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        某中學磚混宿舍樓抗震鑒定及加固方法研究

        2021-07-05 07:40:40李治輝薛學濤
        河南建材 2021年6期
        關(guān)鍵詞:標準結(jié)構(gòu)建筑

        李治輝 薛學濤

        1河南省建筑科學研究院有限公司(450053)2河南省建筑工程質(zhì)量檢驗測試中心站有限公司(450053)

        0 引言

        磚混結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點非常明確,優(yōu)點是:磚是最小的標準化構(gòu)件,對施工場地和施工技術(shù)要求低,可砌成各種形狀的墻體,各地都可生產(chǎn);缺點是:墻體容易產(chǎn)生裂縫,抗震性能稍微差一些,與框架結(jié)構(gòu)相比較,其使用壽命和抗震等級都要低很多。通過調(diào)查表明,許多中學宿舍樓的砂漿強度偏低、整體性差,無構(gòu)造柱圈梁等抗震構(gòu)造措施,而且此類中學宿舍樓現(xiàn)有存量還非常大。因此,對既有中學宿舍樓進行安全和抗震鑒定并依據(jù)鑒定結(jié)果提出合理、科學的加固方案就顯得尤為必要。文章以河南省某中學磚混宿舍樓為例,對此類中學宿舍樓的檢測鑒定及加固處理進行探討。

        1 工程概況

        河南省某中學宿舍樓主體結(jié)構(gòu)形式為磚混結(jié)構(gòu),建造于20世紀50年代,基礎(chǔ)采用條形基礎(chǔ),地上3層,1層樓面為木結(jié)構(gòu),2層為預(yù)制板樓面,屋面采用木結(jié)構(gòu)屋架,建筑面積為2307m2,外立面見圖1。所在地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計基本地震加速度為0.15g,場地土類別為Ⅱ類;設(shè)計地震分組為第二組,抗震設(shè)防類別為乙類。該房屋建筑平面布置呈規(guī)則的矩形平面,總長為49.5m,總寬為18.25m,其標準層平面圖如圖2所示[1]。

        圖1 房屋外立面

        2 現(xiàn)場檢測及鑒定

        2.1 工程綜合評定

        圖2 標準層平面圖

        該工程的檢測主要是依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范標準《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標準》(GB/T50344—2019)、《民用建筑可靠性鑒定標準》(GB50292—2015)等,通過現(xiàn)場采集相關(guān)參數(shù),為后期承載力驗算及抗震計算提供數(shù)據(jù)支持。鑒定結(jié)果是根據(jù)現(xiàn)場檢測結(jié)果以及承載力驗算結(jié)果,并依據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標準》(GB50292—2015)以及《建筑抗震鑒定標準》(GB 50023—2009),對建筑物的安全性、綜合抗震能力進行綜合評定[2]。

        2.2 平面圖繪制

        現(xiàn)場采用激光測距儀及鋼卷尺對該房屋軸線尺寸、門窗洞口尺寸、房屋高度、砌體及混凝土構(gòu)件的截面尺寸等進行測量,根據(jù)測量結(jié)果繪制建筑、結(jié)構(gòu)平面示意圖。

        2.3 裂縫及房屋現(xiàn)狀調(diào)查

        對該房屋主要承重構(gòu)件進行現(xiàn)場調(diào)查,發(fā)現(xiàn)主要裂縫出現(xiàn)在一層承重墻部位,而且多為豎向裂縫,其中一條裂縫的最大寬度達到2.5mm。部分墻體存在粉刷層脫落現(xiàn)象。

        2.4 混凝土構(gòu)件強度檢測

        采用回彈法?,F(xiàn)場隨機抽取混凝土構(gòu)件進行混凝土強度檢測,并依據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標準》(GB50292—2015)第4.3.5條的相關(guān)規(guī)定進行齡期修正,修正后現(xiàn)齡期混凝土強度推定值為18.8~20.1MPa[3]。

        2.5 磚及砂漿強度檢測

        采用貫入法。現(xiàn)場每層隨機抽取墻體構(gòu)件,鑿開墻體粉刷層,并用砂漿貫入阻力儀對砌體砌筑砂漿進行強度檢測,所抽檢砌筑砂漿抗壓強度推定值為1.0~1.6MPa?,F(xiàn)場采用回彈法,并用磚回彈儀對磚的抗壓強度進行檢測,所抽檢磚的抗壓強度平均值為8.29~9.68MPa。

        2.6 房屋整體垂直度檢測

        依據(jù)《建筑變形測量規(guī)范》(JGJ8—2016)的相關(guān)規(guī)定,根據(jù)該結(jié)構(gòu)的位置與觀測條件,使用經(jīng)緯儀、采用投點法進行房屋整體垂直度檢測。檢測結(jié)果表明,該房屋各測點頂點位移偏差最大為32mm,尚未超出《民用建筑可靠性鑒定標準》(GB50292—2015)規(guī)定的結(jié)構(gòu)側(cè)向位移安全性限值要求,該房屋現(xiàn)階段尚未產(chǎn)生明顯的傾斜[4-6]。

