何培建，苏创彬，刘 波

（佛山市顺德建筑设计院股份有限公司 广东 佛山 528000）

1 工程概况

广东佛山某中小学教学楼于1992 年设计、建成，已使用近30 年，结构主体为砖混结构，其建筑平面如图1 所示。在区教学用房安全普查中，学校委托某检测鉴定公司进行了安全鉴定，结论为“该房屋现时结构的安全性等级评定为Dsu级，安全性严重不符合相关标准对Asu 级的规定，严重影响整体承载，须及时采取措施。”由于规划及房屋权属的原因，该教学楼无法拆除重建，故学校决定对其进行加固，以满足后续使用要求。

图1 建筑现状平面Fig.1 Existing Building Condition Floor Plan （mm）

2 建筑的基本现状及主要鉴定结果

2.1 基本现状

该建筑结构主体为砌混结构，地上3层，建筑面积为1 559.92 m2，建筑高度11.0 m，主要跨度7.2 m，首层层高3.9 m，2、3层层高为3.6 m。

结构采用180 mm 厚砖墙承重，设置有钢筋混凝土构造柱及圈梁，楼面采用钢筋混凝土梁板结构，外墙饰面为水刷石，墙内、天花饰面为混合砂浆抹灰扫白，地面铺耐磨砖。

2.2 房屋鉴定结果

砌体采用烧结普通砖，其抗压强度检测值为MU15，砌体的砂浆强度检测值分别为首层1.4 MPa、2层1.5 MPa、3层1.4 MPa，不满足现行《建筑抗震鉴定标准：GB 50023—2009》［1］规定的限值要求。楼面的钢筋混凝土梁板的混凝土强度等级检测值为：2、3 层为C30，屋面层为C35，满足《混凝土结构设计规范：GB 50010—2010》［2］规定的限值要求。依据文献［1］，该房屋的综合抗震能力不满足7度乙类设防A类砌体建筑的抗震鉴定要求。

3 加固后续使用年限的确定

后续使用年限应在综合考虑业主的改造需求，结构现状和技术经济指标后确定。可参考的依据有：

根据文献［1］第1.0.4 条，现有建筑应根据实际需要和可能，按下列规定选择其后续使用年限：

⑴在20 世纪70 年代及以前建造经耐久性鉴定可继续使用的现有建筑，其后续使用年限不应少于30年；在20 世纪80 年代建造的现有建筑，应采用40 年或更长，且不得少于30年。

⑵在20 世纪90 年代（按当时施行的抗震设计规范系列设计）建造的现有建筑，后续使用年限不宜少于40年，条件许可时应采用50年。

⑶在2001年以后（按当时施行的抗震设计规范系列设计）建造的现有建筑，后续使用年限宜采用50年。

根据《既有建筑混凝土结构改造设计规范：广东省标准DBJ/T 15-182—2020》［3］第3.3.3 条，后续使用年限宜延续既有结构的原设计使用年限，即取原设计使用年限扣除已使用年限作为后续使用年限。对于建成年代不太久远的既有建筑，按上述的取法，大部分都能够满足耐久性要求，无须做大量的耐久性加固，改造成本比较合理，同时能满足业主的使用要求。

综上所述，项目拟定的后续使用年限为30年。

4 砌体结构加固的思路及重点

根据文献［1］，对应不同后续使用年限30年、40年、50年的建筑，其抗震鉴定及加固方法分别定位A、B、C类建筑。对应A、B、C类建筑的加固步骤如图2所示。

图2 加固流程思维导图Fig.2 Reinforcement Design Process Mind Mapping

4.1 构造加固及抗震构造措施

砌体结构的层数和总高度限制对于砌体结构至关重要，尤其是对于大开间，横墙较少或很少的砌体结构建筑［4］。砌体房屋的高度和层数的复核：本项目为7 度设防烈度；按文献［1］表5.2.1的要求，当墙厚为180 mm 时，不应超过5 层，高度不应超过16 m。且各层均布置有教室，其墙体布置是属于横向抗震墙较少的房屋，根据5.2.1 条，其使用高度和层数应分别降低3 m 和1 层，即当墙厚为180 mm 时，不应超过4 层，高度不应超过13 m。同时该建筑作为教学楼使用，其设防类别为乙类（重点设防类），根据第5.2.1 表的注3，其层数应再减少1 层且总高度应降低3 m，且其抗震墙不应为180 mm 普通砖实心墙，故本工程高度和层数不应超过10 m 和3 层，且不应采用180 mm 普通砖实心墙。

