淺談某辦公樓的抗震鑒定及加固

摘要:文章以瑞金市某辦公樓為例,通過調整墻段兩側洞口尺寸及位置,以調整墻段相對剛度來改變墻段承擔的地震剪力的處理方法,來滿足抗震承載力驗算要求。在不影響外觀及功能的基礎上,提高了教室的采光率,而采用常規(guī)加固方案投入較大,加固后對外觀及功能上造成影響,且在增加結構剛度的同時增加了地震作用。

關鍵詞:砌體結構;抗震鑒定;抗震加固;地震剪力

中圖分類號:TU755

文獻標識碼:A

文章編號:1009-2374(2009)19-0154-02

我國是一個多地震的國家,地震活動的分布范圍十分廣泛,地震造成的危害不可忽視。在我國,砌體結構廣泛應用于住宅、辦公樓、辦公樓、醫(yī)院等建筑中。歷次地震災害表明砌體結構整體抗震性能差、延性低、易發(fā)生脆性破壞,造成了大量的人員傷亡及財產(chǎn)損失。

幾十年來,對房屋建筑的抗震加固,傳統(tǒng)上采用增設鋼筋混凝土構造柱和圈梁、抗震墻、夾板墻、鋼拉桿、鋼支撐、鋼構套,以及擴大受力構件截面等方法,這些方法都會對原建筑外觀及功能造成影響,且在增加結構剛度的同時增加了地震作用。

本文以瑞金市某辦公樓為例,對不滿足抗震要求的墻片,通過調整墻段兩側洞口尺寸及位置,以調整墻段相對剛度來改變墻段承擔的地震剪力的處理方法,來滿足抗震承載力驗算要求。

一、工程概況

瑞金市某辦公樓抗震設防烈度為7度,地震分組為第二組,基本地震加速度為0.10g。為四層局部五層磚混結構,實心磚墻承重,現(xiàn)澆混凝土樓屋面,墻下條形基礎和柱下獨立基礎。

該辦公樓一至四層層高為3.6m,局部五層層高為4.5m。門寬0.9m,高3.3m;窗寬1m或1.5m,高2.4m。平面布置示意圖如圖1所示:

二、結構抗震鑒定

根據(jù)《建筑抗震鑒定標準》(GB50023-95)(以下簡稱《鑒定標準》),抗震鑒定方法分為兩級,第一級鑒定以宏觀控制和構造為主進行綜合評價,第二級鑒定以抗震驗算為主結合構造影響進行綜合評價。建筑物加固是根據(jù)建筑物的鑒定結論,針對建筑物的缺陷和損壞進行修復,以恢復或提高建筑物的安全性和耐久性。

(一)第一級鑒定

1.該辦公樓平面布置較為規(guī)則,結構上沿(4、5)、(9、10)軸設置伸縮縫將整幢樓上部結構完全分開為四層或五層的獨立結構,導致該辦公樓樓梯設置在各獨立結構的盡端,不滿足《建筑抗震設計規(guī)范》(GB5011-2001)第7.1.7條?，F(xiàn)場檢查一至三層(E)-(3-4)、(10-11)樓梯縱墻端部設置混凝土構造柱,四、五層樓梯(E)軸縱墻端部未設置混凝土構造柱,導致該片縱墻在(4、10)軸位置無約束,形成自由端,同時樓梯采用懸挑梁擱置梯板,構成抗震薄弱部位。

2.該辦公樓一至四層層高為3.6m,局部五層層高為4.5m。房屋總高度及層數(shù)滿足《建筑抗震設計規(guī)范》(GB5011-2001)第7.1.2條和《建筑抗震鑒定標準》(GB50023-95)第5.1.1條7度抗震設防要求,但局部五層層高為4.5m,超過抗震要求3.6m。

3.房屋的高寬比滿足《建筑抗震設計規(guī)范》(GB5011-2001)第7.1.4條和《建筑抗震鑒定標準》(GB50023-95)第5.2.1條7度抗震設防要求。

4.房屋的結構體系與墻體布置滿足《建筑抗震設計規(guī)范》(GB5011-2001)第7.1.7條和《建筑抗震鑒定標準》(GB50023-95)第5.2.1條要求。

5.房屋抗震橫墻的最大間距滿足《建筑抗震設計規(guī)范》(GB5011- 2001)第7.1.5條和《建筑抗震鑒定標準》(GB50023-95)第5.2.1條7度抗震設防要求。

