某高度超限多层砌体结构教学楼抗震加固设计

本工程采用 的做 法是 采用 双面 钢筋混 凝土 板墙 作 为结 构抗 有 ２０厚粘土砖墙体 ， ４ 考虑 双面 ２ ｌ 抹灰 的重 量 ， ０ ｒｎ厚 ｎ 荷载 取值 震墙肢 以增加结 构抗 震能 力 。钢筋 混凝 土板 墙设 置在 房屋 外 墙 为 ５ ４ｋ ／ 风荷 载 ： ． Ｎ ｍ ； 基本 风 压取 ０ ５ Ｐ ， 面粗糙 程度 为 ｃ 四角 ， ． ５ｋ ａ 地 大房 间内外墙交接处 ， 隔开间横墙 与外墙交 接处 ， 楼梯 间四
．
３ ． ６
第３ ７卷 第 ２ ９期 ２０１１ １０月 年
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＥＣ ＵＲＥ Ｔ Ｔ
山 西 建 筑
Ｖｏ ． ７ Ｎｏ ２ １３ ． ９ ０ｃ ． ２０１ ｔ １
文章 编号 ：０ ９ ６ ２ （ ０ ） ９ ０ ３ － ２ １０ － ８ ５ ２ １ ２ —０ ６ ０ １
及构造均不满足要求 。根据《 固规程》 ５２２条 ， 加 第 ．． 当墙体采 用
１ 由于此教学楼 的横墙 间距大多为 ８ １ｍ， 向抗震墙较少 ， 钢筋混凝土板墙加 固时 ， ） ． 横 如在墙体交 接处增设 相互 可靠拉结 的配 同时本建筑 为乙类建 筑 ， 据《 根 鉴定 标准 》 ５ ２ １ ， 屋 的最 筋加强带时 ， 第 ．． 条 房 可代替构造柱的作用 （ 见图 ２ 。 ） 大高度不应超过 １ 最大层 数不 应超过 ５层 ， ６ｍ， 此项 不满 足规 范 在其余应设置构造柱 的位置采用混 凝土 围套 法新 加构造 柱 ， 要求 ； ） ２ 教学 楼的高宽 比为 ２ ６ 超过《 ．， 鉴定标 准》 不宜大 于 ２ ２的 以增加砌体结构 的整 体性 ， ． 降低 结构整 体垮塌 的概 率。根 据 Ｐ ． Ｋ 要求 ；） ３ 部分大梁底部 为扶壁砖柱支撑 ， 不满足要求 ；） （ ） ４ 楼 屋 盖 Ｐ 系列软件 ＪＪ Ｍ ＤＧ模块 的计算 结果 ， 新设构 造柱能显 著提 高墙段
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的抗 压承载力 ， 解决部分墙段抗压 承载力不 足的问题 。
内、 外墙 的拉结 ， 增加 了楼 （ ） 屋 盖的整体性和平面 内刚度 ， 同时楼 ６ 对楼梯间 、 ） 出屋 面小 房的加固 ： ５・ ２汶川地震 中， 在 １ 楼梯
间的破坏现象非 常严 重。为逃 生通道 的楼梯 间 的破坏 往往 是灾
类； 梁柱荷载 ： 梁柱构件 自重容重 近似 取 ２ Ｎ ｍ 。 ６ｋ ／ 角等位置 。同时也 对 房屋 易倒塌 部位 进行 了加 强 。采 用钢 丝 网 水泥砂浆面层 和钢筋混 凝土板 墙加 固后 ， １层墙 体 的抗 震抗 力效 ３ 设置 构造 柱 ： 据鉴定 结果 ， 项 目构造柱 的设置 数量 以 ） 根 本
收 稿 日期 ：０ １０ — １ ２ １ — ６ ０
作者简 介 ： 万
巍 （９９ ， 硕 士 ， １７ －） 男， 工程 师 ， 宝钢 工程技 术集 团有 限公 司 ， 上海
２ １０ ０ ９０
爹 孝 １
万巍 高 超 多砌 结 教 楼 震 固 计 ： 度 限层 体 构 学抗 加 设 某
（ ） 屋 面板的竖 向承载能力也得到 了大幅的提高 。
Ｍ３２一Ｍ ． ， 强度等 级 为 ＭＵ ０ 混凝 土 强度 等级 为 Ｃ ５ ． ４２砖 １， ２ 。房 ２ 设 置钢筋混 凝土板 墙 ： 学楼结构 主体 高度 为 ｌ． 大 ） 教 ７ ５ ｍ， 屋抗震设 防类别 为乙类 ， 抗震设 防烈度为 ７度 （ ． ｇ 第一 组。各 于《 ０ １） 鉴定规范》 规定的 １ 所 ６ｍ的高度限值 ， 为高度超限砌体结构 。 种荷载取值 如下 ： 按 Ｊ Ｊ１６２０ Ｇ １—０ ９建筑抗 震加 固技 术规 程 （ 以下 简称 为《 固 加 活荷载 ： 教室 以及办公室取 ２０ｋ ／ ２ 卫生间取 ２ ０ｋ ／ ２ ． Ｎ ｍ ， ． Ｎ ｍ ， 规程 》 ５ １３ １ ， ）．． 第 条 对原结构应 该采 取高 于一 般房 屋 的承载力 走廊 、 楼梯 间过道 取 ３ ５ｋ ／ ， ． Ｎ ｍ２ 非上人 屋面取 ０ ５ｋ ／ 恒荷 且加强墙体约束 的有效 措施 。 ． Ｎ ｍ ； 载： 预制楼面取 ４ ５ｋ ／ 预制屋 面取 ５ ５ｋ ／ 墙 体荷载 ： ． Ｎ ｍ ， ． Ｎ ｍ ； 原
