某中学砖混宿舍楼抗震鉴定及加固方法研究

2021-07-05李治辉薛学涛

河南建材 2021年6期

李治辉薛学涛

1河南省建筑科学研究院有限公司（450053）2河南省建筑工程质量检验测试中心站有限公司（450053）

0 引言

砖混结构的优缺点非常明确，优点是:砖是最小的标准化构件，对施工场地和施工技术要求低，可砌成各种形状的墙体，各地都可生产；缺点是:墙体容易产生裂缝，抗震性能稍微差一些，与框架结构相比较，其使用寿命和抗震等级都要低很多。通过调查表明，许多中学宿舍楼的砂浆强度偏低、整体性差，无构造柱圈梁等抗震构造措施，而且此类中学宿舍楼现有存量还非常大。因此，对既有中学宿舍楼进行安全和抗震鉴定并依据鉴定结果提出合理、科学的加固方案就显得尤为必要。文章以河南省某中学砖混宿舍楼为例，对此类中学宿舍楼的检测鉴定及加固处理进行探讨。

1 工程概况

河南省某中学宿舍楼主体结构形式为砖混结构，建造于20世纪50年代，基础采用条形基础，地上3层，1层楼面为木结构，2层为预制板楼面，屋面采用木结构屋架，建筑面积为2307m2，外立面见图1。所在地区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，场地土类别为Ⅱ类；设计地震分组为第二组，抗震设防类别为乙类。该房屋建筑平面布置呈规则的矩形平面，总长为49.5m，总宽为18.25m，其标准层平面图如图2所示[1]。

图1 房屋外立面

2 现场检测及鉴定

2.1 工程综合评定

图2 标准层平面图

该工程的检测主要是依据现行规范标准《建筑结构检测技术标准》（GB/T50344—2019）、《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292—2015）等，通过现场采集相关参数，为后期承载力验算及抗震计算提供数据支持。鉴定结果是根据现场检测结果以及承载力验算结果，并依据《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292—2015）以及《建筑抗震鉴定标准》（GB 50023—2009），对建筑物的安全性、综合抗震能力进行综合评定[2]。

2.2 平面图绘制

现场采用激光测距仪及钢卷尺对该房屋轴线尺寸、门窗洞口尺寸、房屋高度、砌体及混凝土构件的截面尺寸等进行测量，根据测量结果绘制建筑、结构平面示意图。

2.3 裂缝及房屋现状调查

对该房屋主要承重构件进行现场调查，发现主要裂缝出现在一层承重墙部位，而且多为竖向裂缝，其中一条裂缝的最大宽度达到2.5mm。部分墙体存在粉刷层脱落现象。

2.4 混凝土构件强度检测

采用回弹法。现场随机抽取混凝土构件进行混凝土强度检测，并依据《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292—2015）第4.3.5条的相关规定进行龄期修正，修正后现龄期混凝土强度推定值为18.8～20.1MPa[3]。

2.5 砖及砂浆强度检测

采用贯入法。现场每层随机抽取墙体构件，凿开墙体粉刷层，并用砂浆贯入阻力仪对砌体砌筑砂浆进行强度检测，所抽检砌筑砂浆抗压强度推定值为1.0～1.6MPa。现场采用回弹法，并用砖回弹仪对砖的抗压强度进行检测，所抽检砖的抗压强度平均值为8.29～9.68MPa。

2.6 房屋整体垂直度检测

依据《建筑变形测量规范》（JGJ8—2016）的相关规定，根据该结构的位置与观测条件，使用经纬仪、采用投点法进行房屋整体垂直度检测。检测结果表明，该房屋各测点顶点位移偏差最大为32mm，尚未超出《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292—2015）规定的结构侧向位移安全性限值要求，该房屋现阶段尚未产生明显的倾斜[4-6]。

2.7 地基基础检测

该房屋基础采用墙下条形基础，受制于现场场地条件，本次检测并未对该房屋进行基础开挖检测。该房屋建于20世纪50年代，至今已使用较长时间，房屋整体垂直度检测表明:该房屋现阶段尚未产生明显整体倾斜，上部承重结构及围护结构也未发现明显沉降裂缝，地基基础现阶段工作状态尚属正常。

2.8 抗震鉴定

该工程抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g。根据《建筑抗震鉴定标准》（GB 50023—2009）的相关规定，该房屋约建造于20世纪50年代，抗震设防类别为乙类，依据A类建筑抗震鉴定方法对其进行抗震鉴定分析。

2.9 结构体系

该房屋总高度约为11m，共3层，长度为49.5 m，宽为18.25m，高度宽比为0.60＜2.2，满足《建筑抗震鉴定标准》（GB50023—2009）第5.2.1、5.2.2条的规定；抗震横墙最大间距为6.5m，满足《建筑抗震鉴定标准》（GB50023—2009）第5.2.2条的规定[7-9]。

2.10 材料强度

所抽检砖构件的抗压强度平均值均大于7.5 MPa，满足《建筑抗震鉴定标准》（GB50023—2009）第5.2.3条的规定；所抽检砂浆构件的抗压强度推定值均大于1.0MPa，满足《建筑抗震鉴定标准》（GB 50023—2009）第5.2.3条的规定。

2.11 整体性连接构造

该房屋构造柱和圈梁设置不满足《建筑抗震鉴定标准》（GB50023—2009）第5.2.4、5.2.5条的规定；其他整体性连接构造均满足《建筑抗震鉴定标准》（GB50023—2009）第5.2.4条的规定。

2.12 局部易损易倒部位

该房屋部分承重墙门窗间距最小宽度不满足《建筑抗震鉴定标准》（GB50023—2009）第5.2.8条的要求。

其他局部尺寸及易损易倒部位均满足《建筑抗震鉴定标准》（GB50023—2009）第5.2.8条的规定。

综上所述，该房屋不满足第一级抗震鉴定要求。根据《建筑抗震鉴定标准》（GB50023—2009）第5.2节的规定，对该房屋进行第二级鉴定，并采用楼层抗震能力指数的方法进行第二级鉴定。经验算，该房屋综合抗震能力不满足抗震鉴定要求[10]。

3 加固处理方案

该宿舍楼在抗震鉴定时确定其后续使用年限为30年，依据鉴定结果，充分考虑现有结构实际情况，面对中学宿舍楼砖混结构大量存在的现实，此类校舍通过提高建筑结构综合抗震承载力和结构刚度，实施安全、经济、合理、有效的加固，才能满足抗震设防标准，并保证其在规定的后续使用年限内安全使用。

3.1 承载力不满足要求

当整片墙承载力不满足要求时，采用钢筋网水泥砂浆面层在墙体的一侧或者两侧进行加固。对于房屋中易损易倒部位以及部分门窗间距过小的承重墙:①支撑悬挑构件的墙体不符合鉴定要求时，宜在悬挑构件端部增设钢筋混凝土柱或组合柱加固；②隔墙无拉结或拉结不牢，可采用镶边、埋设钢夹套、锚筋或钢拉杆加固；当隔墙过长、过高时，可采用钢筋网水泥砂浆面层加固。