6.墻體的砂漿強度等級滿足《建筑抗震鑒定標準》(GB50023- 95)第5.2.2條7度抗震設防要求“7度時超過三層時磚砌體不應低于M1”。

7.房屋每層的縱橫墻均設置閉合圈梁,圈梁截面高度符合《建筑抗震設計規(guī)范》(GB5011-2001)第7.3.4條要求。

8.承重的門窗間墻最小寬度為0.5m,外墻盡端至門窗洞邊的距離,不滿足《建筑抗震鑒定標準》(GB50023-95)第5.2.4條7度抗震設防時不小于0.8m的要求,但外墻盡端設有構造柱。

9.辦公樓(1-9)軸一至三層抗震橫墻的間距不滿足《建筑抗震鑒定標準》(GB50023-95)第5.2.5條7度抗震設防、砂漿強度等級M5的要求;(1-9)軸四層及(10-14)軸抗震橫墻的間距滿足《建筑抗震鑒定標準》(GB50023-95)第5.2.5條7度抗震設防、砂漿強度等級M5的要求。

(二)第二級鑒定

第二級鑒定以抗震驗算為主結合構造影響進行綜合評價。本工程采用中國建筑科學研究院的PKPM系列結構軟件中PMCAD對該樓墻體進行承載力驗算。計算時,實心磚墻砌筑砂漿抗壓強度一至三層均取為M5.0,四、五層取為M2.5,磚抗壓強度取為MU7.5,震設防烈度為7度,地震分組為第二組,基本地震加速度為0.10g。 房屋整體依據(jù)《砌體結構設計規(guī)范》根據(jù)樓、屋蓋類別及橫墻間距按剛性方案計算內力,樓屋面荷載按設計要求和《建筑結構荷載規(guī)范》取值。驗算結果表明沿軸線縱橫墻體大片墻抗震驗算均滿足要求。一至三層(E)-(2-9)軸縱橫墻交接處和一層(B)-(12-14)軸縱橫墻交接處,局部墻片由于相對側移剛度較大,產(chǎn)生水平地震剪力集中現(xiàn)象,導致抗震驗算不滿足要求。

三、抗震加固技術措施

對抗震驗算不滿足要求的一至三層(E)-(2-9)軸縱橫墻交接處和一層(B)-(12-14)軸縱橫墻交接處的局部墻片,通過調整墻段兩側洞口尺寸及位置,以調整墻段相對剛度來改變墻段承擔的地震剪力的處理方法,上述墻片抗震鑒定系數(shù)可達到要求。即將抗震驗算不滿足要求的一至三層(E)-(2-9)軸縱橫墻交接處的局部墻段兩側窗戶增高,從而改變墻段相對剛度來改變墻段承擔的地震剪力,達到抗震鑒定要求;在窗邊設置欄桿,以滿足安全要求;對一層(B)-(12-14)軸縱橫墻交接處抗震驗算不滿足要求的局部墻片,通過調整門位置,來改變墻段相對剛度來改變墻段承擔的地震剪力,達到抗震鑒定要求;對四、五層樓梯(E)軸縱墻端部增設混凝土構造柱,對樓梯間懸挑梁端部增設混凝土柱。

四、結語

本文以瑞金市某辦公樓為例,通過調整墻段兩側洞口尺寸及位置,以調整墻段相對剛度來改變墻段承擔的地震剪力的處理方法,來滿足抗震承載力驗算要求。在不影響外觀及功能的基礎上,提高了教室的采光率,而采用常規(guī)加固方案投入較大,加固后對外觀及功能上造成影響,且在增加結構剛度的同時增加了地震作用。因此該方法可作為采用砌體結構的學校等對建筑功能要求較高的建筑物抗震加固的優(yōu)選方案。

參考文獻

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[2]中華人民共和國國家標準.建筑抗震設計規(guī)范(GB50011-2001)[S].

[3]中華人民共和國國家標準.砌體結構設計規(guī)范(GB50003-2001)[S].

[4]中華人民共和國國家標準.民用建筑與可靠性鑒定標準(GB50292-1999)[S].

作者簡介:宋維峰(1966-),男,瑞金市市建筑勘察設計院工程師,二級注冊建筑師,研究方向:建筑設計。