重 。在汶川地震 中， 不少 类似建 筑挑 梁下部 窗 问墙受 损严 重 ； 部 分外廊受竖 向地震力作用直接掉 落 ， 同时带动和其相 连接部位 破 坏， 致使 教学楼逃生通道丧失 。
对于超高 、 层数超过限制 ， 高宽 比超限等建 筑 ， 计算满 足要 在 在加 固设计 中 ， 悬挑梁外侧加设纵 向一排通长 的钢筋混 凝土 求 的同时 ， 应采取相应 的构造措施 ， 降低墙体应 力 ， 防止其 在大震 柱， 并在纵 向柱顶设 置一 排拉梁 ， 能使 结构 横 向大梁从单 跨 变成 时发 生脆性破 坏。 两跨 ， 同时增加 了结构纵 向的刚度 。将外 廊这一安 全通道 的可靠 ５ 加 固设计应充分考虑成本 。 ） 性 大幅提高 ， 教学楼结构 的高宽 比也得 以相应 降低 。 加固设计 应采 用高效 、 经济 、 施工 方便 的方 法。原则上 ， 固 加
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出此类结构抗震加 固设计 的一些粗浅 的看法 ：
图 １ １ 墙体加 固后抗震验算结果（ 层 抗力效应 比 ）
１ 设计 应增 加原有结构的整体性。 ） 震害研究表 明 ， 部分 震 害和多 层砌 体 自身 的 “ 散性 ” 大 离 有 关， 不同种类结构 构件 连接 界面 ， 以及 相 同构 件 的连接界 面 的连 接强度不足是多 数震 害产生 的原 因。大部分 加 固措 施也 都是 针 对增加结构整体性来考虑 的。 ２ 设计应提高原有结构 的延性 。 ） 砌体结构 的延性 远远 小于钢结 构 以及钢 筋混凝 土结构 ， 即其 安全储 备远 远小于 两种其 他结构 。设 计 时应适 当提高 此类 结构 的设防等级。同时理论 上也 可采用计 算分 析 的角度来 检验 结构
我 国是地震高 发国家 ， 震 区分布 广 ， 乎所 有省 份都 发 生 地 几 ６ 房屋 的易 过 ６级 以上 的地震 。地震 造成 的人 员伤 亡居 世界 首位 。２ ０ ０ ８年 有构 造柱的拉结钢筋 以及马牙槎 的设 置不满 足要求 ； ） 鉴定标 准》 规定的最小值 。 ５月 １ ２日 四川省汶 川发生了里 氏 ８ ０级 的强烈地震 ， ． 大量 房屋的 倒塌 部位不满足《 倒 塌 ， 当地造成 了 巨大灾难 。根据 对历 次震 害 的调查 表 明 ， 给 多 根据 中国建筑科学研究 院 Ｐ Ｐ Ｋ Ｍ系列软 件 Ｊ Ｊ Ｄ Ｏ模 块 以及现
场检 测数据 ， 屋结 构建模 计算 分析 ， 算结 构在 地震 力作 用 对房 验 层 砌体结构所 受的震害最为严重 。 Ｊ 下的承载能力 。建模 时 ， 当考虑 了原结 构 中施工 缺 陷 、 筋锈 适 钢 震 区校舍建 筑大都为砌体结构 ， 作为 人员较 为密集 的公共 建 蚀 等不利 因素 的影响 ， 果如下 ： 结 筑， 校舍 建筑布置 的需要一般 均采用 大开间 ， 外挑走 廊 ， 纵墙 较大 １ 地 基及 基础 ： ） 上部结构 整体变形 不大 ， 明显沉 降开裂 ， 无 可 的门窗开孔率 ， 造成此类结 构体 系整体性较其他砌体结 构差。 评定 地基 基础无 明显静载缺 陷。 为 了最 大限度保 护师生 的生命安 全 ， 建设部 对抗震 相关 的一 ２ 承重墙 ： ） 教学楼 １ ～ 层 ４层部分墙体抗震 承载力 不足 ， 抗力 系列规范进行 了及 时的修订 ： 中规定校 舍抗震 设防类别 不应 低 其 与荷 载效 应 比在 ０６ ．５—１０ ．０之间 ； 同时 １层 一 ４层部 分墙体 受压 于重点设 防类 ， 即不低 于乙类。同时规范 对若干结 构抗 震 的构 造 承载力不足 ， 抗力 与荷 载效应 比在 ０ ５ ０ ９ ．９～ ． ８之间 。 措施 加 以修订 ， 了结构抗震 能力 的要求 。 提高 ３ 主梁 、 （ ） 板 ： ） 楼 屋 面 经计 算 ， 主梁 、 （ ） 板 配筋 及 裂 楼 屋 面 下面 以上海 “ 校舍安全 工程 ” 中某高 度超 限多层 砌体 结构 教 缝、 挠度基本满 足现行规范要求 。 学楼抗震加 固设计为例 ， 了一些探讨 。 做
