi为第楼层纵向或横向墙体平均抗震能力指数；Ai为第i楼层纵向或横向抗震墙在层高1/2处净截面积的总面积，不包括高宽比大于4的墙段截面面积；Abi为第楼层建筑平面面积；ζoi为第楼i层纵向或横向抗震墙的基准面积率，按《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）附录B采用；λ为烈度影响系数。

运用式（1）计算出楼层平均抗震能力指数如表1，2所示。

表1纵向墙体楼层平均抗震能力指数

表2横向墙体楼层平均抗震能力指数

（2）楼层综合抗震能力指数

现有结构体系、楼（屋）盖整体性连接、圈梁布置和构造及易引起局部倒塌不符合第一级鉴定的要求，可采用楼层综合抗震能力指数方法进行第二级鉴定。楼层综合抗震能力指数应按下式计算：

βci=φ1φ2βi （2）

式中，βci为第楼层的纵向或横向墙体综合抗震能力指数；φ1为体系影响系数，按照《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）有关规定取值；φ2为局部影响系数，按照《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）有关规定取值；运用公式（2）计算出楼层平均抗震能力指数。

4 抗震加固分析

现有的校舍经过第一级和第二级鉴定不满足要求且无法拆除或改变使用功能，需继续使用，经设计计算，为了保证原有楼层墙体加固后刚度不致发生突变，同时要求加固后结构造型美观，可采用双面钢筋网水泥砂浆面层或双面钢筋混凝土板墙对所有纵横墙进行了全面加固，提高结构的整体性和抗震能力，延长结构的使用寿命。

钢筋网水泥砂浆加固法，面层的材料和构造如下：

（1）砂浆强度等级采用M10，面层的厚度为40mm；（2）双面加固层的钢筋网为Φ6@300，双向；（3）采用Φ6@900的S形穿墙锚筋，呈梅花状分布；（4）钢筋网的横向钢筋遇有门窗洞口时，将两侧的横向钢筋在洞口闭合；（5）钢筋网四周与大梁、楼板、墙或柱可靠连接，采用锚筋、插入短筋或拉结筋等方式连接；（6）竖向钢筋连续贯通穿过楼板，在楼板处采用集中配筋方式穿过。

5 结论

综上所述，对现有建筑结构的抗震鉴定和加固设计是提高建筑结构抗震能力的主要方法，也是国家抗震防灾的主要工作，直接关系到广大人民群众的生命财产安全。加固设计前，必须对原结构进行全面的检测、鉴定，检测出原结构主要承重构件的实际强度、不均匀沉降及构件损伤情况，并进行抗震验算，把检测及计算结果作为制定结构加固方案的依据，以保证建筑结构的抗震性能，保障居民的生命财产安全。

参考文献

[1]范恩巧.砌体结构抗震鉴定与加固改造[D].河北工程大学.2014

[2]莫振林，林东，邓正宇，任然，康景文.某办公楼抗震鉴定与加固设计分析[J].工程抗震与加固改造. 2013（02）