丁長鑫，高金宇，王寶媛

（長春工程學(xué)院土木工程學(xué)院，長春130012）

1 工程概況

某教學(xué)樓建于1990年，該樓系一幢3層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，采用柱下條形基礎(chǔ)，房屋樓面及屋面板均為鋼筋混凝土預(yù)制多孔板，建筑面積為942m2，整體結(jié)構(gòu)呈矩形，總長度為28.3m，總寬度為14.85m，平、立面形狀基本規(guī)則，經(jīng)復(fù)核，房屋建筑平面軸線位置及構(gòu)件尺寸與原設(shè)計圖紙基本相符。欲確保該教學(xué)樓安全，使其在地震設(shè)防中達到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，滿足7度抗震乙類設(shè)防要求，根據(jù)房屋抗震加固改造提供的技術(shù)依據(jù)對房屋進行強度校核和抗震鑒定檢測，并提出相應(yīng)的抗震加固建議。

2 結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀調(diào)查復(fù)核

現(xiàn)場主要對房屋的建筑結(jié)構(gòu)布置、混凝土強度、構(gòu)件配筋情況、構(gòu)件完損狀況、房屋沉降與傾斜情況進行了檢測，軸線尺寸和各層層高基本符合原設(shè)計。

用5m鋼卷尺抽樣檢測梁柱截面尺寸，檢測結(jié)果中包含裝飾層厚度的估計誤差，多數(shù)梁柱的截面尺寸與原設(shè)計基本符合。

圖1 一層平面示意圖

3 房屋完損狀況調(diào)查

房屋內(nèi)、外墻面基本完好，局部有墻面裂縫情況發(fā)生；樓地面未見有明顯裂縫及損壞情況，房屋兩端與其他兩幢房屋間接壤的沉降縫處未見有任何沉降差異現(xiàn)象；屋面防水層完好，屋面板底亦未發(fā)現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象；窗、門未見變形損壞，也未發(fā)現(xiàn)有其他明顯異常情況。

3.1 傾斜測量情況

現(xiàn)場主要采用DSZ2水準(zhǔn)儀、J2－1經(jīng)緯儀對房屋不均勻沉降和房屋傾斜情況進行了測量，受測設(shè)條件所限，部分角點棱線的相對傾斜無法測量?，F(xiàn)場實地勘查，房屋基本完好，在外墻和梁柱表面未見裂縫等結(jié)構(gòu)缺陷，房屋角點棱線的相對傾斜率在0.22‰～0.60‰之間，無明顯傾斜規(guī)律，整體上傾斜率較小，均在規(guī)范的允許范圍內(nèi)。測量結(jié)果見表1。

表1 教學(xué)樓角點傾斜測量結(jié)果

3.2 材料檢測情況

房屋上部結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，混凝土設(shè)計強度為C18，框架梁截面尺寸在250mm×（850～1 050）mm 之間，框架柱截面尺寸均為400mm×300mm，框架填充墻為實心標(biāo)準(zhǔn)磚，混合砂漿砌筑；其余填充墻為200mm厚輕質(zhì)磚墻。該建筑為框架結(jié)構(gòu)，主要針對梁、柱的混凝土進行材料檢測，根據(jù)JGJ／T23—2001《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程》，通過對梁柱混凝土進行抽樣，采用回彈法進行強度檢測，從檢測結(jié)果可推定該建筑的混凝土強度可評定為C20，即混凝土強度達到原來的設(shè)計強度，檢測結(jié)果見表2。

表2 梁柱混凝土強度抽樣檢測結(jié)果（回彈法）

4 結(jié)構(gòu)體系鑒定及驗算

4.1 結(jié)構(gòu)抗震體系鑒定

本建筑框架結(jié)構(gòu)按二級抗震等級進行鑒定。建筑框架結(jié)構(gòu)全部為現(xiàn)澆混凝土，鑒定結(jié)果如下：

（1）框架為雙向布置，房屋局部為單跨框架。

（2）柱的截面寬度最小為300mm，箍筋加密區(qū)箍筋間距為100mm，箍筋直徑為6mm不滿足加密區(qū)箍筋最小直徑。

（3）砌體填充墻與柱剛性連接，砌體填充墻在平面內(nèi)和豎向的布置基本均勻?qū)ΨQ。

4.2 結(jié)構(gòu)抗震體系驗算

按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50023—2009《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》、GB 50223—2008《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》、GB 50011—2001，2008版《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》，考慮抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度0.1g，Ⅳ場地土，根據(jù)以上要求對該結(jié)構(gòu)進行抗震體系驗算，計算采用中國建筑科學(xué)研究院編制的PKPM系列結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件。計算主要條件如下：風(fēng)荷載：基本風(fēng)壓0.55kN／m2，C類粗糙度；屋面恒載：5.0kN／m2（預(yù)制板）；屋面活載：0.5kN／m2（不上人平屋面）；樓面恒載：3.5kN／m2（預(yù)制板及80厚現(xiàn)澆樓板）；樓面活載：電教室3.0kN／m2、走廊2.5kN／m2；樓梯恒載：6.5kN／m2；樓梯活 載：2.5kN／m2；墻體荷載：填充墻荷載根據(jù)墻體材料取2.5kN／m2和4.5kN／m2；混凝土強度：按照設(shè)計強度取C18。

