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砌体结构抗震鉴定与加固

2022-04-22黄灏HUANGHao

价值工程 2022年13期
关键词:水泥砂浆砌体抗震

黄灏HUANG Hao

(上海市普陀区建筑业管理中心,上海 200333)

0 引言

随着《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009和《建筑抗震加固技术规程》JGJ116-2009的颁布实施,我国房屋建筑结构抗震性能的实际测定工作也迎来了全新发展时期。正是由于我国房屋建筑结构实际使用寿命普遍较长,因此需要工作人员进一步提升房屋建筑结构的整体抗震性能,尤其是提升房屋建筑外部砌体结构的整体稳定性。我国政府相关管理部门需要结合建筑抗震要求,合理完善具体的技术规范以及技术指标,主要目的则是为了形成较为体系化的建筑抗震鉴定标准以及其他系列的技术规范标准。

1 抗震鉴定

1.1 房屋的分类

在我国政府相关管理部门所制定的《鉴定标准》之中,明确提出了建筑后续使用年限的相关概念,并且结合建筑使用年限以及抗震性的合理制定了房屋的分类标准以及建筑结构的整体分类形式,结合《鉴定标准》之中的细节内容可以将现有房屋建筑后续使用年限划分为如下三个档次:

在我国上世纪70年代及以前所建造的相关房屋建筑的后续使用年限不应少于30年,实际使用年限理应控制在50年左右;在我国上世纪80年代所建造各种现有建筑,实际后续使用年限理应控制在40年左右,甚至是更长。后续使用年限30年的建筑(简称A类建筑),应按《鉴定标准》各章规定的A类建筑抗震鉴定方法。

房屋建筑工程实际抗震鉴定分为两级,第一级鉴定与第二级鉴定之间是层层递进的关系。

1.2 抗震鉴定的主要方法

房屋建筑抗震等级的实际鉴定方法以及主要的鉴定标准可以划分为诸多层次,但是实际鉴定要求以及主要鉴定目标可以划分为两级,主要采用先减后繁、先易后难的形式,解决房屋建筑抗震性能实际测定工作之中的细节问题。此类房屋建筑抗震性能鉴定方法实际使用范围较为广泛,具体的应用效果非常明显。同时,此类鉴定方法可以将房屋建筑的抗震结构问题与抗震承载力验算数据进行紧密融合与对接。

房屋建筑结构抗震能力以及抗震性能的第一级鉴定应该以宏观控制和结构鉴定为主要的鉴定依据,并且采取全面化的评价策略以及评价手段,对房屋建筑整体结构的抗震能力进行综合评定与研究。第一级鉴定属于房屋建筑结构抗震概念方面的初级鉴定,其中包含房屋建筑高度、房屋建筑层数以及相应建筑面积的测量与评定,在第一级鉴定之中也包含了对房屋建筑结构体系以及构建性能等诸多方面的实际要求。现有建筑宏观控制和构造鉴定的基本内容及要求,应符合下列规定:

①当房屋建筑工程平面立面以及实际建筑质量并不能够满足相应工作标准以及抗震性能检验标准之时,需要针对房屋建筑工程墙体抗测力构建实际布置位置,进行合理研究与分析,避免房屋建筑工程墙体抗测力构件布置位置出现不对称问题。

②工作人员需要检查房屋建筑工程整体结构体系,并且认真查找每一处死角之中的这些问题。由于一部分房屋建筑工程的实际建设环节之中,整体抗震性能普遍就好,但是局部抗震性能却不达标准。因此,工作人员需要认真检查房屋不同楼层、不同位置、不同结构主体的实际抗震性能。

③检查房屋建筑结构材料实际达到的抗震性能等级以及强度等级,当实际检验结果低于规定最低要求时,工作人员以及检验人员需要采取特殊化处理对策。

④房屋建筑工程层数较多,楼层位置比较特殊,则需要适当调整房屋建筑工程地震性能检测的实际标准。

⑤当房屋建筑结构构件的尺寸以及结构横、纵截面形式不符合抗震要求时,工作人员应该逐渐提高某一配件的抗震鉴定要求。

第二级鉴定应该以房屋建筑抗震性能验算为主,并且结合房屋建筑构造影响,开展综合性评价工作以及鉴定工作。同时,相关工作人员应当注意,开展第二级鉴定工作,应该在保证第一级鉴定结果合理性、科学性的前提之下,合理开展相应专业化建设工作。上部结构第二级鉴定一般采用以下方法:

①构造不符合第一级鉴定要求的,采用综合抗震能力指数的方法进行第二级鉴定。

②根据材料实际强度等级、构件现有截面尺寸进行结构现有抗震承载力验算。

③考虑构造影响后,对结构综合抗震能力进行鉴定。

2 抗震加固

2.1 加固的基本程序及相关内容

在房屋建筑工程正式开展施工建设工作之前,相关施工单位必须要明确房屋建筑工程抗震性能的整体要求,并且结合我国政府相关管理部门所下发的各类指示以及指令性文件内容,完善房屋建筑工程抗震加固工作具体流程。针对于随时可能会出现的房屋建筑工程倒塌问题,工作人员需要做好事前评估与处理,并且制定应急事故处理预案,遵循基本的工作程序以及加工流程,合理开展房屋建筑工程结构加固工作。

一般情况下,房屋建筑工程的地震反应主要依赖于自身结构的强度与刚度,真正决定房屋建筑工程靠着能力的最重要因素,在于房屋建筑结构本身的侧向强度与延性。

2.2 砌体结构加固方法

房屋砌体结构的加固方法多种多样,施工单位只有结合房屋建筑工程施工建设整体要求,合理完善砌体结构的加固工作流程,才能从根本上提升房屋建设工程的抗震性能,提高房屋建筑工程整体经济效益,进一步延长房屋建筑实际使用寿命,本文将详细介绍几种较为常见的房屋建筑工程砌体结构加固方法。

2.2.1 直接加固方法

①钢筋混凝土外加层加固法。

钢筋混凝土外加层加固法主要是用于工艺较为简单,砌体结构加固要求较低的一部分房屋建筑工程,如果房屋建筑工程对抗震性能的要求较高,或者是房屋建筑工程整体结构较为复杂,则不适宜采用钢筋混凝土外加层加固法。在工作人员以及技术操作人员正式应用钢筋混凝土外加层加固法之前,首先需要明确房屋建筑工程砌体的实际承载能力及抗压能力,随后选择硬度合适的钢筋材料,合理调整混凝土原材料的配合比例。由于不同房屋建筑工程所面临的具体建设问题有所不同。因此,在相关工作人员应用钢筋混凝土外加层加固法的过程中,也需要考虑到钢筋混凝土外加层加固法的实际应用范围以及技术应用局限性。

②钢筋水泥砂浆外加层加固法。

钢筋水泥砂浆外加层加固法要求工作人员率先把砖墙表面的粉刷层剔除之后,随后在砖墙两侧铺设ϕ4~8mm的钢筋网片,在钢筋网片之上涂抹水泥砂浆,从而稳定钢筋网片的具体位置,避免钢筋网片出现脱落问题或者是位置偏移问题。钢筋水泥砂浆外加层加固法与钢筋混凝土外加层加固法的实际应用过程大同小异,但是钢筋水泥砂浆外加层加固法的应用效果较为明显。

③增设扶壁柱加固法。

增设扶壁柱加固法与钢筋混凝土外加层加固法、钢筋水泥砂浆外加层加固法的实际使用流程存在较大差异。在应用增设扶壁柱加固法的过程中,工作人员需要考虑钢筋混凝土结构的整体承压能力,并且在钢筋承压范围之内,合理增设一定数量的扶壁柱,从而达到加固整个房屋建筑整体结构的目的。

2.2.2 间接加固方法

①无粘结外包型钢加固法。

应用无粘结外包型钢加固法要求技术操作人员使用水泥砂浆,将角钢粘贴在受荷砖柱的四周位置,并且使用专业化工具,及时卡紧角钢具体位置,随后去掉卡扣,粉刷水泥将用于保护角钢结构。

