陳銘超 林德宏 柯晨輝 曾小勇

(福建省建筑科學(xué)研究院，福建 福州 350025)

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某中學(xué)宿舍樓結(jié)構(gòu)抗震鑒定及加固處理

陳銘超 林德宏 柯晨輝 曾小勇

(福建省建筑科學(xué)研究院，福建 福州 350025)

為了有效評(píng)價(jià)中小學(xué)校舍的結(jié)構(gòu)安全性，從材料強(qiáng)度、裂縫現(xiàn)狀、上部結(jié)構(gòu)、地基基礎(chǔ)等方面，對(duì)廈門市某中學(xué)學(xué)生宿舍樓進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)房屋作了抗震鑒定，最后給出了相應(yīng)的加固處理方案。

學(xué)生宿舍樓，抗震鑒定，承載力，加固處理

0 引言

在汶川地震中整個(gè)震區(qū)中小學(xué)校舍由于施工質(zhì)量、構(gòu)造措施不足等原因造成了大量的倒塌破壞，嚴(yán)重危害到了教師及學(xué)生的安全[1,2]。汶川地震過后，綜合考慮我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平以及社會(huì)發(fā)展的需求，《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》中明確提出了中小學(xué)校舍用房應(yīng)作為重點(diǎn)設(shè)防類進(jìn)行抗震設(shè)防的要求(由丙類提高到乙類)[3,4]。因此，對(duì)于中小學(xué)校舍的鑒定加固也提出了更高的要求。本文以某中學(xué)學(xué)生宿舍樓為例，在現(xiàn)場(chǎng)勘查的基礎(chǔ)上，進(jìn)行計(jì)算分析，得出鑒定結(jié)論，并提出相應(yīng)的加固處理建議。

1 工程概況

廈門市某中學(xué)學(xué)生宿舍樓現(xiàn)狀為5層帶1層半地下室的磚混結(jié)構(gòu)房屋，基礎(chǔ)采用墻下條形基礎(chǔ)，建筑面積約為1 582 m2，建于20世紀(jì)80年代初，為了解該樓的安全性及抗震性能，現(xiàn)對(duì)該宿舍樓進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全性鑒定。現(xiàn)狀房屋外觀見圖1。

房屋建筑平面布置呈規(guī)則的矩形平面,總長(zhǎng)為37.6 m，總寬為7.0 m，半地下室承重墻體為370 mm厚實(shí)心磚墻，1層～5層承重墻體為240 mm厚實(shí)心磚墻，半地下室層高為3.0 m，1層～6層層高均為3.3 m。房屋總高為19.8 mm。宿舍樓標(biāo)準(zhǔn)層平面圖見圖2。

現(xiàn)場(chǎng)檢查該樓結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀，該樓采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓、屋面板，每層設(shè)置閉合圈梁，外墻轉(zhuǎn)角、樓梯間四角、每隔一個(gè)開間的縱橫墻交接處及抬墻梁支座端部均設(shè)置構(gòu)造柱；門、窗洞口設(shè)置混凝土過梁；1層～5層～⑥軸承重縱墻落在1層抬墻梁上、未落地，1層～⑥抬墻梁截面尺寸為250 mm×600 mm；房屋承重墻體上下連續(xù)，房屋結(jié)構(gòu)布置較為合理，門窗洞口上下對(duì)齊，傳力路線明確。

2 現(xiàn)場(chǎng)檢查、檢測(cè)

2.1 材料強(qiáng)度以及鋼筋掃描檢測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)每層各抽取部分墻體構(gòu)件，鑿開墻體粉刷層，采用貫入式砂漿強(qiáng)度檢測(cè)儀檢測(cè)其砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度[5]，所檢半地下室至5層墻單構(gòu)件砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度推定值在0.8 MPa～6.1 MPa之間。采用磚回彈儀檢測(cè)部分墻體的粘土磚抗壓強(qiáng)度，結(jié)果表明所檢粘土磚強(qiáng)度推定值在10.3 MPa～10.8 MPa，滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)MU10的要求。

采用回彈法檢測(cè)部分梁構(gòu)件混凝土抗壓強(qiáng)度[6]，所檢梁?jiǎn)螛?gòu)件混凝土抗壓強(qiáng)度推定值在21.4 MPa～33.5 MPa之間，滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C20的要求。

現(xiàn)場(chǎng)抽取部分一層抬墻梁構(gòu)件量采用鋼卷尺測(cè)截面尺寸、采用磁感墻體探測(cè)儀掃描鋼筋分布，結(jié)果表明，所檢梁構(gòu)件截面尺寸、鋼筋根數(shù)、箍筋間距滿足設(shè)計(jì)要求。

