蘇北地區(qū)某小學(xué)多層砌體結(jié)構(gòu)教學(xué)樓的安全性及抗震鑒定

1、蘇北地區(qū)某小學(xué)多層砌體結(jié)構(gòu)教學(xué)樓的安全性及抗震鑒定    摘要：以某一多層砌體結(jié)構(gòu)教學(xué)樓為例，詳細(xì)介紹了建筑物安全性及抗震鑒定的內(nèi)容和檢測方法，分析其重點(diǎn)檢測、鑒定的部位，指出教學(xué)樓在安全性及抗震構(gòu)造缺陷、抗震能力等方面存在的主要問題，為蘇北地區(qū)中小學(xué)校舍的安全性及抗震鑒定提供一些建議與參考。    關(guān)鍵詞：蘇北地區(qū)；砌體結(jié)構(gòu)；教學(xué)樓；安全性檢測；抗震鑒定     1 概述 2008年四川省汶川縣發(fā)生8.0級大地震，造成大批建筑物倒塌或嚴(yán)重受損，其中有不少是學(xué)校砌體結(jié)構(gòu)教學(xué)樓

2、，如聚源中學(xué)、鎣華中學(xué)等，均出現(xiàn)整座教學(xué)樓完全垮塌的現(xiàn)象，造成極為嚴(yán)重的人員傷亡。我國江蘇省蘇北地區(qū)中小學(xué)建筑多建于20世紀(jì)80年代至2000年前后，大量采用砌體結(jié)構(gòu)，房屋建筑平面布局多呈矩形，基本采用單面外廊式，教室大多采用縱、橫墻混合承重、大開間、大開窗，端部、中部或轉(zhuǎn)角等處設(shè)樓梯間，抗震性能較差，其中有相當(dāng)一部分不能滿足目前的抗震設(shè)防要求，甚至不能滿足日常使用過程中的安全性要求，因此，對教學(xué)用房進(jìn)行安全性檢測及抗震鑒定成為十分緊要的工作。本文以一多層砌體教學(xué)樓為例，詳細(xì)介紹了建筑物安全性及抗震鑒定的主要內(nèi)容、檢測方法及側(cè)重點(diǎn)，指出教學(xué)樓在安全性及抗震構(gòu)造缺陷、抗震能力等方面存在的主要問題

3、。2 工程概況江蘇省徐州新沂市某小學(xué)教學(xué)樓建于1998年，建筑平面布局為長方形(見下圖2.1)，東西長約61. 6m，南北長約9.8m，房屋共4層，檐高為14.4m，層高均為3.6m，砌體結(jié)構(gòu)，墻體采用普通粘土磚、混合砂漿砌筑，墻下素混凝土條形基礎(chǔ)，采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板樓、屋面，平屋面，總建筑面積約為2400m2，設(shè)防烈度為8度，場地類別為II類，有地勘報告，無正規(guī)設(shè)計圖紙及施工資料。圖2.1 新沂市某小學(xué)教學(xué)樓3 現(xiàn)狀調(diào)查檢測3.1 場地及地基基礎(chǔ)                    &#

4、160; 3.1.1 地基現(xiàn)狀檢查                        現(xiàn)場對該建筑上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)存在明顯的沉降裂縫、變形和位移現(xiàn)象，地坪面無沉降裂縫，場地?zé)o滑移跡象。3.1.2 房屋垂直度檢測采用投影法對房屋垂直度進(jìn)行測量，經(jīng)檢測，該樓傾斜率為0.8%1.1，滿足規(guī)范要求。3.2 建筑物結(jié)構(gòu)體系該樓建造時無正規(guī)設(shè)計圖紙，現(xiàn)場對房屋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查和測繪，并繪制其建筑、結(jié)構(gòu)圖紙。3.3 整體性連接構(gòu)造情況(1) 墻體布置平面內(nèi)閉合，縱橫墻交接處無開裂、咬