因此拟对墙体采用钢筋混凝土面层加固法，改造为钢筋混凝土夹板墙结构［5］，加固层厚度为60 mm 钢筋混凝土面层，墙厚总厚度变成240 mm，由于原墙体外饰面为水刷石，墙内为混合砂浆批荡，减少对原墙体的扰动，加固层拟设置于墙体的内侧。墙体加固大样如图3所示。

图3 墙体加固构造Fig.3 Wall Reinforcement Structure （mm）

根据鉴定报告，对本房屋的建筑抗震措施对照规范进行了逐条判断及鉴定。其中不满足的项目为承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离不宜少于1.0 m。加固设计时对该段墙采取了特别的加固措施，大样如图4所示。

图4 墙体端部加固构造Fig.4 Reinforcement Structure of Wall End （mm）

对墙体采取了上述两项加固措施后，对房屋整体结构进行抗震措施判断：依据《建筑结构可靠性设计统一标准：GB 50068—2018》［6］，本工程抗震设防分类为乙类，抗震设防烈度为7度，后续使用年限为30年。A 类砌体房屋，墙体采用钢筋混凝土面层加固法加固为240 mm 厚。对高度控制、结构体系、材料强度、整体连接构造、局部尺寸限值等项目逐条对照判断，满足抗震设防要求。结果如表1所示。

表1 加固后建筑抗震措施核查结果Tab.1 Verification Results of Seismic Measures of Reinforced Buildings

4.2 抗震承载能力验算

采用楼层综合能力指数法验算。当房屋结构构件的局部尺寸限值不满足构造措施的要求时，应采用楼层综合楼层综合能力指数法进行验算。采用PKPM软件加固模块，对房屋进行整体建模验算。

根据文献［1］第5.2.14 条：①体系影响系数，由于房屋的结构体系，材料强度、整体连接构造设置满足第一级鉴定的要求，故取ψ1=1.0；②局部影响系数，纵向承载墙体的外墙尽端至门窗洞便距离及纵向承重门窗间墙宽度不满足献［1］要求，故纵墙取ψ2=0.9，横墙取ψ2=1.0。

验算结果表明：采取混凝土面层加固后，各层的楼层抗震能力的增加系数均为2.5，各层横向、纵向加固后楼层平均抗震能力指数β、加固后楼层综合抗震能力指数βs均＞1.0。具体结果如表2所示。

表2 加固后建筑抗震承载力验算结果Tab.2 The Result of Seismic Bearing Capacity Checking after Reinforcement

4.3 结构承载力复核验算

4.3.1 项目的荷载取值

自然条件：本地区基本风压Wo=0.6 kN/m2，依据文献［3］第3.4.4 条，加固设计时采用0.95 倍，即Wo=0.6×0.95=0.57 kN/m2。本工程抗震设防烈度7 度，设计地震分组为第一组，场地类别Ⅲ级；加固后结构的安全等级取一级。

原设计的活荷取值为：课室2.0 kN/m2；走廊3.5 kN/m2；楼梯3.5 kN/m2；卫生间2.0 kN/m2；上人屋面2.0 kN/m2；不上人屋面0.5 kN/m2。

根据现行国家标准《建筑结构荷载规范：GB 50009—2012》［7］，加固设计时活荷取值分别为：课室2.5 kN/m2；走 廊3.5 kN/m2；楼 梯3.5 kN/m2；卫 生 间2.5 kN/m2；上人屋面2.0 kN/m2；不上人屋面0.5 kN/m2。

按照“两票制”相关规定，药品批发企业开具的销售发票项目要填写齐全，《应税劳务清单》不被认可。因发票“备注”栏空间有限，企业每张发票一般只能开具1至3个品种，发出的一批货物一般需开具多张发票，空白发票本的使用量大幅增加。因税务部门对空白发票本的领用量有一定限制，全面执行“两票制”后，有可能会造成企业空白发票短缺，发票无法随货同行，从而影响到企业正常的发货。

