对中小学砌体结构校舍抗震加固设计的总结

关键词： 抗震加固设计 中小学校舍 砌体结构 

　　0引言 

　　汶川地震中大量教学楼由于抗震能力不足而倒塌，造成了巨大的灾难和损失，为此，对学校建筑进行抗震加固异常迫切。 

　　2008年修订的《建筑工程抗震设防分类标准》将中小学校的教学楼、学生宿舍、食堂等教学用房，由原来的标准设防类提高到重点设防类。按老规范建造的很多砌体结构建造时未考虑抗震设防，长时间使用后原结构又会出现不同程度的老化。结构承载力进一步降低，严重影响结构安全，若要继续使用，需对原结构进行全面检测和抗震鉴定，且按照新规范进行验算并加固。 

　　1抗震加固设计原则 

　　①优先采用增强结构整体抗震性能的方案；②改善构件的受力状况（如框架结构经加固后宜尽量消除强梁弱柱不利于抗震的受力状态）；③加固或新增构件的布置宜使加固后结构质量和刚度分布较均匀、对称；④加强抗震薄弱部位的抗震构造措施；⑤新增构件和原有构件之间应有可靠连接；⑥新增的抗震墙、柱等竖向构件应有可靠的基础；⑦女儿墙等易倒塌伤人的非结构构件不符合鉴定要求时，宜拆除或拆矮。 

　　2抗震加固设计方法 

　　2.1 新增圈梁、构造柱加固74、78规范根据震害调查结果，明确现浇钢筋混凝土楼盖不需要设置圈梁。89规范和2001规范均规定，现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖与墙体有可靠连接的房屋，允许不另设圈梁，但为加强砌体房屋的整体性，楼板沿抗震墙体周边均为加强配筋并应与当构造柱或芯柱设置不符合鉴定要求时，应设置外加构造柱；当墙体采用双面钢筋网砂浆面层或钢筋混凝土板墙加固，且在墙体交接处设置相互可靠拉结的配筋加强带时，可不另设构造柱。当层高较大时，对纵横承重体系的外纵墙，无构造柱的承重窗间墙宜设置钢筋混凝土组合柱。当圈梁设置不符合鉴定要求时，应设置圈梁；外墙圈梁宜采用现浇钢筋混凝土外加圈梁，内墙圈梁可用钢拉杆或在进深梁端加锚杆代替，锚杆与圈梁或构造柱应可靠连接；当采用双面钢筋网砂浆面层或钢筋混凝土板墙加固，且在楼层上下两端增设加强带时可不另设圈梁。 

　　2.2 宽度过小或抗震能力不足墙段加固窗间墙宽度过小或抗震能力不满足要求时，可增设钢筋混凝土窗框或采用钢筋网砂浆面层、板墙等加固。对于支承大梁等的墙段抗震能力不满足要求时，可增设组合柱、钢筋混凝土柱或采用钢筋网砂浆面层、板墙加固。跨度不小于6m的大梁，不应由独立砖柱支承。支承悬挑构件的墙体不符合鉴定要求时，宜在悬挑构件端部增设钢筋混凝土柱、钢柱或砌体组合柱加固，并对悬挑构件进行复核，复核后如不满足要求，也应对悬挑构件进行加固。隔墙无拉结或拉结不牢，可采用埋设钢夹套、增设锚筋或钢拉杆加固；当隔墙过长、过高时，可采用钢筋网砂浆面层或其他有效措施进行加固。出屋面的楼梯间、电梯间和水箱间不符合鉴定要求时，可采用钢筋网砂浆面层或外加柱加固，其上部及下部应与原结构构件可靠连接。出屋面的烟囱、无拉结女儿墙、门脸等超过规范规定的高度时，宜拆除、降低高度或进行可靠加固。 

　　2.3 超高、超层砖混校舍加固当校舍层数满足《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009的限值，总高度超过限值的1.2倍及以上时，宜采用改变体系的加固方案；当校舍总层数满足规定限值，总高度没有超过规定限值的1.2倍时，可不改变结构体系，应采取加强措施，确保结构安全。改变结构体系有以下两种形式：双面普遍加钢筋混凝土板墙形成组合墙的方法。增设一定数量的钢筋混凝土单面或双面板墙的方法，混凝土板墙厚度单面不小于140mm，双面合计不小于140mm，且结构全部地震作用分别由两个方向增设的钢筋混凝土板墙承担，并应计入竖向压应力滞后的影响，墙体配筋按混凝土剪力墙结构计算确定（原砌体墙不承担地震作用）。 