2.2 裂縫現(xiàn)狀檢測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)全樓承重墻體進(jìn)行裂縫檢查，未發(fā)現(xiàn)明顯裂縫；重點(diǎn)對(duì)1層抬墻梁構(gòu)件進(jìn)行裂縫檢查，結(jié)果表明1層～⑥抬墻梁未發(fā)現(xiàn)肉眼可見的明顯裂縫，部分屋面層板板底局部開裂、有滲水痕跡，其余樓、屋面板及走道懸挑梁構(gòu)件檢查結(jié)果未發(fā)現(xiàn)肉眼可見的明顯裂縫。

2.3 上部結(jié)構(gòu)傾斜度觀測(cè)

根據(jù)《建筑變形測(cè)量規(guī)程》[7]的規(guī)定，采用全站儀對(duì)該樓進(jìn)行整體傾斜度觀測(cè),測(cè)量結(jié)果表明，該房屋各測(cè)點(diǎn)頂點(diǎn)位移最大值為1/726，均未超出鑒定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的結(jié)構(gòu)側(cè)向位移安全性限值，且各測(cè)點(diǎn)的傾斜方向不具有明顯一致性，該樓現(xiàn)階段尚未產(chǎn)生明顯的整體傾斜。

2.4 地基基礎(chǔ)

該樓基礎(chǔ)采用墻下條形基礎(chǔ)，受現(xiàn)場(chǎng)條件制約，本次檢測(cè)未對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行開挖檢查，該樓建于20世紀(jì)80年代，至今已使用時(shí)間較久，上部結(jié)構(gòu)傾斜度觀測(cè)結(jié)果表明該樓現(xiàn)階段尚未產(chǎn)生明顯整體傾斜，上部承重結(jié)構(gòu)及圍護(hù)結(jié)構(gòu)也未發(fā)現(xiàn)明顯沉降裂縫，地基基礎(chǔ)現(xiàn)階段工作狀態(tài)尚屬正常。

3 結(jié)構(gòu)抗震鑒定

該樓位于廈門市，抗震設(shè)防烈度為7度，該樓建于20世紀(jì)80年代初，后續(xù)使用年限為30年，使用功能為學(xué)生宿舍樓。根據(jù)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》[8](以下稱為《標(biāo)準(zhǔn)》)規(guī)定，按A類建筑抗震鑒定方法進(jìn)行抗震鑒定；根據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》[3]，該樓為學(xué)生宿舍樓，抗震設(shè)防類別劃分為重點(diǎn)設(shè)防類(乙類)，根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，應(yīng)按本地區(qū)設(shè)防烈度提高1度(8度)的要求核查其抗震措施?？拐鸫胧╄b定如下：

1)該樓層數(shù)為6層，總高度為19.8 m，房屋層數(shù)滿足但高度不滿足《標(biāo)準(zhǔn)》5.2.1條1款乙類設(shè)防的規(guī)定。

2)該樓最大橫墻間距為3.2 m,滿足《標(biāo)準(zhǔn)》5.2.2條1款要求；高寬比為2.8，不滿足《標(biāo)準(zhǔn)》5.2.2條1款結(jié)構(gòu)體系規(guī)定；房屋平、立面和墻體布置以及混凝土梁布置符合《標(biāo)準(zhǔn)》5.2.2條2,3款結(jié)構(gòu)體系規(guī)定。

3)現(xiàn)場(chǎng)所檢磚強(qiáng)度等級(jí)均不低于MU7.5，滿足《標(biāo)準(zhǔn)》5.2.3條要求；承重墻體的砌筑砂漿強(qiáng)度等級(jí)部分低于M1，不滿足《標(biāo)準(zhǔn)》5.2.3條要求。

4)該樓采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓、屋蓋，每層設(shè)置閉合圈梁；墻體布置在平面內(nèi)閉合；外墻四角及樓梯間四角設(shè)置構(gòu)造柱，每隔一個(gè)開間的橫墻與外墻交接處設(shè)置構(gòu)造柱；房屋墻體、構(gòu)造柱、圈梁及樓蓋、屋蓋的布置符合《標(biāo)準(zhǔn)》5.2.4條及5.2.5條房屋整體性連接構(gòu)造要求。

