黃彬

摘要：以某一多層砌體結(jié)構(gòu)教學(xué)樓為例，詳細(xì)介紹了建筑物安全性及抗震鑒定的內(nèi)容和檢測(cè)方法，分析其重點(diǎn)檢測(cè)、鑒定的部位，指出教學(xué)樓在安全性及抗震構(gòu)造缺陷、抗震能力等方面存在的主要問題，為蘇北地區(qū)中小學(xué)校舍的安全性及抗震鑒定提供一些建議與參考。

關(guān)鍵詞： 蘇北地區(qū)；砌體結(jié)構(gòu)；教學(xué)樓；安全性檢測(cè)；抗震鑒定

Abstract: taking a teaching building of multi-story masonry structure as an example, the paper introduces the building safety and the content of the aseismatic appraisal and testing method, analyzes the key parts of the monitor, identify, and points out that the teaching building in safety and seismic tectonic defects, seismic ability, the main problems of primary and middle schools in northern jiangsu province for the safety of the school and offers some Suggestions and aseismatic appraisal of the reference.

Key words: in northern jiangsu province; Masonry structure; Teaching building; Safety detection; Aseismatic appraisal

中圖分類號(hào)：TU352.1+1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1 概述

2008年四川省汶川縣發(fā)生8.0級(jí)大地震，造成大批建筑物倒塌或嚴(yán)重受損，其中有不少是學(xué)校砌體結(jié)構(gòu)教學(xué)樓，如聚源中學(xué)、鎣華中學(xué)等，均出現(xiàn)整座教學(xué)樓完全垮塌的現(xiàn)象，造成極為嚴(yán)重的人員傷亡。

我國江蘇省蘇北地區(qū)中小學(xué)建筑多建于20世紀(jì)80年代至2000年前后，大量采用砌體結(jié)構(gòu)，房屋建筑平面布局多呈矩形，基本采用單面外廊式，教室大多采用縱、橫墻混合承重、大開間、大開窗，端部、中部或轉(zhuǎn)角等處設(shè)樓梯間，抗震性能較差，其中有相當(dāng)一部分不能滿足目前的抗震設(shè)防要求，甚至不能滿足日常使用過程中的安全性要求，因此，對(duì)教學(xué)用房進(jìn)行安全性檢測(cè)及抗震鑒定成為十分緊要的工作。本文以一多層砌體教學(xué)樓為例，詳細(xì)介紹了建筑物安全性及抗震鑒定的主要內(nèi)容、檢測(cè)方法及側(cè)重點(diǎn)，指出教學(xué)樓在安全性及抗震構(gòu)造缺陷、抗震能力等方面存在的主要問題。

2 工程概況

江蘇省徐州新沂市某小學(xué)教學(xué)樓建于1998年，建筑平面布局為長方形(見下圖2.1)，東西長約61. 6m，南北長約9.8m，房屋共4層，檐高為14.4m，層高均為3.6m，砌體結(jié)構(gòu)，墻體采用普通粘土磚、混合砂漿砌筑，墻下素混凝土條形基礎(chǔ)，采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板樓、屋面，平屋面，總建筑面積約為2400m2，設(shè)防烈度為8度，場(chǎng)地類別為II類，有地勘報(bào)告，無正規(guī)設(shè)計(jì)圖紙及施工資料。

圖2.1 新沂市某小學(xué)教學(xué)樓

3 現(xiàn)狀調(diào)查檢測(cè)

3.1 場(chǎng)地及地基基礎(chǔ)

3.1.1 地基現(xiàn)狀檢查

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)該建筑上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)存在明顯的沉降裂縫、變形和位移現(xiàn)象，地坪面無沉降裂縫，場(chǎng)地?zé)o滑移跡象。

3.1.2 房屋垂直度檢測(cè)

采用投影法對(duì)房屋垂直度進(jìn)行測(cè)量，經(jīng)檢測(cè)，該樓傾斜率為0.8%~1.1‰，滿足規(guī)范要求。

3.2 建筑物結(jié)構(gòu)體系

該樓建造時(shí)無正規(guī)設(shè)計(jì)圖紙，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)房屋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和測(cè)繪，并繪制其建筑、結(jié)構(gòu)圖紙。

3.3 整體性連接構(gòu)造情況

(1) 墻體布置平面內(nèi)閉合，縱橫墻交接處無開裂、咬槎不良現(xiàn)象；

(2) 抗震橫墻最大間距為9m，房屋最大高寬比為2.26；

(3) 外墻四角、縱橫墻交接處均設(shè)有構(gòu)造柱。構(gòu)造柱中最小的截面尺寸為240mm×240mm，最小配筋為4B14，最大箍筋間距為200mm；

(4) 每層樓(屋)蓋沿縱橫墻頂均設(shè)有圈梁環(huán)通。圈梁的截面高度最小為180mm，最小配筋為4B12，最大箍筋間距為200mm；

(5) 樓屋蓋均采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，在墻上擱置長度為100~110mm，板上無鋼筋混凝土現(xiàn)澆疊合層。

