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關鍵詞:砌體結構;抗震加固改造;抗震構造措施;改造設計
相應規范:《建筑抗震設計規范》(gb 50011-2010)
《砌體結構設計規范》(gb 50003-2011)
《建筑抗震鑒定標準》(gb 50023-2009)
0引言
醫療建筑屬于防災救災重點建筑,根據《建筑工程抗震設防分類標準》屬于乙類建筑。要求在遇到地震時使用功能不能中斷或需盡快恢復。乙類建筑,地震作用應符合本地區抗震設防烈度的要求;抗震措施,一般情況下,當抗震設防烈度為6~8度時,應符合本地區抗震設防烈度提高一度的要求,當為9度時,應符合比9度抗震設防更高的要求;地基基礎的抗震措施,應符合有關規定。對較小的乙類建筑,當其結構改用抗震性能較好的結構類型時,應允許仍按本地區抗震設防烈度的要求采取抗震措施。
對大連某醫院的磚混門診樓進行抗震鑒定和結構加固改造設計。
1 原建筑結構概況
大連某醫院門診樓修建于1984年并投入使用。主體為5層磚混結構,建筑面積約3000㎡,至今未進行過加固改造。當初設計時根據《建筑抗震設計規范》(gbj-89)大連地區屬于7度抗震設防地區,但并未按照提高一度的要求采取抗震措施。
門診樓主體長33.9米,寬12.0米,高19.8米,層高3.3米(建筑平面見圖1),局部有出屋面樓梯間。承重墻均采用燒結普通頁巖實心磚,外墻為370mm,內墻均為240mm。墻體在樓層標高處隔層設置圈梁,主體四角,樓梯間四角,橫墻與外墻交接處隔開間設置構造柱。房屋樓(屋面)板采用現澆鋼筋混凝土樓板。墻下采用毛石條形基礎,設有地圈梁,地面粗糙度為c,場地類別ⅱ類。
2 房屋抗震鑒定
工程采用b類建筑抗震鑒定方法;按抗震設防類別劃分為乙類建筑;抗震設防烈度為7度。根據《建筑工程抗震設防分類標準》(gb50223-2008)第4.0.3.2條款規定:醫療建筑屬于需要提高設防標準的建筑。因此,應該按照設防烈度8度要求核查抗震構造措施,并按7度,0.15g驗算其主體的地震作用。
第一級鑒定:本工程為5層建筑,高度為19.8米,滿足《抗規》7.1.2條規定。由于本建筑同一樓層內開間大于4.2米的房間面積占本層總面積的40%以上,屬于橫墻較少房屋。因此根據《抗規》7.3.1-3條對本建筑按增加一層要求設置構造柱。基礎和地基經檢測未發現問題。雖然縱橫墻對稱均勻布置,沿軸線平面內對齊,且沿豎向上下連續,未有局部退臺的布局,但不符合“房屋的端部和轉角處不宜設置樓梯間”的要求,房屋的整體性連接局部不符合要求,加強整體性的結構抗震構造措施不合格。
經現場觀察檢查發現,房屋存在以下幾點損壞情況:1.外墻皮破損脫落;2.女兒墻與屋面板間有明顯的縫隙;3.墻體存在豎向裂縫、斜裂縫、窗口墻體裂縫的現象;4.砂漿有松動現象。
房屋按圖紙施工,現場情況與原圖紙完全相符。對主體進行整體結構計算分析,平面荷載按房屋改造后要求重新輸入。采用pkpm2010進行計算。經驗算,根據計算數據得出房屋主體滿足抗震要求,局部存在不滿足抗震要求的現象。
綜合抗震第一、二級鑒定和抗震承載力驗算結果,該房屋整體滿足抗震設計要求,局部存在不滿足抗震承載力《建筑抗震鑒定標準》(gb 50023-2009)(簡稱鑒定標準)要求的現象,需要進行加固處理。
3.房屋抗震加固及改造