5)承重門窗間墻最小寬度及外墻盡端至門窗洞邊的距離符合《標(biāo)準(zhǔn)》5.2.8條1款易引起局部倒塌的部件及其連接構(gòu)造要求。

以上分析表明，該樓高度、高寬比不滿足抗震構(gòu)造要求，且房屋高寬比大于3，根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》5.2.10條規(guī)定，該樓上部結(jié)構(gòu)綜合抗震能力不滿足抗震鑒定要求，應(yīng)對(duì)房屋采取加固或其他相應(yīng)措施。

4 承載力驗(yàn)算

采用PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件對(duì)該樓進(jìn)行承載力驗(yàn)算，抗震設(shè)防烈度為7度，地震分組按現(xiàn)行規(guī)范取為第三組；場(chǎng)地類別取為Ⅱ類；基本風(fēng)壓取為0.70 kN/m2；地面粗糙度類別取為B類。樓面恒荷載按現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際做法取值，宿舍樓樓面活荷載取為2.0 kN/m2，不上人屋面活荷載取為0.5 kN/m2;墻體砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度及混凝土抗壓強(qiáng)度按現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢測(cè)結(jié)果取值,實(shí)心磚墻抗壓強(qiáng)度取為MU10；房屋整體依據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[9]根據(jù)樓、屋蓋類別及最大橫墻間距小于32 m，按剛性方案計(jì)算內(nèi)力；其余計(jì)算參數(shù)均按規(guī)范要求進(jìn)行取值。

5 鑒定結(jié)論

綜上所述，通過對(duì)該學(xué)生宿舍樓的現(xiàn)場(chǎng)檢查、檢測(cè)、抗震措施鑒定以及承載力驗(yàn)算，該宿舍樓主要存在以下幾個(gè)問題：

1)該樓部分屋面層板板底局部開裂、有滲水痕跡；

2)該樓高度、高寬比不滿足抗震構(gòu)造要求；

3)承重墻體的砌筑砂漿強(qiáng)度等級(jí)低于標(biāo)準(zhǔn)要求；

4)驗(yàn)算結(jié)果表明，1層～2層部分墻體、1層個(gè)別抬墻梁承載力不滿足結(jié)構(gòu)安全性要求。

6 加固處理

根據(jù)鑒定結(jié)論，充分考慮現(xiàn)有結(jié)構(gòu)實(shí)際情況以及加固后結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，對(duì)結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行分析，按以下方案進(jìn)行加固處理：

1)屋面板裂縫處鑿除砂漿粉刷層，結(jié)構(gòu)膠灌注封閉裂縫,后粘貼碳纖維布補(bǔ)強(qiáng)以防后期滲漏;

2)半地下室室內(nèi)及室外1.5 m范圍內(nèi)地面標(biāo)高提高800 mm，以降低建筑整體高度；

3)半地下室部分抬墻梁下新增部分縱墻落地，上部部分縱墻窗洞砌筑封堵；

4)對(duì)于砂漿強(qiáng)度低于標(biāo)準(zhǔn)要求以及承載力不足的承重墻體，采取鑿除粉刷層后采用單面鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固;

5)部分縱橫墻交接處及門洞邊增設(shè)構(gòu)造柱，并與圈梁及墻體可靠連接。

[1] 宋 杰.上海市中小學(xué)校舍抗震鑒定及加固策略[J].施工技術(shù),2010(6):96-98.

[2] 陸守明,劉少斌,江德明.常德市某中學(xué)磚混結(jié)構(gòu)宿舍樓抗震鑒定及加固[J].四川建筑科學(xué)研究,2013(2):129-131，140.

[3] GB 50223—2008，建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4] GB 50011—2010，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[5] DBJ 13—72—2006，貫入法檢測(cè)砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程[S].

[6] DBJ/T 13—71—2015，回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程[S].

[7] JGJ 8—2016，建筑變形測(cè)量規(guī)范[S].

[8] GB 50023—2009,建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[9] GB 50003—2011，砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

The seismic identification and reinforcement treatment of a middle school dormitory building

Chen Mingchao Lin Dehong Ke Chenhui Zeng Xiaoyong

(FujianBuildingScienceInstitute,Fuzhou350025,China)

In order to effectively evaluate the structure safety of primary and secondary schools, from the material strength, crack status, upper structure, foundation and other aspects, this paper made field test to a middle school student dormitory in Xiamen, and according to the test results made seismic identification to housing, finally gave corresponding reinforcement scheme.

student dormitory, seismic identification, bearing capacity, reinforcement treatment

1009-6825(2017)13-0042-02

2017-02-15

陳銘超(1989- )，男，碩士，助理工程師； 林德宏(1983- )，男，工程師； 柯晨輝(1987- )，男，助理工程師； 曾小勇(1985- )，男，工程師

TU352

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