按照抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)要求，程序計算結(jié)果如下。

4.2.1 自振特性

該房屋前三階自振周期及振型如表3所示，從表中看出，一階自振周期為0.93s，振型為南北向平動振型，二階自振周期為0.45s，振型為東西向平動振型，三階自振周期為0.29s，振型為扭轉(zhuǎn)振型，該房屋的自振特性在合理的范圍內(nèi)。

表3 房屋前三階自振周期

4.2.2 層間位移

房屋在多遇地震作用下的層間位移角驗算結(jié)果如表4所示，從表中看出，X向和Y向?qū)娱g位移角最大分別為1／954和1／538，基本滿足規(guī)范要求。

表4 房屋在多遇地震作用下層間位移角

4.2.3 柱承載力驗算

典型柱軸壓比及承載力驗算結(jié)果如表5所示。從驗算結(jié)果中可以看出，柱最大軸壓比為0.75，滿足抗震計算要求，但加密區(qū)箍筋設(shè)置不滿足要求。

4.2.4 梁承載力驗算

典型梁承載力驗算結(jié)果如表6所示，從驗算結(jié)果中可以看出，梁承載力均可以滿足要求。

5 該房屋抗震評定及加固建議

5.1 抗震評定

（1）受檢房屋結(jié)構(gòu)體系與原設(shè)計基本一致，軸線尺寸和各層層高基本符合原設(shè)計；主要受力截面尺寸與原設(shè)計基本符合；抽查結(jié)構(gòu)梁、柱實測配筋和混凝土保護層厚度與原設(shè)計基本符合；現(xiàn)場實測梁柱板混凝土推定值為C20。

（2）對房屋的抗震承載力進行了驗算，結(jié)果表明房屋的自振特性在合理的范圍內(nèi)，層間位移驗算可以滿足要求。

（3）柱箍筋加密區(qū)，箍筋直徑為6mm，不滿足抗震構(gòu)造加密區(qū)箍筋最小直徑要求。

5.2 抗震加固建議

（1）按照7度抗震設(shè)防下的重點設(shè)防類及B類建筑對該結(jié)構(gòu)體系及抗震構(gòu)造進行了鑒定，結(jié)果表明：柱端箍筋配筋面積尚有不足，加密區(qū)箍筋直徑過小，建議在底層柱端粘貼碳纖維布，改善柱的延性。

（2）對房屋寬度ω≥0.2mm裂縫進行封閉處理（裂縫寬度ω＜1mm注入修補膠液；ω≥1mm采用改性水泥注漿料），保證正常感觀和正常功能使用要求。

（3）西北角外置樓梯兩個方向均為單跨結(jié)構(gòu)，該樓梯為房屋主要通道，人員較為集中，為保證該樓梯的可靠性，應(yīng)進行適當(dāng)?shù)募庸烫幚?，對外置樓梯四角適當(dāng)增設(shè)落地支撐柱，增強樓梯的整體穩(wěn)定性。加固示意圖如圖2所示。

表5 典型柱軸壓比及承載力驗算結(jié)果

表6 典型梁承載力驗算結(jié)果

圖2 加固示意圖

6 結(jié)語

該房屋建筑結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件截面尺寸及配筋與原設(shè)計一致，整體施工質(zhì)量良好。房屋梁、柱混凝土強度滿足設(shè)計強度的要求，應(yīng)對底層柱及外置樓梯進行適當(dāng)加固。

在對工程進行檢測加固前一定要對建筑物的結(jié)構(gòu)特征、幾何尺寸、材料性能以及使用情況進行詳細的調(diào)查和檢測，為加固設(shè)計提供可靠的依據(jù)。

在加固設(shè)計時，應(yīng)充分考慮原設(shè)計規(guī)范和目前新規(guī)范之間的差異，重新建模計算，對原設(shè)計在新規(guī)定的條件下進行承載力復(fù)核和抗震驗算并根據(jù)實際條件提出相應(yīng)合理的加固建議。

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