根據計算結果和房屋存在的問題采取以下方法進行加固處理:1.將原有女兒墻進行拆除,采取植筋的方法重新制作混凝土女兒墻;2.將原外墻皮全部鏟除,采用40mm厚、強度為m15的砂漿面層,采用直徑為6mm的鋼筋網@400x400加固外墻;3.對不涉及結構安全的裂縫,根據情況采用灌漿法、填縫封閉修補法等方式進行修補。4.對局部不滿足承載力要求的墻垛采用雙面混凝土墻加固方法。同時采用拉結筋,將兩側混凝土墻收緊,對原有磚墻體起到箍的作用,提高承載力。對不方便采用雙面混凝土墻加固的位置采取增加構造柱的做法,留出馬牙槎整體澆筑混凝土,同時從構造柱伸出鋼筋插入原墻垛內。
4.結論
【關鍵詞】:中小學校舍,抗震鑒定,多層框架,抗震加固,屈服支撐
1.引言
汶川地震中,中小學校舍破壞嚴重,學生傷亡人數較多。而現有中小學校舍相當一部分未考慮抗震設防,有些雖然考慮了抗震設防,但不能滿足重點設防類設防要求。因此對現有中小學校舍進行抗震鑒定和加固是必要的。
2.工程概況
本工程為建于20世紀90年代的某中學教學實驗樓。五層框架結構,層高3.6米。室內外高差0.6米,女兒墻高1.0米。總高度18.6米。
基礎:地基采用水泥深層攪拌樁加固,加固后地基土承載力為130kPa,基礎采用柱下條形基礎
結構體系:本工程采用鋼筋混凝土框架結構體系。
樓蓋:采用120厚預應力空心板,局部采用100厚鋼筋混凝土現澆板。屋面采用80厚鋼筋混凝土現澆板
本工程位于7度區,0.1g,IV類場地,抗震設防類別為乙類。
3.抗震鑒定
B類多層框架房屋應根據所屬的抗震等級進行結構布置和構造檢查,并應通過內力調整進行抗震承載力驗算;或按照A 類鋼筋混凝土房屋計入構造影響對綜合抗震能力進行評定。
3.1抗震措施鑒定
根據現場檢測,本建筑混凝土梁、柱及其節點的混凝土僅有少量微小開裂或局部剝落,鋼筋無漏筋、銹蝕;填充墻無明顯開裂或與框架脫開;主體結構構件無明顯變形、傾斜或歪扭。本建筑抗震措施鑒定可根據結構體系、材料、框架梁柱節點配筋和構造、鋼筋接頭和錨固、非結構構件五個方面進行。按照抗震鑒定標準的要求,逐項檢查,第一級鑒定見表1
綜合表3.1,可得該房屋抗震措施鑒定中部分抗震措施不滿足《鑒定標準》的要求,主要包括:
1) 粱加密區箍筋直徑
2) 柱箍筋體積配箍率
3)填充墻構造
3.2抗震承載力驗算
采用《建筑抗震設計規范》GB50011的規定的方法進行抗震承載力驗算。利用中國建筑科學研究院提供的PKPM軟件進行地震力計算、截面驗算。
3.2.1水平位移、軸壓比和周期
地震荷載作用下X向和Y向的最大層間位移角分別為1/607和1/423,X向和Y向的最大層間位移和平均層間位移比分別為1.05和1.31。結構模型前3個振型計算周期見表2。結構扭轉效應明顯。
表2結構分析主要結果
3.2.2.構件承載力
經驗算柱軸壓比基本滿足。部分現有框架柱、梁承載力不滿足要求。
3.3鑒定結論
抗震能力不滿足抗震鑒定標準的要求,需要進行抗震加固。
4.抗震加固方案
抗震加固時應根據房屋的實際情況選擇加固方案,分別采用主要提高結構構件抗震承載力、主要增強結構變形能力或改變框架結構體系的方案。
該教學樓縱橫向剛度相差較大,扭轉效應明顯,Y向剛度弱變形大;同時存在構件承載力、箍筋構造、填充墻構造不滿足要求等問題,可以先采用增加結構整體剛度的加固方法,再進行構件加固。
