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某砌体结构抗震鉴定与加固设计

2016-12-23

重庆建筑 2016年11期
关键词:钢圈建设部砌体

(重庆市建筑科学研究院,重庆400020)

某砌体结构抗震鉴定与加固设计

廖新雪,张京街,张由,陈港,谢传喜,王耀伟

(重庆市建筑科学研究院,重庆400020)

随着新版“中国地震动参数区划图”的发布,重庆已无非抗震设防区,将有大量房屋特别是砌体结构房屋需要抗震鉴定与加固。该文根据某工程实例,介绍砌体结构抗震鉴定内容、方法及加固设计思路、方式,为同类工程提供借鉴和参考。

砌体结构;抗震鉴定;抗震加固;钢结构

0 引言

新版“中国地震动参数区划图”在2016年6月发布执行,重庆部分地区由非抗震区提升为抗震区,部分地区由6度区升为7度区,因此将有大量房屋需要进行抗震鉴定和加固。砌体结构作为建筑结构中的一员,具有量大面广的特点,但由于存在年久失修、材料强度低、构造措施弱等缺点,砌体结构的抗震性能不容乐观,急需抗震鉴定与加固。

重庆属于设防低烈度区,素有“重承载、轻抗震”的建设习惯,抗震鉴定及加固设计开展较少。本文针对某工程实例,介绍砌体结构抗震鉴定的内容、方法及加固方式,以期对同类工程提供参考和借鉴。

1 工程概况

某5层砌体工程修建于1964年,长度70.8 m,宽度16.0 m,层高3.6 m,平面形状大致呈十字型(标准层平面示意如图1所示);墙体采用黏土砖、混合砂浆砌筑,厚240 mm;楼板为木楼板,屋面为预制板;基础为条石条形基础。

图1标准层平面示意图

2 抗震鉴定

2.1 抗震鉴定流程

砌体结构房屋一般属于A类建筑,对于A类建筑,抗震鉴定流程可按图2所示进行。

图2抗震鉴定流程

2.2现场检测

根据文献[1]内容,当建筑缺乏技术资料,需要现场检测,完善技术资料,为抗震鉴定提供依据。该工程修建于20世纪60年代,无法获得技术资料,故需现场展开相应检测。检测情况及结果如表1所示。

2.3 抗震鉴定

2.3.1 确定建筑类别

该房屋修建于1964年,距今已52年,经鉴定耐久性满足继续使用要求,根据文献[1]相关内容,结合委托方的意愿,该建筑后续使用年限30年,为A类建筑,丙类设防。

2.3.2 第一级鉴定

第一级鉴定结果如表2所示,不满足第一级抗震鉴定要求,同时根据文献[1]5.2.10条内容,可不进行第二级鉴定,应采取措施进行加固处理。

3 抗震加固

3.1 加固思路

砌体结构抗震加固的方法有很多,如增设钢筋网片混凝土面层、增设钢筋网片砂浆面层、增设体外圈梁、构造柱、外包钢等[4-5],各有优缺点。目前我国钢材产能过剩,重庆市人民政府发布了“关于加快钢结构推广应用及产业创新发展的指导意见”,因此采用钢结构加固砌体结构,不仅符合社会发展需要,而且具有施工快捷、挠民小、不影响建筑使用等优点。针对该工程抗震鉴定结果可知,该建筑主要存在整体性不佳、构造措施弱、砂浆强度低等缺陷,因此抗震加固措施既要增强建筑整体性,也要提高承载力,其加固思路如下。

拆除木楼盖和预制板,改为现浇板,增强整体性;采用增设钢构造柱、钢圈梁方法,既增强构造,同时钢构造柱和圈梁可以独立承受现浇板荷载,原先墙体主要起分隔空间作用。

3.2 钢构造柱设置

在每个纵横墙的交接处,设置角钢和钢板,角钢和钢板、钢板和钢板之间通过对拉螺栓及缀板连接,形成封闭、或半封闭的格构柱,如图3所示。

3.3 钢圈梁设置

表2 第一级抗震鉴定结果

在每道墙体的楼层板底标高处,设置钢板和槽钢组合、槽钢和槽钢组合及钢板和钢板组合,通过间距600mm的对拉锚杆,形成钢圈梁,圈梁的端部和钢构造柱焊接,形成独立的钢框架承重体系,同时对原有砌体形成强约束,增强结构整体性,如图4所示。

3.4 加固分析

拆除木楼板后,新增现浇板由新增的钢构造柱和钢圈梁承担,原有砌体墙主要起分隔作用,故加固分析时,只需分析新增钢构造柱和钢圈梁的应力水平。根据文献[6],采用中国建筑科学研究院开发的PKPM系列软件中的钢结构模块进行整体建模分析,地震作用、风荷载及活载按文献[7]、[8]取值,楼面恒载取4.5kN/m2,屋面恒载取6.5kN/m2,钢构造柱原为格构式,为建模方便,且偏于安全考虑,采用双角钢组合式,三维模型如图5所示,分析结果见图6所示,构件的应力比均小于1.0,承载力满足要求。

4 结论

本文详述了砌体结构的现场检测及抗震鉴定的内容、方法,基于国内存在钢材产能过剩的情况,开创性提出了增设钢构造柱、钢圈梁加固砌体结构方法,钢结构和砌体结构自成承重体系,同时又紧密连接,钢结构解决了原砌体结构构造措施差、整体性不强及承载力低的问题,砌体结构解决了钢结构稳定性问题。该加固方式具有概念清晰、计算简单、施工便捷、去产能化、不影响建筑使用等优点,值得运用、推广。

图3构造柱平面布置示意图

图4钢圈梁平面布置示意图

图5钢结构三维模型

图6钢结构构件计算结果

[1]住房和城乡建设部,国家质量监督检验检疫总局. GB50023-2009建筑抗震鉴定标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2009.

[2]建设部.GB/T50344-2004建筑结构检测技术标准[S].北京:中国计划出版社,2003.

[3]住房和城乡建设部,国家质量监督检验检疫总局.GB/T50315-2011砌体工程现场检测技术标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.

[4]住房和城乡建设部.JGJ116-2009建筑抗震加固技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2009.

[5]住房和城乡建设部,国家质量监督检验检疫总局.GB50702-2011砌体结构加固设计规范[S].北京:中国环境出版集团有限公司,2011.

[6]住房和城乡建设部,国家质量监督检验检疫总局.GB50017-2003钢结构设计规范[S].北京:中国计划出版社,2003.

[7]住房和城乡建设部,国家质量监督检验检疫总局.GB50009-2012建筑结构荷载规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.

[8]住房和城乡建设部,国家质量监督检验检疫总局. GB50011-2010建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.

责任编辑:孙苏,李红

Seismic Appraisal and Reinforcement of a Masonry Structure

With the release of the new version of"seismic ground motion parameters zonation map of China",there is no non-seismic zone in Chongqing any more,and there will be a large number of buildings,especially masonry structures,need to be seismically appraised and reinforced.This paper,exampled by a practical case,introduces the seismic appraisal contents,methods and reinforcement design thoughts of masonry structures for reference.

masonry structures,seismic appraisal;seismic reinforcement;steel structures

TU398

:A

:1671-9107(2016)11-0044-05

2016-07-04

廖新雪(1977-)男,福建三明人,研究生,高级工程师,主要从事结构鉴定及加固研究。

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