多层砌体结构房屋的抗震加固设计

关键词：多层砌体结构房屋 抗震加固设计 

　　一、前言 

　　砌体结构房屋主要以脆性材料（粘土砖， 多孔砖和混凝土中小型砌块）为主， 其特点是： 本身自重大， 刚度大， 材料本身的抗拉、抗弯、抗剪强度均较低， 延性差， 因此在地震中极易造成脆性破坏， 给人类带来巨大的灾害和损失。因此， 对砌体结构房屋的抗震加固设计与研究一直是抗震加固工作的重点。

　　二、多层砌体结构房屋的抗震鉴定 

　　1、工程背景 

　　某办公楼原建于2000年，总建筑面积1542m2，为7层砖混结构，层高3.5m；楼（屋）盖采用预制板，以纵横墙承重，建筑物沿纵横墙每层设构造柱和圈梁，采用钢筋混凝土条形基础。抗震设防烈度为7度。 

　　2、结构抗震鉴定 

　　通过一系列的数据收集和分析后，得出以下抗震鉴定结果：（1）经安全性鉴定，该建筑安全性鉴定评级为A级；（2）经抗震鉴定，该建筑不满足B类建筑抗震鉴定要求；（3）该建筑不能满足后续使用40年的要求。 

　　三、多层砌体结构房屋抗震加固设计基本要求 

　　一般来说，多层砌体结构房屋若存在以下问题， 则地震时容易损坏： 

　　1、一些内外墙未咬砌且无圈梁与外墙拉结的多层砖房。地震时， 外墙会大面积倒塌。 

　　2、整体性不足。大梁、屋架与墙体的连接不良，如未设置梁垫或虽有梁垫而无锚固。地震时墙体局部承压能力不足而损坏，或梁垫发生错动。预制钢筋混凝土楼板与大梁、墙体的连接不良， 在地震中会被拉开移位或楼板滑落。板底圈梁明显加强了房屋的整体性。 

　　3、体型复杂。砖房平立面不规则，地震中往往因扭转效应、局部应力集中或各部位变形不一等， 造成损坏或加重震害。 

　　另外，砌体结构房屋还有一些易损部位。多层砖房局部易损部位包括平砌或弧形砖砌过梁， 出屋面楼梯间、电梯间， 附墙烟囱、出屋面小烟囱和女儿墙， 悬挑的阳台、雨篷、挑檐， 坡屋顶的山尖墙，悬吊重物的顶棚等等。按建筑抗震加固技术规程要求， 对于不符合鉴定标准要求的房屋，抗震加固应从提高房屋的整体抗震能力出发，并注意满足建筑物的使用功能和同相邻建筑相协调，为了防止在抗震加固中出现局部刚度突变， 要求加固楼层综合抗震承载力不超过下一楼层的抗震能力的20% ，非承重或自承重墙体加固后不超过同一层楼层承重墙体的抗震承载力， 采取加固措施控制层间位移和提高其变形能力。 

　　四、多层砌体结构房屋的加固设计 

　　1、墙体加固 

　　由于该办公楼为纵横墙承重结构体系，大梁直接传至窗间墙，窗间墙间距离不满足规范要求，楼梯间墙无配筋，所以重点对外纵墙及楼梯间横墙进行钢丝网砂浆面层加固，具体加固方法为铲除原有抹灰层，双面铺设Φ4@120（双向）细密点焊钢丝网，钢丝网与墙体的固定，采用S形咖6钢筋以钻孔穿墙对拉，间距为900mm，并呈梅花状布置。钢丝网砂浆面层应深入地下不少于500mm，地下部分厚度扩大为150mm，纵横墙加固示意图详见图1所示。 

　　2、悬挑梁加固 

　　由于建筑物为外挑廊走道式，鉴定悬挑梁变形和配筋均不够，为提高梁承载力，采用外包钢加固法进行整体加固，在悬挑梁的梁底两角外包角钢，并在梁底加垫板，梁侧面加箍板，梁上部设角钢和拉结螺栓，形成封闭箍。 