增加結構整體剛度的加固方法主要有增設抗震墻、抗震支撐或將單跨框架改為多跨框架。本工程擬采用屈曲約束支撐進行加固。屈曲約束支撐是一種新型鋼結構支撐,也是一種耗能支撐。屈曲約束支撐的中心是芯材,是用低屈服點鋼材制成的,在軸向力作用下允許有較大的塑性變形,通過這種變形可以達到耗能的目的。為避免芯材受壓時整體屈曲,即在受拉和受壓時都能達到屈服,芯材被置于一個鋼套管內,然后在套管內灌注混凝土或砂漿。在約束支撐的設計時,不必考慮失穩,只計算其強度,認為支撐受拉和受壓性能完全相同,在受壓時不會發生屈曲。與增設剪力墻相比,屈曲約束支撐不增加結構重量,基礎無需加固,較少加固工程量,工期短。與普通鋼支撐相比,屈曲約束支撐具有承載力高、延性好、截面小及減小相鄰構件受力等優點。
屈曲約束支撐布置見圖1。采用PKPM軟件對布置支撐后結構進行計算,主要結果見表2。采用屈曲約束支撐進行加固不僅提高了結構抗扭剛度,減小了結構的位移,提高了結構承載能力;而且地震力增加不大,與支撐相連的柱梁承載力、軸壓比也滿足要求,其他柱梁的計算配筋均有所減小,減少了加固的工程量,降低了造價。
框架梁柱配筋不滿足鑒定要求時,可采用粘貼鋼板、碳纖維布等加固。砌體墻與框架連接的加固可增設拉筋加強,在工期、造價允許的情況下,建議將原粘土多孔磚填充墻拆除,采用砂加氣砌塊或其他輕質墻體材料替代,可減少地震力。
5.結論
我國是個地震多發國家,自20世紀以來,我國共發生破壞性地震2600多次,其中7級以上的破壞性地震500余次。總結地震災害的經驗得出,造成人員傷亡和經濟損失的主要原因是房屋建筑的倒塌和工程設施、設備的破壞。世界上發生的多次傷亡巨大的地震,有95%以上的人員傷亡是由于不抗震的建筑物倒塌造成的。
汶川地震發生后,我國廣大工程技術人員意識到已建重要建筑物實施可行的加固可以抵御地震災害、延長建筑物使用壽命。由于對建筑結構采取可行的加固措施后,建筑物整體抗震能力顯著增強,安全度也得到了提高,一旦遭遇地震可極大限度的減少人員傷亡及財產損失。以上充分表明了我國建筑結構抗震加固的嚴重性和迫切性。
據統計資料顯示,多層砌體混合結構房屋在抗震方面是公認的一個薄弱環節。我們國家在經歷了唐山、汶川、玉樹等一系列大地震后,對房屋破壞最嚴重的是抗震設防烈度不高的砌體混合結構房屋,導致了人身財產的損失,所以對砌體混合結構房屋的抗震性能越來越重視。在這種大背景下,本文對一典型的砌體混合結構房屋進行抗震鑒定,提出加固措施,為以后類似工程加固提供參考依據。
1工程實例
本工程為某民用住宅小區,總建筑面積4500 m2,橫軸55m,縱軸20m,橫墻間距4m,建筑層數為5層,總建筑高度18.15m,建筑平面圖如1所示。砌體混合結構體系,抗震設防烈度7度,結構安全等級為二級,丙類建筑。該工程建于1990年,在20年使用過程中,由于業主的使用功能改變,經過一次結構變動。在1995年,在原來三層的基礎上,加蓋了4~5層。本文選取此混合結構住宅為研究對象,對其進行抗震鑒定。
2抗震鑒定
2.1第一級鑒定
結構所用材料等級鑒定如表1所示。
表1 結構所用砌塊及砂漿推定強度
不符合規范要求,實際房屋中沒有設置圈梁。且有些部位圈梁構造如:圈梁的閉合、鋼筋等不符合規范要求。
2)預制板與外墻拉結時,當圈梁未設在板的同一標高時,板端伸入外墻長度≥120mm;內墻≥80mm;大房間預制板拉結時,外墻角及內外墻交接處,當未設構造柱時,應沿墻高每500mm,設2φ6拉筋。此結構沒有設置預制板與外墻的拉結,不符合規范要求。
