浅谈单跨框架结构房屋的抗震鉴定与加固

浅谈单跨框架结构房屋的抗震鉴定与加固
浅谈单跨框架结构房屋的抗震鉴定与加固
■邱玉峰
【摘要】单跨框架结构是一种抗震不利体系。

《建筑抗震设计规范》（ＧＢ５００１１—２００１）和《建筑抗震鉴定标准》（ＧＢ５００２３—２００９）都对单跨框架结构做了相关规定。

通过对广西区中小学校舍的抗震鉴定和加固工作，简要探讨了该类结构的相关加固方法，提出了采用板墙或钢筋网砂浆面层提高结构抗震能力的策略，为今后该类结构的抗震鉴定和加固提供参考。

【关键词】单跨框架；抗震鉴定；加固
０前言
广西地处亚热带，长年似夏。

为求得较好的通风采光效果，很多中小学教学楼和生活设施建筑都采用单面走廊的形式，其结构形式也相应采用了单跨框架结构体系。

而单跨框架作为框架结构的特殊形式，其抗侧移刚度小，耗能能力弱，结构冗余度小，在遭遇强烈地震时，很容易由于单个竖向构件发生破坏继而引发结构连续倒塌。

这类建筑存在着很大的安全隐患，在国内外历次的地震中都证明这种结构体系对抗震严重不利，所以在总结经验教训的基础上，新设计的建筑应当尽量避免采用单跨框架结构，已建成的单跨框架结构应当进行抗震鉴定并加固以提高其抗震能力。

１抗震鉴定
《建筑抗震设计规范》第６．１．５条规定：“高层的框架结构不应采用单跨框架结构，多层框架结构不宜采用单跨框架结构”。

《建筑抗震鉴定标准》第６．２．１条也规定：“框架结构不宜为单跨框架，乙类设防时，不应为单跨框架结构”。

根据以上规定，可以看出单跨框架结构均在国家规范限制使用之列，但也根据其高度及设防分类而有所区别对
待，特别是对于既有房屋的鉴定，其规范的应用更应该因实际情况而定。

对此，《建筑抗震鉴定标准》第６．１．２条有专门论述：
“现有钢筋混凝土的抗震鉴定，应根据其设防烈度重点检查下列薄弱部位：一、６度时，应检查局部易掉落伤人的构件、部件及楼梯间非结构构件的连接构造；二、７度时，除应按第一款检查外，尚应检查梁柱节点的连接方式、框架跨数及不同结构体系之间的连接构造；三、８、９度时，除应按第一、二款检查外，尚应检查梁、柱的配筋，材料强度，各构件间的连接，结构体系的规则性，短柱分布，使用荷载的大小和分布等。

”可见对于现有建筑所需鉴定范围（包括框架跨数）除考虑建筑用途、层数、高度等外，与其抗震设防烈度更是密切相关。

根据《抗震鉴定标准》６．２．８条规定，综合抗震能力不满足抗震要求的房屋，应对其采取加固措施。

２加固方法探讨
在对广西区中小学校舍的抗震检查中，对属于单跨框架的结构都需要做抗震加固。

一般此类结构的加固方法主要分为３类：一是增设抗震墙，改为框架剪力墙结构；二是增设多余约束，将单跨框架改为多跨框架；三是采用耗能支撑等新型抗震加固技术。

作为第二类加固备选方案，常规做法是在外廊增设框架柱，改变原有的单跨框架结构形式，使结构变为双跨框架结构体系。

我们认为这一方案只是形式上的改变，实际这一做法，却是对既有结构的“伤筋动骨”，（下转第３４４页）
邱玉峰，南京市房产管理局房屋安全鉴定处。

（上接第１３６页）６ｍ开间（１３开间）２０ｍ跨度（２跨）钢筋混凝土排架柱（Ｃ２５）；围护填充墙为多孔砖（ＭＵ５．０），建筑面积约为３０００ｍ２。

受某法院委托，为了查清车间的屋面建筑施工质量问题，必须对该车间屋面进行渗漏检测。

４．２鉴定检测依据略
４．３渗漏鉴定检测内容
（１）采用进口无损渗漏寻检仪和红外热像仪对该车间屋面（天沟、檐口、突出部、高低跨）进行渗漏检测，初定该车间屋面疑似渗漏部位。

