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砌体结构抗震检测与加固技术分析

添加时间:2016/10/27
  摘  要:根据调查发现,我国现有的中小学校舍多为结构形式单一的砖混砌体结构,其中绝大部分建筑物在建造过程中没有采取抗震措施或者抗震措施不满足抗震要求。该文结合具体的工程实例,分析砌体结构的校舍建筑物抗震检测试验结果,对砌体结构抗震加固技术进行简单探讨。
  
  关键词:建筑工程  砌体结构  抗震检测  加固砖混砌体结构的建筑物中砖墙自重过大,使得抵抗水平地震作用时刚度较大,整体结构的动力反应增大,同时,绝大多数的校舍在建造过程中由于监管不力,砌筑砂浆等级偏低下以及圈梁、构造柱等主要抗震构件未能充分配合使用,对砌体结构的房屋建筑抗震性能产生不利影响。在2008年的汶川大地震中,众多砌体结构的学校发生严重的破坏和倒塌,造成众多师生失去宝贵的生命。因此,为避免悲剧再次发生,对砌体结构房屋建筑的抗震检测以及加固成为了目前土工工程建设的重点。
  
  1  工程概述
  
  某教学楼为3层砌体结构楼房,其室内外高差0.3 m,楼房总高度为10.2 m,其中第一层层高3.6 m,第二、三层层高皆为3.3 m.现浇钢筋混凝土楼板,板厚为120 mm,梁以及楼板均采用强度等级为C25的混凝土,设置15 mm厚的楼板钢筋保护层厚度,梁体钢筋类别采用HRB335,采用强度等级为M2.5的砌体砂浆,采用的烧结实心粘土砖强度等级为MU5.0,设计墙厚240 mm,所有楼层均未设置圈梁以及构造柱。教学楼为东西方向长37.6 m,南北方向宽16 m的规则的矩形,在进行抗震检测试验时,按照7度0.15 g标准进行。该楼房各层平面布置图如图1所示。
  
   教学楼平面布置图
  
  2  抗震检测鉴定
  
  2.1 软件使用
  
  借助PKPMJDJG软件将建筑楼房信息转化为数字化模型,计算模型的鉴定分析步骤,同时运用软件提供的各种建筑加固设计方法进行验算,以确定科学合理的加固措施,软件建模教学楼轴测示意图如图2所示。
  
   软件建模教学楼轴测示意图
  
  2.2 第一级抗震检测鉴定
  
  出于对教育事业的愈加重视,我国将教学楼的抗震设防标准从丙类调整为乙类,随着抗震设防标准的改变,教学楼的抗震能力也需要重新进行检测鉴定。对该文所依托的工程实例,进行的第一级抗震鉴定内容如表1所示。
  
  工程第一级抗震鉴定表
  
  根据我国现行的《建筑抗震鉴定标准》,对教学楼逐项进行了第一级鉴定,结果表明此校舍的承重墙体砌筑砂浆强度和墙体砖强度、整体性连接构造哪个方面都未能满足标准要求。因此,对该教学楼进行第二级抗震鉴定。
  
  2.3 第二级抗震检测鉴定
  
  通过对第二级抗震检测计算分析后可以看出,教学楼1层为最危险层,顶层3层可以排除危险。统计第二级抗震计算图中的数据可以得出,教学楼各楼层抗震情况如表2所示。
  
  
  教学楼各楼层抗震情况表
  
  由抗震计算结果可知,1、2层各墙段的抗力与荷载效应之比处于1.0左右。该教学楼在《抗震鉴定标准》中按照7度设防烈度、乙类设防、A类房屋的第二级鉴定标准,其各楼层抗震数据均不满足要求,需要采取加固措施进行加固。
  
  3  加固措施
  
  3.1 增设圈梁与构造柱
  
  在外墙、内横墙以及内纵墙处均设置圈梁。在房屋外墙、楼梯间四角,内纵墙和横墙的交接处以及跨度较大的纵墙墙中间设置构造柱。
  
  采用增加设置圈梁与构造柱加固的方法,虽然教学楼的抗力与荷载效应之比显然增加,绝大多数的墙段比值大于2.0,但1层的综合抗震能力指数仍小于1.0,即增设了圈梁与构造柱作为加固后教学楼抗震鉴定仍然不满足标准要求,需要采取其他措施进行再次加固。
  
  3.2 增设钢筋网面层
  
  在上一节中的第一级抗震鉴定中可知,教学楼的砖强度以及砌筑砂浆强度等级皆未能满足标准要求,因此,通过增设钢筋网面层对教学楼进行加固。
  
  在已进行圈梁和构造柱加固后,再次进行钢筋网砂浆面层加固措施,教学楼1层大部分墙体(外横墙以外的墙体)第二级抗震能力指数大于1.0,满足抗震标准要求,同时,楼体的抗力与荷载效应之比也有所提高。
  
  3.3 增设钢筋混凝土板墙
  
  由于外横墙加固后第二级抗震能力指数仍然不满足标准要求,因此,对外横墙采取钢筋混凝土板墙措施进行加固。
  
  对外横墙进行钢筋混凝土板墙加固后,其抗震能力指数皆提高至1.42,满足抗震标准要求。
  
  4  结语
  
  造价低廉、施工技术要求低等特点,使得砌体结构在中小学校舍建造过程中被广泛应用。作为脆性材料,地震作用下砌体结构容易受到严重的破坏,因此,对砌体结构的校舍进行加固成为了如今建筑建造的重点项目。该文依托20世纪80年代中期建造的教学楼作为工程实例,分析其抗震能力,并对该教学楼进行了有效的加固措施,为后续类似加固工程提供参考实例。
  
  参考文献
  
  [1] 李冉。PKPM软件在砌体结构中鉴定加固处理应用的研究[D].河北工程大学,2013.
  [2] 刘鹏亮。既有建筑结构改造加固后整体结构抗震能力影响分析[D].河北农业大学,2013.
  [3] 石颖。中小学砌体结构抗震加固施工技术与管理[D].北京建筑工程学院,2012.
  [4] 汪茜。中小学校舍抗震加固设计中的适修性研究[D].湖南大学,2012.
  [5] 范晓东。既有砌体结构加固承载力及抗震性能分析[D].重庆大学,2012.