3)構造柱的設置:應在外墻四角,較大洞口兩側樓梯間墻與外墻交接處設構造柱,構造柱在內外墻交接處沿墻高每500mm設2φ6拉筋,且每邊伸入墻內≥1.0m。此結構房屋在構造柱設置方面不符合規范要求。
4)該樓平面規則,近似對稱,砌體結構相連,因此滿足結構體系關于規則性的要求。
第一級鑒定結果:該房屋在圈梁、構造柱的設置及樓屋面預制板等構造方面不符合第一級抗震鑒定要求,需進行第二級鑒定。
2.2第二級鑒定
根據《建筑抗震鑒定標準》第6.3.2.1條之規定,樓層綜合抗震能力按下式確定:
1)樓層平均抗震能力指數―-第二(甲)級鑒定[2]
指數按下式(1)計算:
(式1)
―第i樓層的縱向或橫向墻體平均抗震能力指數;
一第i樓層的縱向或橫向抗震墻在層高1/2處凈截面的總面積,其中不包括高寬比大于4的墻段截面面積;
―第i樓層建筑平面面積;
―第i樓層的縱向或橫向抗震墻的基準面積率。
―烈度影響系數;6、7、8、9度時,分別按0.7、1.0、1.5和2.5采用。
由該建筑的地震作用效果及建筑平面認為該房屋的第一層為抗震薄弱層,現分別對第一層的橫墻和縱墻進行抗震鑒定計算:一層橫墻、縱墻的平均抗震能力指數分別為:2.64和1.99。
2)樓層綜合抗震能力指數―-第二(乙)級鑒定
計算公式如式(2)所示:
(式2)
經計算得:一層橫墻及縱墻綜合抗震指數分別為2.1和1.53都大于1,滿足要求。
由于在第二(乙)級鑒定中樓層綜合抗震能力指數大于1.0,橫墻間距沒有超過剛性體系規定的最大值,該建筑也無明顯的扭轉效應,故可不進行第二(丙)級鑒定。
3)鑒定結論
該建筑物在圈梁和構造柱等構造措施上比較薄弱,但是結構體系比較規則,墻體的抗震性能較好,基本能滿足六度抗震設防的要求。
3抗震加固措施分析
針對以上鑒定結果,提出以下加固措施,提高該砌體結構房屋的抗震能力。
3.1角部墻體加固
受雙向地震作用的影響,建筑物的角部受力復雜,容易產生應力集中,因此地震作用下容易發生破壞,輕者只是角上局部區域開裂,重者則發生垮塌破壞。在四川省汶川地震中許多砌體結構房屋角部墻體破壞嚴重,有些建筑物角部墻體則整個傾覆倒掉。所以在砌體結構住宅抗震加固設計時,角部應為重點考慮部位,加固可采用包角或鑲邊方法,即在墻角或門窗洞邊用型鋼或鋼筋混凝土包角或鑲邊,也可用現澆鋼筋混凝土套加固。
3.2樓梯間墻體加固
發生地震時,樓梯是重要的疏散逃生通道,只有確保樓梯間安全,才能在強烈地震中盡量避免大范圍人員傷亡。汶川地震中一些砌體結構中樓梯間墻體破壞或倒塌情況。其實早在唐山地震的震害調查中就已發現,砌體結構樓梯間墻體的震害較為嚴重。
樓梯間墻由于沒有樓板作橫向隔膜支承墻體,形成樓梯間墻的自由高度較大,豎向壓力較小,抗剪能力較弱。尤其是到頂層時,樓梯間墻為一層半高,更容易破壞。有時還因為樓梯踏步嵌入墻體而削弱了墻截面,造成嚴重震害。此外,一般多層磚房的震害,盡端較中部為重,而樓梯間設置在盡端時,更使樓梯間墻體首先遭到破壞。自身的復雜性,樓梯間周邊墻體與樓梯構件的約束不足,致使樓梯間成為整個砌體結構中的薄弱部位,從而造成其在地震中遭受到嚴重的震害。
3.3增設圈梁
1)加固依據:根據《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001)第7. 3. 3條規定:外墻及內縱墻在每層樓蓋處設置圈梁,內橫墻在每層樓蓋處設置圈梁,且圈梁間距不應大于15m.。根據規范規定縱筋不小于4Φ10,箍筋不小于Φ6@ 250,截面高度不小于120mm。
3.4增設構造柱.