（２）根据进口无损渗漏寻检仪和红外热像仪查定的屋面（天沟、
檐口、突出部、高低跨）疑似渗漏部位，经过对屋面（天沟、檐口、突出部、高低跨）进行超过２ｈ淋水试验和外观质量检查，然后进行红外热像仪和无损渗漏寻检仪对比检测，确定屋面（天沟、檐口、突出部、高低跨）渗漏部位。

（３）根据国家有关规范和设计要求以及该车间屋面渗漏检测情况，对该车间渗漏节点部位和排水系统进行全面开启检查，以确定屋面是否存在施工质量问题。

（４）根据国家有关规范和该车间设计要求以及该车间屋面渗漏检测情况，在该车间选１０块彩钢板，进行彩钢板尺寸（板厚度、涂层厚度、波高、波距、长度、宽度）、彩钢板纵横搭接（另外包括渗漏的天窗板）和彩钢板自攻螺丝、拉铆钉连接间距个数检测，以确定屋面板是否存在建筑施工质量问题。

（５）根据国家有关规范、设计要求以及该车间屋面渗漏检测情况，采用高精度全站仪和水准仪对该车间渗漏区域部位屋面钢结构梁变形、屋面坡度、天沟坡度和钢结构支撑体系进行全面测量和检查，以确定是否存在施工质量问题。

４．４鉴定检测费略
４．５要求及声明
（１）申请人应提供水源、电源和登高设备，以便进行相关检测。

因淋水试验需要，水源要求有足够压力的消防水源。

（２）委托人应派专人协调试验现场工作，确保鉴定工作顺利进行。

（３）申请人应允许对相关隐蔽部位进行开凿，并负责对相关部位进行清理及对检测破损部位进行及时修复等。

（收稿日期：２０１１－０３－０９）
（上接第１５６页）又改变了外走廊悬挑梁的受力状态，对构件更为不利。

后加的柱子与原有框架是否能成为一个整体，特别是其梁柱之间是否能形成能传递较强弯矩的刚性节点，在技术上很难实现。

因为梁柱之间的受力钢筋应彼此锚固到一定的长度要求，并要求有较强的箍筋做辅助，而这些构造要求在加固作业上很难实现，且施工质
量直接影响到加固效果。

一旦存在施工或设计的疏忽，在遭遇强烈地震时，则很可能在结构上无法形成塑性铰而各个击破，造成整栋建筑倒塌。

因此，这种看似改变了单跨框架为多跨框架的做法是很不可取的。

增设剪力墙、耗能支撑的加固方法可以有效减少结构在预期地震下的变形，并在大震作用下成为主要抗侧力构件。

然而考虑到建筑外观及使用功能要求，剪力墙及斜撑的布置存在很大的局限性，结果往往使得增设的剪力墙出现短肢，甚至无处可加，且增设框架柱及抗震墙的方法需要新增加基础，对建筑影响较大。

因此为保证在基本不影响使用功能的情况下实现加固目标，建议采用板墙的加固方案。

具体措施是用混凝土板墙或钢筋网砂浆面层对既有砖墙进行加固，对承载力不足的梁柱可以采用粘帖碳纤维或钢板进行加固，从而将单跨框架结构改造成“少墙－框架结构”，减少对原有结构的破坏，又提高结构的整体抗震能力。

这一加固方法也被王亚勇教授等多次提及。

所谓“少墙－框架结构”，意在应对横墙较少的多层砌体房屋，增强其既有墙体的抗震能力，是比较经济、实用、有效的方法。

３结论
（１）单跨框架结构体系延性低、赘余度少，很容易在大震下发生构件连续
破坏继而倒塌。

因此，需严格控制这类结构体系的应用。

对于新建的乙类建筑不应采用单跨框架，对既有的单跨框架结构，需进行抗震鉴定并加固。

（２）采用板墙的加固方案能有效提高结构抗震性能，方案经济、便捷，且相对于增设多于约束或斜撑等方法，更具有可行性。

（收稿日期：２０１１－０３－１５）。