关 键 词 ： 安 工程 ， 校 多层 砌 体 结 构 ， 震 鉴 定 ， 震 加 固设 计 抗 抗
中图分类 号 ：Ｕ ４ ． Ｔ ７６３
文献标识码 ： Ａ
０ 引 言
为预制板 ， 不满足《 鉴定标准 》 规定 的 “ 宜采 用现 浇或装 配整体 式
楼、 屋盖” ５ 绝 大多数应该 设置构 造柱 的部 位未设 置 构造 柱 ， ；） 所
２ 加 固设计 方 案
根据校舍砌体结 构震 害分 析 以及 对本 教学 楼 的抗震 鉴 定结
论 ， 出以下加 固设计 方案 ： 提
１ 设置 钢丝 网水泥砂 浆面层 ： ） 由于原 有部分 纵 、 横墙抗 震承
载能力不满足要求 ， 不满 足 的墙 体增 加 钢丝 网水泥 砂浆 面 层 ， 对 厚粘土实 心砖 ， 础采 用钢筋 混凝 土墙 下条 形基 础 ， 基 主要 用途 为 设置墙体时应注意均匀 布置 ， 防止 由于新增 面层 造成 的结构 刚度 教室及 办 公 室 。根 据 现 场 实 测 ， 学 楼 现 有 砂 浆 强 度 等 级 为 不 均 。 教
某高度超 限多层砌体结构教 学楼 抗震加固设计
万
摘
巍
要： 根据 ５・ ２汶川地震 多层砌 体结构震 害情 况的调 查 ， １ 以及 对 某教 学楼抗 震鉴 定分析 ， 出了针 对此楼 的抗震 加 提
固设计 方案 ， 同时给 出了多层砌体结构抗震加 固设 计建议 ， 对今后 同类抗震加 固项 目具有一 定指 导意义。
难性 的 ， 它会阻止逃 生行 为 ， 加剧人 员 的伤 害 。为 了 防止地 震 时
墓 未 计 对楼梯 间内侧 四周 加设 钢丝网水泥砂 浆面层进 行加固。
Hale Waihona Puke Baidu
楼梯 间内梯梁 （ ） 板 和休息平 台组成 的 Ｋ形构件将墙体压溃 ， 本设
３ 结语
本文以高度超限多层砌体结构教学楼 抗震加 固设计 为例 ， 提
外廊侧倾覆力 矩较 大 ， 向质 心 、 心偏 离 ， 纵 刚 地震 时扭 转较 为 严
平 、 面不规则 的砌体 结构 震 害较严 重。加 固设计 中， 了 立 为 提高楼层 的抗侧移刚度 ， 钢丝网水泥砂浆 面层 或者是 钢筋混凝 土
板墙应均匀布置 ， 防止 由于加固造成结构新的不规则。 ４ 超限建筑结构处理 。 ）
１ 房 屋 结构概 况及抗 震 鉴定 分析 １ １ 建筑 结构 概 况 ．
本教 学 楼 为 ５层 砖 混 结 构 ， 筑 面 积 ３ ３２ ｍ ， 高 为 建 ８ 层 ３ ５ ０ｎ， 口标 高 １． ０ 预制 楼 （ ） ．０ ｌ檐 ７ ５ ０ｍ， 屋 面板 ， 墙体 材料 为 ２ ０ ４
１ ２ 抗 震 鉴定 结 果 ．
标准》 的要求 ， ） 后续使用年 限 ３ ０年（ Ａ类建筑 ） 对教 学楼 的结构 ， 构造进行评 估 ， 以下几 项构造不满足要求 ：
根 据 Ｇ ０ ２ － ０ Ｂ５０ ３２ ９建筑 抗震 鉴定 标 准 （ ０ 以下 简称 为 《 定 应 比见 图 １ 鉴 。
的变形能力 ， 保证混 凝 土楼 板 和砌体 之 间的变形 协调 ， 相关 砌 体 结构设计软件以及鉴定加固设计软件亟待开发 。 ３ 设计应保持 原有 结构的规则性 。 ）
图 ２ 纵 、 交 接 处 配 筋 加 强 带 横
４ 外廊悬挑梁 端部增设 钢筋 混凝土柱 ： ） 本教学楼 结构是外廊 式， 外走廊下悬挑 大梁 外挑 １８ｍ， ． 此类单跨建 筑横 向偏 心受 力 ，