　　2.4 楼梯间加固根据有关资料对汶川地震中砌体结构楼梯间的震损分析，可知楼梯间平面不规则、楼梯间墙体约束拉结措施不足等是导致砌体结构楼梯间在地震中严重破坏的主要原因。对于楼梯间在两端的单面走廊砌体校舍，楼梯间山墙宜采用双面板墙或双面钢筋网砂浆面层加固，另一侧楼梯间采用单面板墙或双面钢筋网砂浆面层加固，当山墙装修完好时，也可在山墙内侧采用单面板墙加固；对于在砌体校舍中部的楼梯间，可在楼梯间外侧加单面板墙，或采用双面钢筋网砂浆面层加固楼梯间墙体，条件许可时也可采用双面板墙加固。 

　　2.5 预制板支座加固砌体房屋楼、屋盖的抗震构造要求，包括楼板搁置长度，楼板与圈梁、墙体的拉结，屋架（梁）与墙、柱的锚固、拉结等等，是保证楼、屋盖与墙体整体性的重要措施。除叠合楼板外，预制混凝土楼板在受力上属于简支板，一般只需在板端底单面进行增设角钢加固。 

　　3工程实例 

　　3.1 工程概况本工程为某中学教学实验楼的加固工程，为五层砖混结构，建筑面积3987.76m^U2^U，建于1986年。该工程原设计楼、屋盖采用预制钢筋混凝土楼板，墙下基础采用条形混凝土基础。根据建设单位鉴定结果为教学实验楼砖墙度、砂浆强度、门窗间墙宽度、承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离、构造柱设置及预制板搭接不满足国家相关规范要求，并且局部墙体有空臌、酥碱现象，需进行抗震加固处理。本工程加固使用年限为30年，到期后，若重新进行的可靠性鉴定认为该结构工作正常，仍可继续使用。未经技术鉴定或设计许可，不得改变加固后结构的用途和使用环境。 

　　3.2 加固施工方法及材料 

　　3.2.1 新增构造柱加固按国家标准《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）增设构造柱，加固范围从基础顶到屋面板顶或女儿墙顶。新增构造柱纵筋植入原基础，植筋深度满足规范要求。新增纵筋遇楼板（或梁）时植筋穿过，新增纵筋在屋面处的锚固参见《09SG619-1》或植入原圈梁。详图如图1。 

　　3.2.2 抗震综合系数、窗间墙长度不满足和超高超层板墙加固 

　　对该建筑物所有墙体采用单面80mm或双面140mm厚的钢筋混凝土灌浆料板墙加固。板墙宜按下列顺序施工：原有墙面清底、钻孔并用水冲刷，孔内干燥后安设锚筋并铺设钢筋，浇水湿润墙面，浇筑混凝土并养护，墙面修饰，遇门窗洞口或黑板，四角附加钢筋。将墙面摸灰层清除干净至砖墙面，用清水将砖面清洗干净，钻孔，空内充满结构胶，固定好钢筋网，穿螺杆与钢筋网绑扎并焊好，将内墙面螺杆部位灰层清除，浇灌混凝土灌浆料，拧紧螺栓并焊死，将内墙面用M10水泥砂浆及面层涂料修补好。原墙面碱蚀严重时，应先清除松散部分并用1：3抹面，已松动的勾缝砂浆应剔除。在墙面钻孔时，应按设计要求先画线标出锚筋（或穿墙筋）位置，并应采用电钻在砖缝处打孔，穿墙孔直径宜比S形筋大2mm，锚筋（穿墙筋）植筋宜采用锚筋（或穿墙筋）直径的1.5~2.5倍，其孔深宜为100~120mm，锚筋（或穿墙筋）插入孔洞后可采用水泥基灌浆料、水泥砂浆等填实。详图如图2。 

　　3.2.3 预制板端加固所有教室或房间、走廊作为预制板支座的墙或梁使用L75X6角钢进行加固，角钢表面刷防锈漆两道，面漆两道。详图如图3。 

　　3.3 加固效果加固后该教学楼通可满足现行抗震规范和鉴定标准的重点设防类要求，实现了加固目标。 

　　4结束语 

　　本文结合笔者所设计的工程实例对中小学校舍抗震加固常用方法进行了总结。中小学校舍抗震加固应严格按照《建筑抗震鉴定标准》GB50023增设抗震措施，采取多道防线，提高学校建筑的整体抗震性能。 

　　参考文献： 

　　[1]03SG611《砖混结构加固与修复》.中国建筑标准设计研究院，2003，9. 

　　[2]09SG619-1《房屋建筑抗震加固（一）（中小学校舍抗震加固）》.中国建筑标准设计研究院，2003，9. 

　　[3]GB50023-2009《建筑抗震鉴定标准》.2009，5.