依据文献［3］第3.4.4 条，考虑后续使用年限30 年时，活荷载可乘调整系数0.95。

原设计荷载分项系数取值：恒荷载1.2，活荷载1.4，现执行荷载分项系数取值：恒荷载1.3，活荷载1.5。

4.3.2 材料强度的取值

材料强度的取值，取现场实测值：砌体采用烧结普通砖，其抗压强度检测值：MU15。

砌体的砂浆强度检测值分别为：首层1.4 MPa；2层1.5 MPa；3层1.4 MPa。

楼面的钢筋混凝土梁板的混凝土强度等级检测值2、3层为C30，屋面层为C35。

钢筋强度：Ⅰ级钢210 N/mm2，Ⅱ级钢300 N/mm2。

采用PKPM 结构计算软件进行复核，墙体构件的高厚比、受压承载力满足《砌体结构加固设计规范：GB 50702—2011》［8］、《砌体结构设计规范：GB 50003—2011》［9］的要求；梁、板等构件的承载力满足《建筑抗震设计规范：GB 50011—2010》［10］的要求。

5 其他相对次要部位及构件的加固

走廊栏杆及天面女儿墙的加固：经检查，走廊栏杆及天面女儿墙均为砖砌栏杆，且无设置构造柱，局部位置有开裂，拟全部拆除，采用增设构造柱及混凝土压顶的砖砌栏杆或改用不锈钢栏杆。

对于楼板开裂的部位，铲除楼板饰面层后，采用改性环氧树脂浆液作高压灌缝处理，并做好相应的防水抗渗措施。

对2、3层及屋面梁，经按现行规范复核后，如不满足承载力要求的采用加大截面法或粘钢法进行加固处理。

天面的防水隔热层由于已老化，部分已失去作用，拟全部铲除，重做天面隔热层及防水层，并配套做好排水系统。

6 基础的复核

鉴定报告对于地基基础子单元的安全等级综合评定为Au 级，即①由于主体结构无沉降裂缝、变形或位移；垂直度检测结果表明房屋无明显垂直度偏差。故该子项“基于地基变形或上部结构反应”评定为Au级；②由于主体结构未发现有因地基承载力不足而引起的开裂、变形，故该子项“地基承载力”评定为Au 级。但上述的评定均为概念性的，间接的评定，且由于现行规范活荷载有所增加（如课室原为2.0 kN/m2，现为2.5 kN/m2），墙体加固时墙厚增加180 mm 变为240 mm，因此有必要对地基基础承载力作出估算与复核。

地基承载力需满足：

式中：G为恒荷载（kN）；P为活荷载（kN）；S为基础底面积（m2）；R为地基基础承载力（MPa）。

对梁板等的加固基本无增加结构自重，栏河的加固则栏河自重有所减少，墙体厚度180 mm 加为240 mm厚，而墙重占结构主体总重的30%。

式中：Gjq为加固后墙体自重（kN）；Gq为加固前墙体自重（kN）；G为加固前结构总自重（kN）；Gj为加固后结构总自重（kN）。

按文献［7］规定：课室及卫生间活载为2.5 kN/m2（原设计规范为2.0 kN/m2），而课室及卫生间的面积不超过总面积的90%，

式中：Pj为加固后活荷载（kN）；P为加固前活荷载（kN）。

根据文献［3］第3.4.4 条，考虑后续使用年限30 年的活荷载调整系数为VL=0.95，故有

根据文献［3］第4.3.13 条，当建筑物已投入使用10 年及以上时，地基承载力特征值的提高幅度宜取10%～15%。

式中：Rj为提高后的地基基础承载力（MPa）。

因此对地基基础承载力的估算为：

故地基基础承载力满足规范《建筑地基基础设计规范：GB 50007—2011》的要求。

7 结论

本文对砌体结构加固所作的分析及加固思路具有普遍性，可作为同类工程的参考。

对于砌体结构的加固应对应影响结构安全的重点部位给予特别重视，本工程的重点部位为砌体墙承重构件。

加固所采用的方法及细部构造应尽可能减少对原有结构的损伤及扰动，这一点对砌体结构尤为重要，应特别重视并考虑结构的整体牢固性。

加固后使结构质量增大或由于按现行规范［7］活荷载比原来增大，应对相关结构、构件及地基基础进行必要的验算。