根據規范(GB50011-2001)第7. 3. 2條,構造柱最小截面尺寸240mm×180mm,縱筋不小于4Φ12,箍筋不小于Φ6@ 250,本工程補做構造柱采用350×180mm,縱筋6Φ12,箍筋采用Φ6@ 200。
4、結束語
關鍵詞:建筑結構;抗震鑒定;加固;發展
中圖分類號:TU198文獻標識碼: A
一、我國建筑結構抗震鑒定和加固的發展
我國建筑結構抗震鑒定從60、70年代至今經歷了興起、蓬勃發展、綜合發展三個階段。第一階段是1966年的邢臺地震和1976年的唐山大地震,這時候我國開始注意到建筑結構的抗震鑒定和加固,這段時間是技術的摸索期,利用實踐證明了抗震鑒定和加固的必要性;第二階段是唐山大地震到1989年《建筑抗震設計規范》的頒布,抗震鑒定和加固進入蓬勃發展的時期,相關部門根據當時建筑結構的實際情況制定了具體的抗震鑒定和加固的管理計劃,在國家計劃的指導下對一部分的建筑結構進行了鑒定和加固,提高了城市建筑整體的抗震能力;第三階段是1989年至今進入綜合發展期,抗震鑒定和加固不斷完善和進步,越來越多的建筑已經進行了抗震鑒定和加固,工作質量和效率也相應提高。隨著社會經濟的發展,抗震鑒定、加固與建筑功能改造緊密相連,在加強建筑安全性的同時還增加了建筑的功能,延長建筑的使用壽命。
二、建筑結構抗震鑒定與加固中應該注意的問題
(一)判斷建筑結構的綜合抗震能力
建筑結構的抗震鑒定要綜合考慮多方面的因素,不僅要分析建筑的抗震結構和承載力,也應該分析建筑其他方面的條件,地震后建筑結構是局部性損害還是整體性損害都是分析的重點。建筑承載力較高時,可以降低對建筑其他方面的要求,反之可提高。
(二)建筑結構抗震鑒定的部位
建筑結構的抗震鑒定應該分為重點部位和一般部位,將鑒定的重心放在重點部位上。在鑒定過程中要仔細檢點部位的建筑結構,根據建筑的實際情況制定相應的加固計劃,但是也不能忽視一般的部位,只有兼顧建筑的各個方面,才能提高建筑整體的抗震能力。
(三)建筑的地理環境
抗震鑒定的對象一般是出現地基沉降和地理條件不利的建筑,地質較好的建筑不需要進行大規模的鑒定,只需要鑒定建筑的上部結構,但是地質條件較差的建筑,不僅需要仔細鑒定,還需要對建筑的構造進行相應的鑒定和加固。
(四)建筑材料的鑒定
不同的建筑材料具有不同程度的抗震能力,所以在抗震鑒定之前應該對建筑的材料有清楚的認識,了解了建筑材料不僅能夠準確掌握建筑的承載力,還能縮小抗震鑒定和加固的工作范圍。
(五)抗震加固的控制
建筑結構的抗震加固一定要以抗震鑒定的結果為依據,對于不符合抗震要求的地方進行加固,抗震加固的方案一定要與建筑的實際情況相符。要想實現抗震加固的目標,應該清楚建筑中不利于抗震的因素,比較不同的抗震加固方法,主要是提高建筑的承載力和變形能力,抗震加固要嚴格按照計劃方案實施。
三、常用的抗震加固方法
(一)利用抗震鑒定結果來確定具體的加固方案
根據抗震鑒定的結果了解建筑的結構體系以及特征,具體的加固方法可以分為以下幾種:一是對建筑結構中不合理的部分實行增加構件的方式或者是同時提高建筑的承載力和變形能力,讓建筑結構整體的抗震能力達到規定的標準;二是承載力和剛度較差的建筑結構可以增加構件來擴大截面,利用套箍等方式;三是建筑結構整體的抗震能力不符合要求,可以提高承載力和變形能力;四是建筑的局部結構不符合抗震要求,可以直接對局部進行加固,減少局部的承載力。
(二)多層磚混結構的加固方案