　　3、构造柱和圈梁加固 

　　试验结果表明，外加构造柱加固墙体后墙体的抗剪强度提高虽然不大，但推迟了墙体裂缝的出现，尤其与圈梁共同作用，大大提高了墙体的延性和变形能力，增强了结构的稳定性，对防止结构发生突然倒塌有显著的效果。在结构布置上，应特别注意尽量使构造柱、圈梁（或拉杆）和基础联合布置，保持抗震受力的完整性。外加构造柱设置的位置， 应在房屋四角、楼梯间和不规则平面的转角等应力集中的部位，外加构造柱应沿房屋全高贯通，不得错位，还应与圈梁或钢拉杆连成封闭系统。外加构造柱、圈梁与原墙体连接时，可通过设置拉结钢筋和销键、胀管螺栓、压浆锚杆或锚筋与墙体连接。钢筋混凝土销键适用于砂浆强度等级低于M2.5 的墙体，砂浆强度等级为M2.5 及以上时，可采用其他连接措施。圈梁应连续闭合，圈梁遇阳台、楼梯间、变形缝时， 应妥善处理。拉杆设置， 应按照替代内墙圈梁的要求， 并满足与墙体锚固的规定。 

　 该房屋的楼板为预制钢筋混凝土空心楼板， 砌筑墙体的砂浆强度等级为M2.5 ， 尚未设置钢筋混凝土构造柱和圈梁， 经鉴定必须进行抗震加固。本方案采用外加钢筋混凝土构造柱连同圈梁和钢拉杆联合布置的加固方式， 圈梁沿外墙设置， 中间横墙处设钢拉杆代替圈梁， 房屋角部设置L 型构造柱。 

　　4、砌体结构房屋加固 

　　采用钢筋网水泥砂浆面层加固墙体时应符合下列要求： ① 面层的砂浆强度等级宜采用M10；② 钢筋网砂浆面层的厚度宜为35mm ，钢筋外保护层厚度不应小于10mm ，钢筋网片与墙面的空隙不宜小于5mm；③ 钢筋网的钢筋直径可采用Φ4 或Φ6；钢筋网格尺寸在实心墙宜为300mm×300mm，在空斗墙宜为200mm×200mm；④ 单面加面层的钢筋网应采用Φ6的L形锚筋，用水泥砂浆固定在墙体上；双面加面层的钢筋网应采用Φ6的S形穿墙筋连接；L形锚筋的间距宜为600mm，S形穿墙筋的间距宜为900mm，并且呈梅花状布置；⑤ 钢筋网四周应与楼板或大梁、柱或墙体连接，可采用锚筋、插入短筋、拉结筋等连接方法；⑥ 当钢筋网的横向钢筋遇有门窗洞口时，单面加固宜将钢筋弯入窗洞侧边锚固；双面加固宜将两侧横向钢筋在洞口闭合。 

　　5、楼梯段增设构造柱 

　　由于原建筑物设计的楼梯间构造柱不满足现行抗震规范要求，应在楼梯间楼梯段上下端对应的墙体处加设置构造柱，具体做法如图4所示。 

　　五、结束语 

　　在多层砌体结构房屋抗震加固设计中，必须注意以下内容： 

　　（1） 在砌体结构房屋抗震加固之前，要全面收集原房屋的设计、施工、验收资料，进行房屋质量检测和抗震鉴定，检测出房屋的材料强度、不均匀沉降情况、损坏情况，并进行抗震和静力验算；根据检验情况分析改造的可行性，提出抗震加固基本要求，作为房屋加固的依据。 

　　（2） 墙体的加固应和拉杆的加固结合起来，选择双面或单面钢丝网应具体分析和正确选择，在不破坏原有结构墙体的基础上，提高安全性和适用性。 

　　（3） 由于部分砌体结构房屋建成时间较长，整体性较差，设计施工过程中可能会发现其他损坏情况，必须检测、设计、施工密切配合，尽可能消除存在的隐患。 

　　参考文献： 

　　[1] 建筑抗震加固设计规程（JGJ 116-98）[S]，北京：中国建筑工业出版社，1998 

　　[2] 砌体结构设计规范（GB 50003-2011）[S]，北京：中国建筑工业出版社，2012 

　　[3] 王红海，张方.砌体结构抗震加固中若干问题研究[J]，焦作工学院学报，2003，22（3）