5、槎不良現(xiàn)象；(2) 抗震橫墻最大間距為9m，房屋最大高寬比為2.26；(3) 外墻四角、縱橫墻交接處均設(shè)有構(gòu)造柱。構(gòu)造柱中最小的截面尺寸為240mm×240mm，最小配筋為4B14，最大箍筋間距為200mm；(4) 每層樓(屋)蓋沿縱橫墻頂均設(shè)有圈梁環(huán)通。圈梁的截面高度最小為180mm，最小配筋為4B12，最大箍筋間距為200mm；(5) 樓屋蓋均采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，在墻上擱置長度為100110mm，板上無鋼筋混凝土現(xiàn)澆疊合層。 3.4 外觀質(zhì)量普查結(jié)果    (1) 上部結(jié)構(gòu)承重砌體不空鼓、無嚴(yán)重酥堿和明顯歪閃；(2) 支承大梁的墻體無明顯裂縫及壓碎跡象；(

6、3) 樓(屋)蓋構(gòu)件無明顯變形；(4) 混凝土大梁表觀質(zhì)量較好，未發(fā)現(xiàn)有受彎、受剪等結(jié)構(gòu)性裂縫，無明顯變形、缺陷和損傷、腐蝕現(xiàn)象，鋼筋無銹蝕現(xiàn)象。3.5 材料強(qiáng)度檢測(1) 砌筑砂漿強(qiáng)度：采用貫入法進(jìn)行檢測，經(jīng)測，磚墻砌筑砂漿強(qiáng)度為2.6MPa3.5Mpa；(2) 粘土磚強(qiáng)度：采用回彈法進(jìn)行檢測，經(jīng)測，墻體粘土磚強(qiáng)度推定值為7.8MPa9.5Mpa；(3) 混凝土強(qiáng)度：采用取芯法進(jìn)行檢測，經(jīng)測，混凝土抗壓強(qiáng)度推定值為18.4MPa23.1Mpa；(4) 大梁配筋：采用電磁感應(yīng)法進(jìn)行檢測，經(jīng)測，教室內(nèi)大梁梁底主筋為3C25，箍筋為A8200，保護(hù)層厚度為22mm33mm。4 安全性鑒定4.1 第

7、一層次(單個構(gòu)件)鑒定評級根據(jù)民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)第4.1.2，4.1.5條及第4.2、4.3節(jié)規(guī)定，單個構(gòu)件的安全性鑒定，應(yīng)按承載能力、構(gòu)造、不適于繼續(xù)承載的位移以及裂縫等四個檢查項(xiàng)目，分別評定每一受檢構(gòu)件的等級，并取其中最低一級作為該構(gòu)件的安全性等級。構(gòu)件承載力驗(yàn)算，按現(xiàn)場實(shí)測材料強(qiáng)度，磚按MU7.5，砌筑砂漿按M2.5，采取驗(yàn)算與觀察檢查相結(jié)合的方法進(jìn)行鑒定。該房單個構(gòu)件的安全性等級評定結(jié)果見表4-1：表4-1 單個構(gòu)件安全性鑒定評級單個砌體構(gòu)件單個砼梁構(gòu)件單塊板構(gòu)件均為bu級均為bu級均為bu級4.2 第二層次(子單元)鑒定評級第二層次鑒定評級，劃分為地基基礎(chǔ)、上部承重結(jié)構(gòu)和圍護(hù)系統(tǒng)

8、的承重部分三個子單元，分別按民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)第6.2、6.3、6.4節(jié)的規(guī)定進(jìn)行評定。該房子單元安全性鑒定評級結(jié)果見表4-2：表4-2  子單元安全性鑒定評級名稱評級項(xiàng)目安全性鑒定評級地基基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)反應(yīng)地基穩(wěn)定性Au建筑物上部無沉降裂縫場地地基穩(wěn)定，無滑動跡象上部承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全性等級整體性等級側(cè)向位移等級Bu墻梁板BuAuBuBuBu4.3 第三層次鑒定鑒定單元安全性鑒定評級根據(jù)其地基基礎(chǔ)和上部承重結(jié)構(gòu)的安全性等級進(jìn)行評定，并取其中較低等級作為其安全性等級，見表4-3：表4-3  鑒定單元安全性鑒定評級名稱鑒定單元安全性鑒定評級項(xiàng)目安全性鑒定評級地基基礎(chǔ)上部承重結(jié)

