淺談多層砌體結構房屋抗震鑒定及加固措施
楊娟

摘要：據(jù)統(tǒng)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(huán)節(jié)。對于砌體結構房屋在地震中遭受到嚴重破壞的現(xiàn)實，一些興建時間比較早的砌體結構房屋，必須實行抗震鑒定及加固措施。

關鍵詞：砌體結構 抗震鑒定 加固措施

我國是個地震多發(fā)國家，自20世紀以來，我國共發(fā)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(jīng)驗得出，造成人員傷亡和經(jīng)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(fā)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(fā)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(chǎn)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(jù)統(tǒng)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(huán)節(jié)。我們國家在經(jīng)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(chǎn)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(jù)。
1工程實例
本工程為某民用住宅小區(qū)，總建筑面積4500 m2，橫軸55m，縱軸20m，橫墻間距4m，建筑層數(shù)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(yè)主的使用功能改變，經(jīng)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
樓層 磚推定強度 砂漿推定強度
1 MU10 M7.5
2～3 MU7.5 M5
4～5 MU10 M7.5
1) 外縱墻及山墻、沿內(nèi)橫墻、內(nèi)縱墻圈梁設置不符合規(guī)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(guī)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(nèi)墻≥80mm；大房間預制板拉結時，外墻角及內(nèi)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(guī)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(nèi)外墻交接處沿墻高每500mm設2φ6拉筋，且每邊伸入墻內(nèi)≥1.0m。此結構房屋在構造柱設置方面不符合規(guī)范要求。
4)該樓平面規(guī)則，近似對稱，砌體結構相連，因此滿足結構體系關于規(guī)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(jù)《建筑抗震鑒定標準》第6.3.2.1條之規(guī)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(shù)—－第二(甲)級鑒定[2]
指數(shù)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(shù);
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(shù);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(xiàn)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(shù)分別為：2.64和1.99。
2）樓層綜合抗震能力指數(shù)—－第二(乙)級鑒定
計算公式如式（2）所示：
（式2）
經(jīng)計算得：一層橫墻及縱墻綜合抗震指數(shù)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(shù)大于1.0，橫墻間距沒有超過剛性體系規(guī)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(guī)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(chǎn)生應力集中，因此地震作用下容易發(fā)生破壞，輕者只是角上局部區(qū)域開裂，重者則發(fā)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(xiàn)澆鋼筋混凝土套加固。
3.2樓梯間墻體加固
發(fā)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(diào)查中就已發(fā)現(xiàn)，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(jù):根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011-2001)第7. 3. 3條規(guī)定:外墻及內(nèi)縱墻在每層樓蓋處設置圈梁，內(nèi)橫墻在每層樓蓋處設置圈梁，且圈梁間距不應大于15m.。根據(jù)規(guī)范規(guī)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(jù)規(guī)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
近現(xiàn)代建筑科學對于砌體結構房屋在地震中遭受到嚴重破壞的現(xiàn)實的細觀研究以及大量的工程實踐所提供的經(jīng)驗都說明，多層砌體結構房屋的抗震性能與鋼混等結構相比的確存在很大的不足，但如將砌體結構房屋全盤否定也是不客觀的，至少在很大經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)以及城鎮(zhèn)農(nóng)村更是不現(xiàn)實的，這樣做必將付出巨大的經(jīng)濟代價。科學的做法應是將其有害程度控制在允許范圍內(nèi)，并經(jīng)過及時的加固措施延長其使用年限，增強其抗震性能，這才是建筑設計施工工作者們的當務之急。

參考文獻：
[1]GB50023－2009建筑抗震鑒定標準[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社.2009.
[2] 薛彥濤， 范蘇榕．《傳統(tǒng)抗震加固技術與抗震加固新技術的介紹》[J]．工程建設與設計，2006，08．
[3]潘東毅《村鎮(zhèn)住宅抗震鑒定及加固措施的探討》. 北京電力高等�？茖W校學報. 2010.05
[4]JGJ116－2009建筑抗震加固技術規(guī)程[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社.2009

轉載請注明來自：http://www.jinnzone.com/jianzhushejilw/13876.html