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    房屋抗震加固主要是指對不滿足房屋抗震要求的房屋進(jìn)行加固補強,以滿足房屋使用功能要求的目的,比如學(xué)校、幼兒園的抗震加固,由于學(xué)校、幼兒園的抗震要求比一般民用建筑的抗震要求高一級,很多建筑、廠房用途改為學(xué)校、幼兒園時抗震能力不滿足要求,就需要進(jìn)行加固補強后才能滿足學(xué)校、幼兒園的使用要求。
    深圳市住建工程技術(shù)有限公司專業(yè)從事房屋加固、房屋加固前的檢測鑒定、房屋加固設(shè)計等工作,對學(xué)校、幼兒園的抗震加固經(jīng)驗。
    針對目前現(xiàn)狀,建筑物作為學(xué)校、幼兒園使用,需要滿足比當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防更高一級的要求,針對不同結(jié)構(gòu),加固方法也不一樣。
    1、框架結(jié)構(gòu)抗震加固:一般框架結(jié)構(gòu)作為學(xué)校、幼兒園使用時,除結(jié)構(gòu)承載能力及抗震驗算滿足外,結(jié)構(gòu)布置也有相應(yīng)的要求,其中為強制的是單跨框架結(jié)構(gòu)不適宜作為學(xué)校、幼兒園的使用要求,對于該種結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行抗震加固。常用的加固方法有增加框架柱法、增加剪力墻加固法等,具體可我公司。
    2、磚混結(jié)構(gòu)抗震加固:磚混結(jié)構(gòu)作為學(xué)校、幼兒園使用時,抗震構(gòu)造措施需要滿足規(guī)范要求,除抗震構(gòu)造柱、圈梁等設(shè)置需要滿足規(guī)范要求外,還需要進(jìn)行抗震加固,主要方法是增設(shè)抗震剪力墻等。
    3、鋼結(jié)構(gòu)抗震加固:鋼結(jié)構(gòu)建筑作為學(xué)校、幼兒園使用需要對抗震構(gòu)造措施進(jìn)行加固,且需要進(jìn)行定期復(fù)查,定期噴涂防銹涂層等,該種結(jié)構(gòu)保養(yǎng)檢查非常重要,因此需要每3-5年重新復(fù)檢方可繼續(xù)使用。
    二、某學(xué)校、幼兒園校舍加固方案
    1工程概況
    工程位于北京市朝陽區(qū)科學(xué)園南里三區(qū)317樓。本工程建造于1993年,地上二層,磚混結(jié)構(gòu)。為了確保使用安全,適應(yīng)幼兒園新的功能要求,對其進(jìn)行徹底加固裝修改造。改造后,抗震設(shè)防烈度八度,結(jié)構(gòu)安全等級二級,后續(xù)使用年限30年。建筑高度7.05m;層高,1、2層層高3.3m,室內(nèi)外高差0.45m。
    2結(jié)構(gòu)加固概況
    采用鋼筋混凝土板墻加固,強度C30,厚度80mm。
    三、施工準(zhǔn)備
    3.1、技術(shù)準(zhǔn)備
    1、項目技術(shù)人員認(rèn)真閱讀熟悉圖紙,領(lǐng)會設(shè)計意圖,掌握工程的加固形式與特點
    2、圖紙會審,把加固范圍內(nèi)的工作及節(jié)點做法完善,并形成文字性資料。
    3、編制加固施工方案,作為施工作業(yè)指導(dǎo)書。
    3.2、勞動力準(zhǔn)備
    現(xiàn)場鋼筋工程采用半成品入場,植筋、綁扎鋼筋人數(shù)計劃數(shù)為15人。噴射混凝土人數(shù)計劃數(shù)為5人。
    3.3、材料準(zhǔn)備
    鋼筋26t,A級植筋膠,C30商品混凝土210m3、混凝土攪拌站提供配比好的干粉狀,現(xiàn)場隨拌隨用。
    所用材料具有產(chǎn)品合格證,廠家資質(zhì)、檢測報告,并送檢實驗室進(jìn)行復(fù)試。
    所用材料檢測合格后方可使用。
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    汕頭教學(xué)樓建筑抗震加固有資質(zhì)單位
    中、小學(xué)教學(xué)樓(以下簡稱教學(xué)樓)一般有教室、實驗室、音體室、計算機室、活動室、辦公室等教學(xué)用房,很多方案中設(shè)有風(fēng)雨操場、階梯教室等大空間教學(xué)場所。教學(xué)樓建筑平面布置形式有外廊式和內(nèi)廊式,高度一般為3~4層,多采用框架結(jié)構(gòu)體系,現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋形式。外廊式為雙跨布置即大跨教室、小跨走廊(早期多為單跨加懸挑,因結(jié)構(gòu)抗震不利,不宜采用);內(nèi)廊式一般以內(nèi)走廊或回形(中空)走廊連通兩側(cè)教室,外廊形式采光、通風(fēng)性能較好,但其抗震性能不如內(nèi)廊式多跨結(jié)構(gòu)體系。