9、構(gòu)圍護(hù)系統(tǒng)鑒定單元AuBuBuBsu5 抗震鑒定該樓建于1998年，根據(jù)該建筑具體情況，按重點(diǎn)設(shè)防類(乙類)、B類建筑進(jìn)行抗震鑒定，抗震措施按9度進(jìn)行檢查，按設(shè)防烈度8度進(jìn)行抗震驗(yàn)算。5.1 地基和基礎(chǔ)經(jīng)現(xiàn)場察看，未發(fā)現(xiàn)墻體有因不均勻沉降而產(chǎn)生的裂縫及場地滑移跡象，無嚴(yán)重靜載缺陷，房屋垂直度滿足建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范中“當(dāng)H24m時，傾斜率允許值為4”的規(guī)定。經(jīng)查閱本工程地質(zhì)勘探報告，地基主要受力層范圍內(nèi)土層分布穩(wěn)定，不存在軟弱土及液化土層，根據(jù)建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)第4.2.2條，不再進(jìn)行地基基礎(chǔ)的抗震鑒定。5.2 上部結(jié)構(gòu)5.2.1 抗震措施鑒定 (見下表5-1)表5-1  抗震措施鑒定

10、結(jié)果鑒定內(nèi)容檢查及檢測結(jié)果鑒定依據(jù)鑒定結(jié)果外觀和內(nèi)在質(zhì)量墻體不空鼓、無酥堿和歪閃第5.1.3.1條符合支承大梁的墻體無豎向裂縫第5.1.3.2條符合屋蓋構(gòu)件無明顯變形第5.1.3.3條符合大梁無明顯剝落、掉角現(xiàn)象第5.1.3.4條符合結(jié)構(gòu)     體系最大層數(shù)及高度4層、14.7m第5.3.1條符合房屋層高3.6m第5.3.2條符合抗震橫墻最大間距9.0m第5.3.3.1條不符合房屋最大高寬比2.26第5.3.3.2條不符合平、立面布置規(guī)則性平面規(guī)則第5.3.3.3條符合樓梯間布局設(shè)置于房屋中部第5.3.3.5條符合材料砂漿實(shí)際強(qiáng)度等級大于M2.5第5.

11、3.4.1條符合磚實(shí)際強(qiáng)度等級不小于MU7.5第5.3.4.1條符合整體性連接構(gòu)造及配筋墻體平面內(nèi)布置閉合第5.3.5.1條符合縱橫墻交接處無開裂、咬槎不良等現(xiàn)象第5.3.5.1條符合構(gòu)造柱設(shè) 置房屋四角、樓梯間、縱橫墻交接處第5.3.5.2條符合截 面最小為240mm×240mm第5.3.6.1條符合配 筋4B14第5.3.6.1條符合圈梁布 置每層樓(屋)蓋下均設(shè)置第5.3.5.3條符合截面高度大于120mm第5.3.7.4條符合配 筋4B12第5.3.7.4條符合樓梯間等大梁的支承長度大于規(guī)范0.5m第5.3.11.2條符合局部易倒部位構(gòu)造承重窗間墻最小距離1.2m小于規(guī)范1.