3.4 外觀質(zhì)量普查結(jié)果

(1) 上部結(jié)構(gòu)承重砌體不空鼓、無嚴(yán)重酥堿和明顯歪閃；

(2) 支承大梁的墻體無明顯裂縫及壓碎跡象；

(3) 樓(屋)蓋構(gòu)件無明顯變形；

(4) 混凝土大梁表觀質(zhì)量較好，未發(fā)現(xiàn)有受彎、受剪等結(jié)構(gòu)性裂縫，無明顯變形、缺陷和損傷、腐蝕現(xiàn)象，鋼筋無銹蝕現(xiàn)象。

3.5 材料強(qiáng)度檢測(cè)

(1) 砌筑砂漿強(qiáng)度：采用貫入法進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)測(cè)，磚墻砌筑砂漿強(qiáng)度為2.6MPa~3.5Mpa；

(2) 粘土磚強(qiáng)度：采用回彈法進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)測(cè)，墻體粘土磚強(qiáng)度推定值為7.8MPa~9.5Mpa；

(3) 混凝土強(qiáng)度：采用取芯法進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)測(cè)，混凝土抗壓強(qiáng)度推定值為18.4MPa~23.1Mpa；

(4) 大梁配筋：采用電磁感應(yīng)法進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)測(cè)，教室內(nèi)大梁梁底主筋為3C25，箍筋為A8@200，保護(hù)層厚度為22mm~33mm。

4 安全性鑒定

4.1 第一層次(單個(gè)構(gòu)件)鑒定評(píng)級(jí)

根據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》第4.1.2，4.1.5條及第4.2、4.3節(jié)規(guī)定，單個(gè)構(gòu)件的安全性鑒定，應(yīng)按承載能力、構(gòu)造、不適于繼續(xù)承載的位移以及裂縫等四個(gè)檢查項(xiàng)目，分別評(píng)定每一受檢構(gòu)件的等級(jí)，并取其中最低一級(jí)作為該構(gòu)件的安全性等級(jí)。構(gòu)件承載力驗(yàn)算，按現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)材料強(qiáng)度，磚按MU7.5，砌筑砂漿按M2.5，采取驗(yàn)算與觀察檢查相結(jié)合的方法進(jìn)行鑒定。

該房單個(gè)構(gòu)件的安全性等級(jí)評(píng)定結(jié)果見表4-1：

表4-1 單個(gè)構(gòu)件安全性鑒定評(píng)級(jí)

單個(gè)砌體構(gòu)件 單個(gè)砼梁構(gòu)件 單塊板構(gòu)件

均為bu級(jí) 均為bu級(jí) 均為bu級(jí)

4.2 第二層次(子單元)鑒定評(píng)級(jí)

第二層次鑒定評(píng)級(jí)，劃分為地基基礎(chǔ)、上部承重結(jié)構(gòu)和圍護(hù)系統(tǒng)的承重部分三個(gè)子單元，分別按《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》第6.2、6.3、6.4節(jié)的規(guī)定進(jìn)行評(píng)定。該房子單元安全性鑒定評(píng)級(jí)結(jié)果見表4-2：

表4-2子單元安全性鑒定評(píng)級(jí)

名稱 評(píng)級(jí)項(xiàng)目 安全性

鑒定評(píng)級(jí)

地基基礎(chǔ) 上部結(jié)構(gòu)反應(yīng) 地基穩(wěn)定性 Au

建筑物上部無沉降裂縫 場(chǎng)地地基穩(wěn)定，無滑動(dòng)跡象

上部承重

結(jié)構(gòu) 構(gòu)件安全性等級(jí) 整體性等級(jí) 側(cè)向位移等級(jí) Bu

墻 梁 板 Bu Au

Bu Bu Bu

4.3 第三層次鑒定

鑒定單元安全性鑒定評(píng)級(jí)根據(jù)其地基基礎(chǔ)和上部承重結(jié)構(gòu)的安全性等級(jí)進(jìn)行評(píng)定，并取其中較低等級(jí)作為其安全性等級(jí)，見表4-3：

表4-3鑒定單元安全性鑒定評(píng)級(jí)

名稱 鑒定單元安全性鑒定評(píng)級(jí)項(xiàng)目 安全性

鑒定評(píng)級(jí)

地基基礎(chǔ) 上部承重結(jié)構(gòu) 圍護(hù)系統(tǒng)

鑒定單元 Au Bu Bu Bsu

5 抗震鑒定

該樓建于1998年，根據(jù)該建筑具體情況，按重點(diǎn)設(shè)防類(乙類)、B類建筑進(jìn)行抗震鑒定，抗震措施按9度進(jìn)行檢查，按設(shè)防烈度8度進(jìn)行抗震驗(yàn)算。

5.1 地基和基礎(chǔ)

