黃灝HUANG Hao
(上海市普陀區(qū)建筑業(yè)管理中心,上海 200333)
隨著《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GB50023-2009和《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》JGJ116-2009的頒布實(shí)施,我國(guó)房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的實(shí)際測(cè)定工作也迎來(lái)了全新發(fā)展時(shí)期。正是由于我國(guó)房屋建筑結(jié)構(gòu)實(shí)際使用壽命普遍較長(zhǎng),因此需要工作人員進(jìn)一步提升房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震性能,尤其是提升房屋建筑外部砌體結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。我國(guó)政府相關(guān)管理部門(mén)需要結(jié)合建筑抗震要求,合理完善具體的技術(shù)規(guī)范以及技術(shù)指標(biāo),主要目的則是為了形成較為體系化的建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)以及其他系列的技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。
在我國(guó)政府相關(guān)管理部門(mén)所制定的《鑒定標(biāo)準(zhǔn)》之中,明確提出了建筑后續(xù)使用年限的相關(guān)概念,并且結(jié)合建筑使用年限以及抗震性的合理制定了房屋的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)以及建筑結(jié)構(gòu)的整體分類(lèi)形式,結(jié)合《鑒定標(biāo)準(zhǔn)》之中的細(xì)節(jié)內(nèi)容可以將現(xiàn)有房屋建筑后續(xù)使用年限劃分為如下三個(gè)檔次:
在我國(guó)上世紀(jì)70年代及以前所建造的相關(guān)房屋建筑的后續(xù)使用年限不應(yīng)少于30年,實(shí)際使用年限理應(yīng)控制在50年左右;在我國(guó)上世紀(jì)80年代所建造各種現(xiàn)有建筑,實(shí)際后續(xù)使用年限理應(yīng)控制在40年左右,甚至是更長(zhǎng)。后續(xù)使用年限30年的建筑(簡(jiǎn)稱(chēng)A類(lèi)建筑),應(yīng)按《鑒定標(biāo)準(zhǔn)》各章規(guī)定的A類(lèi)建筑抗震鑒定方法。
房屋建筑工程實(shí)際抗震鑒定分為兩級(jí),第一級(jí)鑒定與第二級(jí)鑒定之間是層層遞進(jìn)的關(guān)系。
房屋建筑抗震等級(jí)的實(shí)際鑒定方法以及主要的鑒定標(biāo)準(zhǔn)可以劃分為諸多層次,但是實(shí)際鑒定要求以及主要鑒定目標(biāo)可以劃分為兩級(jí),主要采用先減后繁、先易后難的形式,解決房屋建筑抗震性能實(shí)際測(cè)定工作之中的細(xì)節(jié)問(wèn)題。此類(lèi)房屋建筑抗震性能鑒定方法實(shí)際使用范圍較為廣泛,具體的應(yīng)用效果非常明顯。同時(shí),此類(lèi)鑒定方法可以將房屋建筑的抗震結(jié)構(gòu)問(wèn)題與抗震承載力驗(yàn)算數(shù)據(jù)進(jìn)行緊密融合與對(duì)接。
房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震能力以及抗震性能的第一級(jí)鑒定應(yīng)該以宏觀控制和結(jié)構(gòu)鑒定為主要的鑒定依據(jù),并且采取全面化的評(píng)價(jià)策略以及評(píng)價(jià)手段,對(duì)房屋建筑整體結(jié)構(gòu)的抗震能力進(jìn)行綜合評(píng)定與研究。第一級(jí)鑒定屬于房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震概念方面的初級(jí)鑒定,其中包含房屋建筑高度、房屋建筑層數(shù)以及相應(yīng)建筑面積的測(cè)量與評(píng)定,在第一級(jí)鑒定之中也包含了對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)體系以及構(gòu)建性能等諸多方面的實(shí)際要求?,F(xiàn)有建筑宏觀控制和構(gòu)造鑒定的基本內(nèi)容及要求,應(yīng)符合下列規(guī)定:
①當(dāng)房屋建筑工程平面立面以及實(shí)際建筑質(zhì)量并不能夠滿(mǎn)足相應(yīng)工作標(biāo)準(zhǔn)以及抗震性能檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)之時(shí),需要針對(duì)房屋建筑工程墻體抗測(cè)力構(gòu)建實(shí)際布置位置,進(jìn)行合理研究與分析,避免房屋建筑工程墻體抗測(cè)力構(gòu)件布置位置出現(xiàn)不對(duì)稱(chēng)問(wèn)題。
②工作人員需要檢查房屋建筑工程整體結(jié)構(gòu)體系,并且認(rèn)真查找每一處死角之中的這些問(wèn)題。由于一部分房屋建筑工程的實(shí)際建設(shè)環(huán)節(jié)之中,整體抗震性能普遍就好,但是局部抗震性能卻不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)。因此,工作人員需要認(rèn)真檢查房屋不同樓層、不同位置、不同結(jié)構(gòu)主體的實(shí)際抗震性能。
③檢查房屋建筑結(jié)構(gòu)材料實(shí)際達(dá)到的抗震性能等級(jí)以及強(qiáng)度等級(jí),當(dāng)實(shí)際檢驗(yàn)結(jié)果低于規(guī)定最低要求時(shí),工作人員以及檢驗(yàn)人員需要采取特殊化處理對(duì)策。
④房屋建筑工程層數(shù)較多,樓層位置比較特殊,則需要適當(dāng)調(diào)整房屋建筑工程地震性能檢測(cè)的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)。
⑤當(dāng)房屋建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸以及結(jié)構(gòu)橫、縱截面形式不符合抗震要求時(shí),工作人員應(yīng)該逐漸提高某一配件的抗震鑒定要求。
第二級(jí)鑒定應(yīng)該以房屋建筑抗震性能驗(yàn)算為主,并且結(jié)合房屋建筑構(gòu)造影響,開(kāi)展綜合性評(píng)價(jià)工作以及鑒定工作。同時(shí),相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)注意,開(kāi)展第二級(jí)鑒定工作,應(yīng)該在保證第一級(jí)鑒定結(jié)果合理性、科學(xué)性的前提之下,合理開(kāi)展相應(yīng)專(zhuān)業(yè)化建設(shè)工作。上部結(jié)構(gòu)第二級(jí)鑒定一般采用以下方法:
①構(gòu)造不符合第一級(jí)鑒定要求的,采用綜合抗震能力指數(shù)的方法進(jìn)行第二級(jí)鑒定。
②根據(jù)材料實(shí)際強(qiáng)度等級(jí)、構(gòu)件現(xiàn)有截面尺寸進(jìn)行結(jié)構(gòu)現(xiàn)有抗震承載力驗(yàn)算。
③考慮構(gòu)造影響后,對(duì)結(jié)構(gòu)綜合抗震能力進(jìn)行鑒定。
在房屋建筑工程正式開(kāi)展施工建設(shè)工作之前,相關(guān)施工單位必須要明確房屋建筑工程抗震性能的整體要求,并且結(jié)合我國(guó)政府相關(guān)管理部門(mén)所下發(fā)的各類(lèi)指示以及指令性文件內(nèi)容,完善房屋建筑工程抗震加固工作具體流程。針對(duì)于隨時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)的房屋建筑工程倒塌問(wèn)題,工作人員需要做好事前評(píng)估與處理,并且制定應(yīng)急事故處理預(yù)案,遵循基本的工作程序以及加工流程,合理開(kāi)展房屋建筑工程結(jié)構(gòu)加固工作。
