摘要:文章以瑞金市某辦公樓為例,通過調(diào)整墻段兩側(cè)洞口尺寸及位置,以調(diào)整墻段相對剛度來改變墻段承擔的地震剪力的處理方法,來滿足抗震承載力驗算要求。在不影響外觀及功能的基礎(chǔ)上,提高了教室的采光率,而采用常規(guī)加固方案投入較大,加固后對外觀及功能上造成影響,且在增加結(jié)構(gòu)剛度的同時增加了地震作用。

關(guān)鍵詞:砌體結(jié)構(gòu);抗震鑒定;抗震加固;地震剪力

中圖分類號:TU755

文獻標識碼:A

文章編號:1009-2374(2009)19-0154-02

我國是一個多地震的國家,地震活動的分布范圍十分廣泛,地震造成的危害不可忽視。在我國,砌體結(jié)構(gòu)廣泛應用于住宅、辦公樓、辦公樓、醫(yī)院等建筑中。歷次地震災害表明砌體結(jié)構(gòu)整體抗震性能差、延性低、易發(fā)生脆性破壞,造成了大量的人員傷亡及財產(chǎn)損失。

幾十年來,對房屋建筑的抗震加固,傳統(tǒng)上采用增設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱和圈梁、抗震墻、夾板墻、鋼拉桿、鋼支撐、鋼構(gòu)套,以及擴大受力構(gòu)件截面等方法,這些方法都會對原建筑外觀及功能造成影響,且在增加結(jié)構(gòu)剛度的同時增加了地震作用。

本文以瑞金市某辦公樓為例,對不滿足抗震要求的墻片,通過調(diào)整墻段兩側(cè)洞口尺寸及位置,以調(diào)整墻段相對剛度來改變墻段承擔的地震剪力的處理方法,來滿足抗震承載力驗算要求。

一、工程概況

瑞金市某辦公樓抗震設(shè)防烈度為7度,地震分組為第二組,基本地震加速度為0.10g。為四層局部五層磚混結(jié)構(gòu),實心磚墻承重,現(xiàn)澆混凝土樓屋面,墻下條形基礎(chǔ)和柱下獨立基礎(chǔ)。

該辦公樓一至四層層高為3.6m,局部五層層高為4.5m。門寬0.9m,高3.3m;窗寬1m或1.5m,高2.4m。平面布置示意圖如圖1所示:

二、結(jié)構(gòu)抗震鑒定

根據(jù)《建筑抗震鑒定標準》(GB50023-95)(以下簡稱《鑒定標準》),抗震鑒定方法分為兩級,第一級鑒定以宏觀控制和構(gòu)造為主進行綜合評價,第二級鑒定以抗震驗算為主結(jié)合構(gòu)造影響進行綜合評價。建筑物加固是根據(jù)建筑物的鑒定結(jié)論,針對建筑物的缺陷和損壞進行修復,以恢復或提高建筑物的安全性和耐久性。

(一)第一級鑒定

1.該辦公樓平面布置較為規(guī)則,結(jié)構(gòu)上沿(4、5)、(9、10)軸設(shè)置伸縮縫將整幢樓上部結(jié)構(gòu)完全分開為四層或五層的獨立結(jié)構(gòu),導致該辦公樓樓梯設(shè)置在各獨立結(jié)構(gòu)的盡端,不滿足《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB5011-2001)第7.1.7條。現(xiàn)場檢查一至三層(E)-(3-4)、(10-11)樓梯縱墻端部設(shè)置混凝土構(gòu)造柱,四、五層樓梯(E)軸縱墻端部未設(shè)置混凝土構(gòu)造柱,導致該片縱墻在(4、10)軸位置無約束,形成自由端,同時樓梯采用懸挑梁擱置梯板,構(gòu)成抗震薄弱部位。

2.該辦公樓一至四層層高為3.6m,局部五層層高為4.5m。房屋總高度及層數(shù)滿足《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB5011-2001)第7.1.2條和《建筑抗震鑒定標準》(GB50023-95)第5.1.1條7度抗震設(shè)防要求,但局部五層層高為4.5m,超過抗震要求3.6m。

3.房屋的高寬比滿足《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB5011-2001)第7.1.4條和《建筑抗震鑒定標準》(GB50023-95)第5.2.1條7度抗震設(shè)防要求。

4.房屋的結(jié)構(gòu)體系與墻體布置滿足《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB5011-2001)第7.1.7條和《建筑抗震鑒定標準》(GB50023-95)第5.2.1條要求。