多層磚混的建筑結構存在結構整體性差、墻間距多大、承載力不足、房屋寬度不符合要求等等問題,這些都會影響到建筑結構整體的抗震能力,面對這種情況常見的加固方法有以下幾種:一是降低房屋建筑的高度,多層磚混建筑的抗震構件主要是磚墻,但是磚墻本身的抗震能力較差,在地震中很容易受到損害,房屋建筑的高度越高,在地震中受到的破壞也會越大,所以要想減少多層磚混建筑在地震中受到損害需要降低房屋建筑的高度;二是設置夾板墻,夾板墻分為水泥砂漿夾板墻和鋼筋混凝土夾板墻,加固方式也可以分為單面加固和雙面加固兩種,夾板墻要與樓板相接,兩側的磚墻要與加固后的夾板墻連接在一起;三是封堵窗洞口,建筑的窗洞口過多也會降低抗震能力,所以應該根據建筑的實際情況適當地封堵一些窗洞口來提高抗震力;四是灌漿,多層磚混建筑在后期經常會出現裂縫的情況,墻體一旦出現裂縫,建筑的抗震能力就會大大降低,針對這種問題可以直接采取灌漿的方式來填補裂縫。
四、總結
總而言之,早期修建的房屋必須要實行抗震鑒定和加固,這種方式既節省了重新建筑房屋的成本,還能提高建筑結構的抗震能力來延長壽命。但是建筑結構的抗震加固一定要遵循抗震鑒定的結果,根據建筑結構的具體情況有針對性地選擇加固方法,這樣才能真正提高建筑的抗震能力。抗震鑒定工作也要嚴格按照相關的要求實行,確保鑒定結果的科學性和準確性。
參考文獻:
[1]陳婷婷.現有建筑結構抗震鑒定及加固設計研究[D].北京工業大學,2012.
[2]王有振.民用建筑的抗震鑒定與加固研究[D].山東大學,2011.
關鍵詞: 蘇北地區;砌體結構;教學樓;安全性檢測;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:TU352.1+1文獻標識碼:A 文章編號:
1 概述
2008年四川省汶川縣發生8.0級大地震,造成大批建筑物倒塌或嚴重受損,其中有不少是學校砌體結構教學樓,如聚源中學、鎣華中學等,均出現整座教學樓完全垮塌的現象,造成極為嚴重的人員傷亡。
我國江蘇省蘇北地區中小學建筑多建于20世紀80年代至2000年前后,大量采用砌體結構,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、中部或轉角等處設樓梯間,抗震性能較差,其中有相當一部分不能滿足目前的抗震設防要求,甚至不能滿足日常使用過程中的安全性要求,因此,對教學用房進行安全性檢測及抗震鑒定成為十分緊要的工作。本文以一多層砌體教學樓為例,詳細介紹了建筑物安全性及抗震鑒定的主要內容、檢測方法及側重點,指出教學樓在安全性及抗震構造缺陷、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教學樓建于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,砌體結構,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,采用預應力混凝土空心板樓、屋面,平屋面,總建筑面積約為2400m2,設防烈度為8度,場地類別為II類,有地勘報告,無正規設計圖紙及施工資料。
圖2.1 新沂市某小學教學樓
3 現狀調查檢測
3.1 場地及地基基礎
3.1.1 地基現狀檢查
現場對該建筑上部結構進行檢查,未發現存在明顯的沉降裂縫、變形和位移現象,地坪面無沉降裂縫,場地無滑移跡象。
3.1.2 房屋垂直度檢測