无粘结外包型钢加固法相比于增设扶壁柱加固法而言,属于一种较为传统的房屋建筑结构整体加固方法,无粘结外包型钢加固法的主要优点于房屋建筑工程施工现场的作业量普遍较少,可以在短时间之内合理维持房屋建筑的整体稳定性。

②预应力撑杆加固法。

预应力撑杆加固法可以极大幅度的提升房屋建筑工程砌体的承压能力以及抗震性能。应用此类加固方法,可以稳定加固砌体柱,一旦地震袭来,房屋建筑工程外围砌体依然可以保持较高稳定性。

3 加固实例

3.1 工程概况

本工程为建于20世纪80年代的某学校教学及办公楼。五层砖混结构,一层~五层层高均为3.4m,室内外高差0.45m,女儿墙高0.9m。主要门宽0.9m,窗宽2.4m,平面呈近似成矩形。平面图见图1。基础为桩基,采用400×400预制方桩,条型基础梁承台。

上部采用纵横墙混合承重,墙厚240。楼面为预制混凝土多空板,屋面为混凝土现浇板,板厚均为100mm。

本工程位于7度区,0.1g,IV类场地,抗震设防类别为乙类。

3.2 既有房屋现状及鉴定结果

经过对该房屋进行抗震鉴定,其鉴定结果如表1。

①材性检测结果表明,该房屋砌筑砖强度等级均评定为MU10,砌筑砂浆强度等级一~五层为M2.5;

②建筑变形测量结果表明,房屋局部测点倾斜率大于《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)中规定的限值4‰,但小于《危险房屋鉴定标准》(JGJ125-2016)规定的限值1%;

图1房屋平面布置示意图

表1楼层纵横向墙体综合抗震能力指数计算结果

③根据第一级鉴定,房屋砌体墙段局部尺寸、构造柱设置、楼盖形式等抗震措施不满足《标准》要求,第二级鉴定,各层纵横向综合抗震能力指数小于1;房屋多项抗震措施不满足《标准》要求,主要包括:房屋总层数、总高度、房屋构造柱的设置、房屋的楼屋盖形式及房屋砌体墙段的局部尺寸;房屋综合抗震能力不满足抗震鉴定要求,应对该房屋采取加固或其他相应措施。

3.3 房屋加固

针对该房屋,对于砖砌体结构,该房屋没有设置构造柱,砂浆强度较低,可以采用的方法为①钢筋混凝土外加层;②钢筋水泥砂浆外加层;③外加构造柱等。

对于钢筋混凝土外加层,对建筑净空的减少较大,业主一般不愿接受,对于外加构造柱加固法,由于施工麻烦,而且影响建筑美观。而钢筋水泥砂浆外加层,可以只是轻微减小建筑净空,而且施工简单成熟,经济性也较好,综合分析比对采用该种方法加固。

对于钢筋水泥砂浆外加层法加固,在墙体交接处,采用钢筋加强带的措施进行加固(根据建筑抗震加固技术规程(JGJ116-2009),做了加强带可以不做构造柱)。

对于装配式楼板,凿除装配的面层,上浇注40mm钢筋混凝土整浇面层(做成装配整体式),这样对砖混结构的抗震整体性能有较大的提高。经加固后,验算该房屋的抗震承载力,其结果满足现行规范要求。

4 结论与展望

地震造成了巨大的损失,教训惨痛,对房屋震害的认识是以巨大的代价获得的,但是现在我国的既有建筑中,砌体结构类型在总结构的类型的比例还不是很低,而且部分砌体(尤其是砖砌体结构)圈梁构造柱等抗震构造措施都未布置,这对房屋的抗震是极为不利的。同时,随着经济发展和我国国民对自身安全忧患意识的提高,我国的抗震鉴定与加固技术也亟待理论和技术上的提高,新的加固技术也纷纷出现,我国的抗震加固工作取得了巨大成就,据建设部抗震办公室统计,经过加固的工程,有的己经受了地震的考验,实践证明抗震加固与不加固大不一样,抗震加固确是保证生产发展和人民生命安全积极而有效的措施。

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