一般情況下,房屋建筑工程的地震反應(yīng)主要依賴(lài)于自身結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與剛度,真正決定房屋建筑工程靠著能力的最重要因素,在于房屋建筑結(jié)構(gòu)本身的側(cè)向強(qiáng)度與延性。
房屋砌體結(jié)構(gòu)的加固方法多種多樣,施工單位只有結(jié)合房屋建筑工程施工建設(shè)整體要求,合理完善砌體結(jié)構(gòu)的加固工作流程,才能從根本上提升房屋建設(shè)工程的抗震性能,提高房屋建筑工程整體經(jīng)濟(jì)效益,進(jìn)一步延長(zhǎng)房屋建筑實(shí)際使用壽命,本文將詳細(xì)介紹幾種較為常見(jiàn)的房屋建筑工程砌體結(jié)構(gòu)加固方法。
2.2.1 直接加固方法
①鋼筋混凝土外加層加固法。
鋼筋混凝土外加層加固法主要是用于工藝較為簡(jiǎn)單,砌體結(jié)構(gòu)加固要求較低的一部分房屋建筑工程,如果房屋建筑工程對(duì)抗震性能的要求較高,或者是房屋建筑工程整體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,則不適宜采用鋼筋混凝土外加層加固法。在工作人員以及技術(shù)操作人員正式應(yīng)用鋼筋混凝土外加層加固法之前,首先需要明確房屋建筑工程砌體的實(shí)際承載能力及抗壓能力,隨后選擇硬度合適的鋼筋材料,合理調(diào)整混凝土原材料的配合比例。由于不同房屋建筑工程所面臨的具體建設(shè)問(wèn)題有所不同。因此,在相關(guān)工作人員應(yīng)用鋼筋混凝土外加層加固法的過(guò)程中,也需要考慮到鋼筋混凝土外加層加固法的實(shí)際應(yīng)用范圍以及技術(shù)應(yīng)用局限性。
②鋼筋水泥砂漿外加層加固法。
鋼筋水泥砂漿外加層加固法要求工作人員率先把磚墻表面的粉刷層剔除之后,隨后在磚墻兩側(cè)鋪設(shè)?4~8mm的鋼筋網(wǎng)片,在鋼筋網(wǎng)片之上涂抹水泥砂漿,從而穩(wěn)定鋼筋網(wǎng)片的具體位置,避免鋼筋網(wǎng)片出現(xiàn)脫落問(wèn)題或者是位置偏移問(wèn)題。鋼筋水泥砂漿外加層加固法與鋼筋混凝土外加層加固法的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程大同小異,但是鋼筋水泥砂漿外加層加固法的應(yīng)用效果較為明顯。
③增設(shè)扶壁柱加固法。
增設(shè)扶壁柱加固法與鋼筋混凝土外加層加固法、鋼筋水泥砂漿外加層加固法的實(shí)際使用流程存在較大差異。在應(yīng)用增設(shè)扶壁柱加固法的過(guò)程中,工作人員需要考慮鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的整體承壓能力,并且在鋼筋承壓范圍之內(nèi),合理增設(shè)一定數(shù)量的扶壁柱,從而達(dá)到加固整個(gè)房屋建筑整體結(jié)構(gòu)的目的。
2.2.2 間接加固方法
①無(wú)粘結(jié)外包型鋼加固法。
應(yīng)用無(wú)粘結(jié)外包型鋼加固法要求技術(shù)操作人員使用水泥砂漿,將角鋼粘貼在受荷磚柱的四周位置,并且使用專(zhuān)業(yè)化工具,及時(shí)卡緊角鋼具體位置,隨后去掉卡扣,粉刷水泥將用于保護(hù)角鋼結(jié)構(gòu)。
無(wú)粘結(jié)外包型鋼加固法相比于增設(shè)扶壁柱加固法而言,屬于一種較為傳統(tǒng)的房屋建筑結(jié)構(gòu)整體加固方法,無(wú)粘結(jié)外包型鋼加固法的主要優(yōu)點(diǎn)于房屋建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)量普遍較少,可以在短時(shí)間之內(nèi)合理維持房屋建筑的整體穩(wěn)定性。
②預(yù)應(yīng)力撐桿加固法。
預(yù)應(yīng)力撐桿加固法可以極大幅度的提升房屋建筑工程砌體的承壓能力以及抗震性能。應(yīng)用此類(lèi)加固方法,可以穩(wěn)定加固砌體柱,一旦地震襲來(lái),房屋建筑工程外圍砌體依然可以保持較高穩(wěn)定性。
本工程為建于20世紀(jì)80年代的某學(xué)校教學(xué)及辦公樓。五層磚混結(jié)構(gòu),一層~五層層高均為3.4m,室內(nèi)外高差0.45m,女兒墻高0.9m。主要門(mén)寬0.9m,窗寬2.4m,平面呈近似成矩形。平面圖見(jiàn)圖1?;A(chǔ)為樁基,采用400×400預(yù)制方樁,條型基礎(chǔ)梁承臺(tái)。