采用投影法對房屋垂直度進行測量,經檢測,該樓傾斜率為0.8%~1.1‰,滿足規范要求。
3.2 建筑物結構體系
該樓建造時無正規設計圖紙,現場對房屋的結構進行現場調查和測繪,并繪制其建筑、結構圖紙。
3.3 整體性連接構造情況
(1) 墻體布置平面內閉合,縱橫墻交接處無開裂、咬槎不良現象;
(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、縱橫墻交接處均設有構造柱。構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)蓋沿縱橫墻頂均設有圈梁環通。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) 樓屋蓋均采用預應力混凝土空心板,在墻上擱置長度為100~110mm,板上無鋼筋混凝土現澆疊合層。
3.4 外觀質量普查結果
(1) 上部結構承重砌體不空鼓、無嚴重酥堿和明顯歪閃;
(2) 支承大梁的墻體無明顯裂縫及壓碎跡象;
(3) 樓(屋)蓋構件無明顯變形;
(4) 混凝土大梁表觀質量較好,未發現有受彎、受剪等結構性裂縫,無明顯變形、缺陷和損傷、腐蝕現象,鋼筋無銹蝕現象。
3.5 材料強度檢測
(1) 砌筑砂漿強度:采用貫入法進行檢測,經測,磚墻砌筑砂漿強度為2.6MPa~3.5Mpa;
(2) 粘土磚強度:采用回彈法進行檢測,經測,墻體粘土磚強度推定值為7.8MPa~9.5Mpa;
(3) 混凝土強度:采用取芯法進行檢測,經測,混凝土抗壓強度推定值為18.4MPa~23.1Mpa;
(4) 大梁配筋:采用電磁感應法進行檢測,經測,教室內大梁梁底主筋為3C25,箍筋為A8@200,保護層厚度為22mm~33mm。
4 安全性鑒定
4.1 第一層次(單個構件)鑒定評級
根據《民用建筑可靠性鑒定標準》第4.1.2,4.1.5條及第4.2、4.3節規定,單個構件的安全性鑒定,應按承載能力、構造、不適于繼續承載的位移以及裂縫等四個檢查項目,分別評定每一受檢構件的等級,并取其中最低一級作為該構件的安全性等級。構件承載力驗算,按現場實測材料強度,磚按MU7.5,砌筑砂漿按M2.5,采取驗算與觀察檢查相結合的方法進行鑒定。
該房單個構件的安全性等級評定結果見表4-1:
表4-1 單個構件安全性鑒定評級
單個砌體構件 單個砼梁構件 單塊板構件
均為bu級 均為bu級 均為bu級
4.2 第二層次(子單元)鑒定評級
第二層次鑒定評級,劃分為地基基礎、上部承重結構和圍護系統的承重部分三個子單元,分別按《民用建筑可靠性鑒定標準》第6.2、6.3、6.4節的規定進行評定。該房子單元安全性鑒定評級結果見表4-2:
表4-2子單元安全性鑒定評級
名稱 評級項目 安全性
鑒定評級
地基基礎 上部結構反應 地基穩定性 Au
建筑物上部無沉降裂縫 場地地基穩定,無滑動跡象
上部承重
結構 構件安全性等級 整體性等級 側向位移等級 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級根據其地基基礎和上部承重結構的安全性等級進行評定,并取其中較低等級作為其安全性等級,見表4-3:
表4-3鑒定單元安全性鑒定評級
名稱 鑒定單元安全性鑒定評級項目 安全性
鑒定評級
地基基礎 上部承重結構 圍護系統
鑒定單元 Au Bu Bu Bsu
5 抗震鑒定