        2.7 地基基礎(chǔ)檢測

        該房屋基礎(chǔ)采用墻下條形基礎(chǔ),受制于現(xiàn)場場地條件,本次檢測并未對該房屋進行基礎(chǔ)開挖檢測。該房屋建于20世紀50年代,至今已使用較長時間,房屋整體垂直度檢測表明:該房屋現(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。

        2.8 抗震鑒定

        該工程抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計基本地震加速度為0.15g。根據(jù) 《建筑抗震鑒定標準》(GB 50023—2009)的相關(guān)規(guī)定,該房屋約建造于20世紀50年代,抗震設(shè)防類別為乙類,依據(jù)A類建筑抗震鑒定方法對其進行抗震鑒定分析。

        2.9 結(jié)構(gòu)體系

        該房屋總高度約為11m,共3層,長度為49.5 m,寬為18.25m,高度寬比為0.60<2.2,滿足《建筑抗震鑒定標準》(GB50023—2009)第5.2.1、5.2.2條的規(guī)定;抗震橫墻最大間距為6.5m,滿足《建筑抗震鑒定標準》(GB50023—2009)第5.2.2條的規(guī)定[7-9]。

        2.10 材料強度

        所抽檢磚構(gòu)件的抗壓強度平均值均大于7.5 MPa,滿足《建筑抗震鑒定標準》(GB50023—2009)第5.2.3條的規(guī)定;所抽檢砂漿構(gòu)件的抗壓強度推定值均大于1.0MPa,滿足《建筑抗震鑒定標準》(GB 50023—2009)第5.2.3條的規(guī)定。

        2.11 整體性連接構(gòu)造

        該房屋構(gòu)造柱和圈梁設(shè)置不滿足《建筑抗震鑒定標準》(GB50023—2009)第5.2.4、5.2.5條的規(guī)定;其他整體性連接構(gòu)造均滿足《建筑抗震鑒定標準》(GB50023—2009)第5.2.4條的規(guī)定。

        2.12 局部易損易倒部位

        該房屋部分承重墻門窗間距最小寬度不滿足《建筑抗震鑒定標準》(GB50023—2009)第5.2.8條的要求。

        其他局部尺寸及易損易倒部位均滿足《建筑抗震鑒定標準》(GB50023—2009)第5.2.8條的規(guī)定。

        綜上所述,該房屋不滿足第一級抗震鑒定要求。根據(jù)《建筑抗震鑒定標準》(GB50023—2009)第5.2節(jié)的規(guī)定,對該房屋進行第二級鑒定,并采用樓層抗震能力指數(shù)的方法進行第二級鑒定。經(jīng)驗算,該房屋綜合抗震能力不滿足抗震鑒定要求[10]。

        3 加固處理方案

        該宿舍樓在抗震鑒定時確定其后續(xù)使用年限為30年,依據(jù)鑒定結(jié)果,充分考慮現(xiàn)有結(jié)構(gòu)實際情況,面對中學宿舍樓磚混結(jié)構(gòu)大量存在的現(xiàn)實,此類校舍通過提高建筑結(jié)構(gòu)綜合抗震承載力和結(jié)構(gòu)剛度,實施安全、經(jīng)濟、合理、有效的加固,才能滿足抗震設(shè)防標準,并保證其在規(guī)定的后續(xù)使用年限內(nèi)安全使用。

        3.1 承載力不滿足要求

        當整片墻承載力不滿足要求時,采用鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層在墻體的一側(cè)或者兩側(cè)進行加固。對于房屋中易損易倒部位以及部分門窗間距過小的承重墻:①支撐懸挑構(gòu)件的墻體不符合鑒定要求時,宜在懸挑構(gòu)件端部增設(shè)鋼筋混凝土柱或組合柱加固;②隔墻無拉結(jié)或拉結(jié)不牢,可采用鑲邊、埋設(shè)鋼夾套、錨筋或鋼拉桿加固;當隔墻過長、過高時,可采用鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固。

        3.2 整體構(gòu)造不滿足要求

        在地震力作用下,墻體與構(gòu)造柱之間產(chǎn)生的摩擦力會與地震力相抵,構(gòu)造柱與圈梁在砌體結(jié)構(gòu)中會形成類似框架結(jié)構(gòu)的體系,會增強砌體結(jié)構(gòu)的變形能力。當構(gòu)造柱與圈梁布置不合理時,墻體容易因抗剪能力不足而發(fā)生剪切破壞。因此通過增設(shè)構(gòu)造柱及圈梁并與墻體形成可靠的連接的方式來提高整體抗震能力[11]。

        3.3 墻體裂縫的處理

        對墻體出現(xiàn)的裂縫采用壓漿法及灰縫鑲嵌鋼筋法進行加固處理。

        4 結(jié)語

        文章以河南省某中學磚混宿舍樓為例,對此類建筑進行安全性及抗震鑒定時的工作流程進行了整體分析,探討了此類建筑普遍存在的一些問題及相對應(yīng)的加固方法,為同類建筑的抗震鑒定以及抗震加固提供參考。

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