12、5m第5.3.10.4條不符合承重外墻盡端至門窗洞邊的最小距離0.72m小于規(guī)范2.0m第5.3.10.4條不符合非承重外墻盡端至門窗洞邊的最小距離/第5.3.10.4條/內(nèi)墻陽角至門窗洞邊的最小距離/第5.3.10.4條/5.2.2 抗震承載力驗(yàn)算從以上抗震措施鑒定結(jié)果得出，該樓抗震構(gòu)造措施中有多項(xiàng)不滿足要求，按建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)GB 50023-2009第5.3.12條要求，采用樓層平均抗震能力指數(shù)方法、樓層綜合抗震能力指數(shù)方法和墻段綜合抗震能力指數(shù)方法，綜合考慮構(gòu)造的整體影響和局部影響，對現(xiàn)有砌體房屋進(jìn)行抗震分析。(1) 樓層平均抗震能力指數(shù)的計算根據(jù)建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范第5.2.13條，

13、樓層平均抗震能力指數(shù)按下列公式計算：i=Ai/(Abi0i)(2) 樓層綜合抗震能力指數(shù)的計算a. 體系影響系數(shù)取值根據(jù)抗震構(gòu)造鑒定及建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范第5.2.14條表5.2.14-1的規(guī)定，體系影響系數(shù)取1=0.765。b. 局部影響系數(shù)取值根據(jù)抗震構(gòu)造鑒定及建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范第5.2.14條表5.2.14-1的規(guī)定，局部影響系數(shù)2=0.9。(3) 根據(jù)建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范第5.2.14條按下列公式計算樓層綜合抗震能力指數(shù)：ci=12i(4) 墻段綜合抗震能力指數(shù)的計算：cji=12ij  ij=Aij/(Abij0i)(5) 對該樓進(jìn)行抗震承載力計算，計算結(jié)果見表5-2表5

14、-2  各層抗震承載力計算結(jié)果樓層橫 墻AiAbioii12ci116.48556.40.03532.00.560.760.90.34216.48556.40.03222.00.610.760.90.37316.48556.40.02802.00.710.760.90.43416.48556.40.01522.01.300.760.90.79樓層縱 墻AiAbioii12ci112.57556.40.02982.00.510.760.90.31212.57556.40.02742.00.550.760.90.34312.57556.40.02432.00.620.760.90.384

15、12.57556.40.01372.01.100.760.90.675.3 綜合抗震能力評定根據(jù)抗震措施鑒定結(jié)果及抗震承載力驗(yàn)算結(jié)果，按照建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)第5.1.4條的要求對該樓的抗震能力進(jìn)行綜合分析，其綜合抗震能力評定為不合格：即不滿足B類砌體結(jié)構(gòu)建筑抗震鑒定要求。6 適修性評估根據(jù)民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)第3.3.4條及現(xiàn)場檢測、安全性及抗震鑒定結(jié)果，對該樓進(jìn)行適修性評估，見表6-1：表6-1  該教學(xué)樓適修性評級結(jié)果子單元名稱子單元中每種構(gòu)件適修性評級結(jié)果構(gòu)件名稱安全性鑒定抗震鑒定子單元中每種構(gòu)件子單元地基基礎(chǔ)-Au各樓層綜合抗震指數(shù)均<1.0，部分墻肢抗震承載力不足-上部結(jié)構(gòu)砌體結(jié)構(gòu)Bu混凝土結(jié)構(gòu)Bu圍護(hù)系統(tǒng)砌體結(jié)構(gòu)Bu鑒定單元適修性評級結(jié)果表子單元適修性評級項(xiàng)目評級結(jié)果地基基礎(chǔ)上部承重結(jié)構(gòu)圍護(hù)系統(tǒng)鑒定單元Br7 主要存在問題及處理建議根據(jù)現(xiàn)場檢測、安全性鑒定及抗震鑒定結(jié)果，該教學(xué)樓目前主要存在以下影響結(jié)構(gòu)安全性的問題：1、該建筑部分抗震構(gòu)造措施及綜合抗震能力不滿足國家現(xiàn)行規(guī)范的相關(guān)要求；2、該建筑部分墻段實(shí)際的局部尺寸不滿足建筑抗震鑒定標(biāo)