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)察看，未發(fā)現(xiàn)墻體有因不均勻沉降而產(chǎn)生的裂縫及場(chǎng)地滑移跡象，無嚴(yán)重靜載缺陷，房屋垂直度滿足《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》中“當(dāng)H≤24m時(shí)，傾斜率允許值為4‰”的規(guī)定。

經(jīng)查閱本工程地質(zhì)勘探報(bào)告，地基主要受力層范圍內(nèi)土層分布穩(wěn)定，不存在軟弱土及液化土層，根據(jù)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》第4.2.2條，不再進(jìn)行地基基礎(chǔ)的抗震鑒定。

5.2 上部結(jié)構(gòu)

5.2.1 抗震措施鑒定 (見下表5-1)

表5-1抗震措施鑒定結(jié)果

從以上抗震措施鑒定結(jié)果得出，該樓抗震構(gòu)造措施中有多項(xiàng)不滿足要求，按《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GB 50023-2009第5.3.12條要求，采用樓層平均抗震能力指數(shù)方法、樓層綜合抗震能力指數(shù)方法和墻段綜合抗震能力指數(shù)方法，綜合考慮構(gòu)造的整體影響和局部影響，對(duì)現(xiàn)有砌體房屋進(jìn)行抗震分析。

(1) 樓層平均抗震能力指數(shù)的計(jì)算

根據(jù)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)范第5.2.13條，樓層平均抗震能力指數(shù)按下列公式計(jì)算：

βi=Ai/(Abiξ0iλ)

(2) 樓層綜合抗震能力指數(shù)的計(jì)算

a. 體系影響系數(shù)取值

根據(jù)抗震構(gòu)造鑒定及《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)范第5.2.14條表5.2.14-1的規(guī)定，體系影響系數(shù)取ψ1=0.765。

b. 局部影響系數(shù)取值

根據(jù)抗震構(gòu)造鑒定及《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)范第5.2.14條表5.2.14-1的規(guī)定，局部影響系數(shù)ψ2=0.9。

(3) 根據(jù)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)范第5.2.14條按下列公式計(jì)算樓層綜合抗震能力指數(shù)：

βci=ψ1ψ2βi

(4) 墻段綜合抗震能力指數(shù)的計(jì)算：

βcji=ψ1ψ2βij

βij=Aij/(Abijξ0iλ)

(5) 對(duì)該樓進(jìn)行抗震承載力計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表5-2

表5-2各層抗震承載力計(jì)算結(jié)果

5.3 綜合抗震能力評(píng)定

根據(jù)抗震措施鑒定結(jié)果及抗震承載力驗(yàn)算結(jié)果，按照《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》第5.1.4條的要求對(duì)該樓的抗震能力進(jìn)行綜合分析，其綜合抗震能力評(píng)定為不合格：即不滿足B類砌體結(jié)構(gòu)建筑抗震鑒定要求。

6 適修性評(píng)估

根據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》第3.3.4條及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、安全性及抗震鑒定結(jié)果，對(duì)該樓進(jìn)行適修性評(píng)估，見表6-1：

表6-1該教學(xué)樓適修性評(píng)級(jí)結(jié)果

子單元名稱 子單元中每種構(gòu)件 適修性評(píng)級(jí)結(jié)果

構(gòu)件名稱 安全性鑒定 抗震鑒定 子單元中每種構(gòu)件 子單元

地基基礎(chǔ) ------ Au 各樓層綜合抗震指數(shù)均<1.0，部分墻肢抗震承載力不足 ------

上部結(jié)構(gòu) 砌體結(jié)構(gòu) Bu

混凝土結(jié)構(gòu) Bu

圍護(hù)系統(tǒng) 砌體結(jié)構(gòu) Bu

鑒定單元適修性評(píng)級(jí)結(jié)果表

子單元適修性評(píng)級(jí)項(xiàng)目 評(píng)級(jí)結(jié)果

地基基礎(chǔ) 上部承重結(jié)構(gòu) 圍護(hù)系統(tǒng)

鑒定單元

Br

7 主要存在問題及處理建議

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、安全性鑒定及抗震鑒定結(jié)果，該教學(xué)樓目前主要存在以下影響結(jié)構(gòu)安全性的問題：

1、該建筑部分抗震構(gòu)造措施及綜合抗震能力不滿足國家現(xiàn)行規(guī)范的相關(guān)要求；

2、該建筑部分墻段實(shí)際的局部尺寸不滿足《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)要求；

3、該建筑房屋高寬比為2.26，超出《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的限值，不符合《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)范第5.3.3條的規(guī)定要求；

4、該建筑最大抗震橫墻間距為9.0m，不符合《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)范第5.3.3條中表5.3.3-1的規(guī)定要求；

5、該建筑樓蓋采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，空心板與圈梁或樓層梁的連接不到位，且缺少鋼筋混凝土疊合層與圈梁或樓層梁的整體連接，樓蓋整體性較差。

本建稍難修，修后的功能尚可達(dá)到現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求，所需總費(fèi)用不到新建造價(jià)的70%。適修性尚好，故建議進(jìn)行加固改造。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)用PDF形式查看。