5.房屋抗震橫墻的最大間距滿足《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB5011- 2001)第7.1.5條和《建筑抗震鑒定標準》(GB50023-95)第5.2.1條7度抗震設(shè)防要求。

6.墻體的砂漿強度等級滿足《建筑抗震鑒定標準》(GB50023- 95)第5.2.2條7度抗震設(shè)防要求“7度時超過三層時磚砌體不應低于M1”。

7.房屋每層的縱橫墻均設(shè)置閉合圈梁,圈梁截面高度符合《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB5011-2001)第7.3.4條要求。

8.承重的門窗間墻最小寬度為0.5m,外墻盡端至門窗洞邊的距離,不滿足《建筑抗震鑒定標準》(GB50023-95)第5.2.4條7度抗震設(shè)防時不小于0.8m的要求,但外墻盡端設(shè)有構(gòu)造柱。

9.辦公樓(1-9)軸一至三層抗震橫墻的間距不滿足《建筑抗震鑒定標準》(GB50023-95)第5.2.5條7度抗震設(shè)防、砂漿強度等級M5的要求;(1-9)軸四層及(10-14)軸抗震橫墻的間距滿足《建筑抗震鑒定標準》(GB50023-95)第5.2.5條7度抗震設(shè)防、砂漿強度等級M5的要求。

(二)第二級鑒定

第二級鑒定以抗震驗算為主結(jié)合構(gòu)造影響進行綜合評價。本工程采用中國建筑科學研究院的PKPM系列結(jié)構(gòu)軟件中PMCAD對該樓墻體進行承載力驗算。計算時,實心磚墻砌筑砂漿抗壓強度一至三層均取為M5.0,四、五層取為M2.5,磚抗壓強度取為MU7.5,震設(shè)防烈度為7度,地震分組為第二組,基本地震加速度為0.10g。 房屋整體依據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》根據(jù)樓、屋蓋類別及橫墻間距按剛性方案計算內(nèi)力,樓屋面荷載按設(shè)計要求和《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》取值。驗算結(jié)果表明沿軸線縱橫墻體大片墻抗震驗算均滿足要求。一至三層(E)-(2-9)軸縱橫墻交接處和一層(B)-(12-14)軸縱橫墻交接處,局部墻片由于相對側(cè)移剛度較大,產(chǎn)生水平地震剪力集中現(xiàn)象,導致抗震驗算不滿足要求。

三、抗震加固技術(shù)措施

對抗震驗算不滿足要求的一至三層(E)-(2-9)軸縱橫墻交接處和一層(B)-(12-14)軸縱橫墻交接處的局部墻片,通過調(diào)整墻段兩側(cè)洞口尺寸及位置,以調(diào)整墻段相對剛度來改變墻段承擔的地震剪力的處理方法,上述墻片抗震鑒定系數(shù)可達到要求。即將抗震驗算不滿足要求的一至三層(E)-(2-9)軸縱橫墻交接處的局部墻段兩側(cè)窗戶增高,從而改變墻段相對剛度來改變墻段承擔的地震剪力,達到抗震鑒定要求;在窗邊設(shè)置欄桿,以滿足安全要求;對一層(B)-(12-14)軸縱橫墻交接處抗震驗算不滿足要求的局部墻片,通過調(diào)整門位置,來改變墻段相對剛度來改變墻段承擔的地震剪力,達到抗震鑒定要求;對四、五層樓梯(E)軸縱墻端部增設(shè)混凝土構(gòu)造柱,對樓梯間懸挑梁端部增設(shè)混凝土柱。

四、結(jié)語

本文以瑞金市某辦公樓為例,通過調(diào)整墻段兩側(cè)洞口尺寸及位置,以調(diào)整墻段相對剛度來改變墻段承擔的地震剪力的處理方法,來滿足抗震承載力驗算要求。在不影響外觀及功能的基礎(chǔ)上,提高了教室的采光率,而采用常規(guī)加固方案投入較大,加固后對外觀及功能上造成影響,且在增加結(jié)構(gòu)剛度的同時增加了地震作用。因此該方法可作為采用砌體結(jié)構(gòu)的學校等對建筑功能要求較高的建筑物抗震加固的優(yōu)選方案。

參考文獻

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[2]中華人民共和國國家標準.建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB50011-2001)[S].

[3]中華人民共和國國家標準.砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50003-2001)[S].

[4]中華人民共和國國家標準.民用建筑與可靠性鑒定標準(GB50292-1999)[S].

作者簡介:宋維峰(1966-),男,瑞金市市建筑勘察設(shè)計院工程師,二級注冊建筑師,研究方向:建筑設(shè)計。