該樓建于1998年,根據該建筑具體情況,按重點設防類(乙類)、B類建筑進行抗震鑒定,抗震措施按9度進行檢查,按設防烈度8度進行抗震驗算。
5.1 地基和基礎
經現場察看,未發現墻體有因不均勻沉降而產生的裂縫及場地滑移跡象,無嚴重靜載缺陷,房屋垂直度滿足《建筑地基基礎設計規范》中“當H≤24m時,傾斜率允許值為4‰”的規定。
經查閱本工程地質勘探報告,地基主要受力層范圍內土層分布穩定,不存在軟弱土及液化土層,根據《建筑抗震鑒定標準》第4.2.2條,不再進行地基基礎的抗震鑒定。
5.2 上部結構
5.2.1 抗震措施鑒定 (見下表5-1)
表5-1抗震措施鑒定結果
從以上抗震措施鑒定結果得出,該樓抗震構造措施中有多項不滿足要求,按《建筑抗震鑒定標準》GB 50023-2009第5.3.12條要求,采用樓層平均抗震能力指數方法、樓層綜合抗震能力指數方法和墻段綜合抗震能力指數方法,綜合考慮構造的整體影響和局部影響,對現有砌體房屋進行抗震分析。
(1) 樓層平均抗震能力指數的計算
根據《建筑抗震鑒定標準》規范第5.2.13條,樓層平均抗震能力指數按下列公式計算:
βi=Ai/(Abiξ0iλ)
(2) 樓層綜合抗震能力指數的計算
a. 體系影響系數取值
根據抗震構造鑒定及《建筑抗震鑒定標準》規范第5.2.14條表5.2.14-1的規定,體系影響系數取ψ1=0.765。
b. 局部影響系數取值
根據抗震構造鑒定及《建筑抗震鑒定標準》規范第5.2.14條表5.2.14-1的規定,局部影響系數ψ2=0.9。
(3) 根據《建筑抗震鑒定標準》規范第5.2.14條按下列公式計算樓層綜合抗震能力指數:
βci=ψ1ψ2βi
(4) 墻段綜合抗震能力指數的計算:
βcji=ψ1ψ2βij
βij=Aij/(Abijξ0iλ)
(5) 對該樓進行抗震承載力計算,計算結果見表5-2
表5-2各層抗震承載力計算結果
5.3 綜合抗震能力評定
根據抗震措施鑒定結果及抗震承載力驗算結果,按照《建筑抗震鑒定標準》第5.1.4條的要求對該樓的抗震能力進行綜合分析,其綜合抗震能力評定為不合格:即不滿足B類砌體結構建筑抗震鑒定要求。
6 適修性評估
根據《民用建筑可靠性鑒定標準》第3.3.4條及現場檢測、安全性及抗震鑒定結果,對該樓進行適修性評估,見表6-1:
表6-1該教學樓適修性評級結果
子單元名稱 子單元中每種構件 適修性評級結果
構件名稱 安全性鑒定 抗震鑒定 子單元中每種構件 子單元
地基基礎 ------ Au 各樓層綜合抗震指數均
上部結構 砌體結構 Bu
混凝土結構 Bu
圍護系統 砌體結構 Bu
鑒定單元適修性評級結果表
子單元適修性評級項目 評級結果
地基基礎 上部承重結構 圍護系統
鑒定單元
Br
7 主要存在問題及處理建議
根據現場檢測、安全性鑒定及抗震鑒定結果,該教學樓目前主要存在以下影響結構安全性的問題:
1、該建筑部分抗震構造措施及綜合抗震能力不滿足國家現行規范的相關要求;
2、該建筑部分墻段實際的局部尺寸不滿足《建筑抗震鑒定標準》的相關要求;
3、該建筑房屋高寬比為2.26,超出《建筑抗震鑒定標準》規定的限值,不符合《建筑抗震鑒定標準》規范第5.3.3條的規定要求;
4、該建筑最大抗震橫墻間距為9.0m,不符合《建筑抗震鑒定標準》規范第5.3.3條中表5.3.3-1的規定要求;
5、該建筑樓蓋采用預應力混凝土空心板,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。