上部采用縱橫墻混合承重,墻厚240。樓面為預(yù)制混凝土多空板,屋面為混凝土現(xiàn)澆板,板厚均為100mm。
本工程位于7度區(qū),0.1g,IV類(lèi)場(chǎng)地,抗震設(shè)防類(lèi)別為乙類(lèi)。
經(jīng)過(guò)對(duì)該房屋進(jìn)行抗震鑒定,其鑒定結(jié)果如表1。
①材性檢測(cè)結(jié)果表明,該房屋砌筑磚強(qiáng)度等級(jí)均評(píng)定為MU10,砌筑砂漿強(qiáng)度等級(jí)一~五層為M2.5;
②建筑變形測(cè)量結(jié)果表明,房屋局部測(cè)點(diǎn)傾斜率大于《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2011)中規(guī)定的限值4‰,但小于《危險(xiǎn)房屋鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ125-2016)規(guī)定的限值1%;
圖1房屋平面布置示意圖
表1樓層縱橫向墻體綜合抗震能力指數(shù)計(jì)算結(jié)果
③根據(jù)第一級(jí)鑒定,房屋砌體墻段局部尺寸、構(gòu)造柱設(shè)置、樓蓋形式等抗震措施不滿(mǎn)足《標(biāo)準(zhǔn)》要求,第二級(jí)鑒定,各層縱橫向綜合抗震能力指數(shù)小于1;房屋多項(xiàng)抗震措施不滿(mǎn)足《標(biāo)準(zhǔn)》要求,主要包括:房屋總層數(shù)、總高度、房屋構(gòu)造柱的設(shè)置、房屋的樓屋蓋形式及房屋砌體墻段的局部尺寸;房屋綜合抗震能力不滿(mǎn)足抗震鑒定要求,應(yīng)對(duì)該房屋采取加固或其他相應(yīng)措施。
針對(duì)該房屋,對(duì)于磚砌體結(jié)構(gòu),該房屋沒(méi)有設(shè)置構(gòu)造柱,砂漿強(qiáng)度較低,可以采用的方法為①鋼筋混凝土外加層;②鋼筋水泥砂漿外加層;③外加構(gòu)造柱等。
對(duì)于鋼筋混凝土外加層,對(duì)建筑凈空的減少較大,業(yè)主一般不愿接受,對(duì)于外加構(gòu)造柱加固法,由于施工麻煩,而且影響建筑美觀。而鋼筋水泥砂漿外加層,可以只是輕微減小建筑凈空,而且施工簡(jiǎn)單成熟,經(jīng)濟(jì)性也較好,綜合分析比對(duì)采用該種方法加固。
對(duì)于鋼筋水泥砂漿外加層法加固,在墻體交接處,采用鋼筋加強(qiáng)帶的措施進(jìn)行加固(根據(jù)建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程(JGJ116-2009),做了加強(qiáng)帶可以不做構(gòu)造柱)。
對(duì)于裝配式樓板,鑿除裝配的面層,上澆注40mm鋼筋混凝土整澆面層(做成裝配整體式),這樣對(duì)磚混結(jié)構(gòu)的抗震整體性能有較大的提高。經(jīng)加固后,驗(yàn)算該房屋的抗震承載力,其結(jié)果滿(mǎn)足現(xiàn)行規(guī)范要求。
地震造成了巨大的損失,教訓(xùn)慘痛,對(duì)房屋震害的認(rèn)識(shí)是以巨大的代價(jià)獲得的,但是現(xiàn)在我國(guó)的既有建筑中,砌體結(jié)構(gòu)類(lèi)型在總結(jié)構(gòu)的類(lèi)型的比例還不是很低,而且部分砌體(尤其是磚砌體結(jié)構(gòu))圈梁構(gòu)造柱等抗震構(gòu)造措施都未布置,這對(duì)房屋的抗震是極為不利的。同時(shí),隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和我國(guó)國(guó)民對(duì)自身安全憂(yōu)患意識(shí)的提高,我國(guó)的抗震鑒定與加固技術(shù)也亟待理論和技術(shù)上的提高,新的加固技術(shù)也紛紛出現(xiàn),我國(guó)的抗震加固工作取得了巨大成就,據(jù)建設(shè)部抗震辦公室統(tǒng)計(jì),經(jīng)過(guò)加固的工程,有的己經(jīng)受了地震的考驗(yàn),實(shí)踐證明抗震加固與不加固大不一樣,抗震加固確是保證生產(chǎn)發(fā)展和人民生命安全積極而有效的措施。