      二. 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要點
      結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計應(yīng)注重“建筑抗震概念設(shè)計”,著眼于提高建筑物的總體抗震能力,從總體平立面布置到細(xì)部薄弱部位加強,從理解設(shè)計規(guī)范要求到正確分析計算結(jié)果,合理選擇建筑結(jié)構(gòu)體系,加強抗側(cè)力構(gòu)件的延性設(shè)計,以達(dá)到《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011- 2010)中建筑基本的抗震設(shè)防目標(biāo)要求,即“小震不壞,中震可修,大震不倒”。值得一提的是,地震發(fā)生具有隨機性、不確定性及復(fù)雜性特點,實際地震烈度往往高于設(shè)防烈度,而目前的建筑抗震設(shè)計理論還不夠嚴(yán)謹(jǐn),所以不能過分的相信和依賴計算機軟件,不能認(rèn)為只要計算結(jié)果滿足規(guī)范的限值要求設(shè)計就算成功。結(jié)構(gòu)設(shè)計師必須正確判斷計算結(jié)果的可靠性,切實貫徹“建筑抗震概念設(shè)計”理念,遵循相關(guān)規(guī)則,嚴(yán)格執(zhí)行我國現(xiàn)行抗震規(guī)范的要求和規(guī)定,才能實現(xiàn)其抗震設(shè)防目標(biāo),保障地震中生命和財產(chǎn)安全。
      教學(xué)樓同其它類建筑相比人員密度高、活動頻繁、流動量大,且中、小學(xué)學(xué)生自救能力比較差,一旦遭遇地震災(zāi)害,會引起較大的人員傷亡和社會影響;其次,建筑師往往貫徹開發(fā)商意愿,追求建筑的新穎與奇特,設(shè)計出不利于抗震的建筑平立面及屋面飄架造型,因此,在教學(xué)樓設(shè)計過程中以下幾方面需特別注意:
      1. 抗震縫設(shè)置
      結(jié)構(gòu)專業(yè)應(yīng)盡早介入配合建筑方案,根據(jù)體型復(fù)雜程度、平立面不規(guī)則特點,在適當(dāng)?shù)胤皆O(shè)置防震縫,或者提出合理化建議,在滿足建筑功能要求前提下,改善平立面規(guī)則性、整體性指標(biāo)。
      2. 平面布置
      教學(xué)樓中階梯教室、風(fēng)雨操場、圖書資料閱覽室等教學(xué)場所有別于普通教室,表現(xiàn)在空間分隔、凈高要求不同,荷載差異較大,各功能房間如隨意布置會造成建筑物沿高度質(zhì)量和剛度的分布不均勻,在剛度差的樓層形成抗震薄弱層,對抗震不利,所以在同一抗震單元內(nèi)房間使用功能盡量相同,每層的建筑平面布置相似,避免錯層、轉(zhuǎn)換等復(fù)雜結(jié)構(gòu)形式,建筑物沿豎向剛度做到均勻和等強,有利于建筑抗震。教學(xué)樓平面布置還應(yīng)避免設(shè)置長懸挑構(gòu)件及樓板大范圍開洞等抗震不利方案,框架柱間不應(yīng)布置通窗,以免地震作用下框架柱形成短柱剪切破壞。
    防類別及抗震等級
      按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》(GB50223- 2008)的要求,中小學(xué)教學(xué)樓為重點設(shè)防類建筑,簡稱乙類建筑,需提高抗震措施而不提高地震作用,因此建筑抗震等級和抗震構(gòu)造措施均應(yīng)按高于本地區(qū)設(shè)防類度確定
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    該建筑在2003年7月開始加固施工,為完成龍崗教育局關(guān)于實現(xiàn)加固設(shè)計效果及保證現(xiàn)場正確施工,筆者開始了為期兩月的施工指導(dǎo)工作。施工是實現(xiàn)設(shè)計意圖及預(yù)期效果的手段,正確的施工方案是施工成功保證。從該建筑加固施工角度看面臨以下需克服難點:①工期短(需在2個月的暑假期間完成),②多種加固方法在本項目中綜合運用,如何合理安排其間的交叉施工及合理銜接,③原構(gòu)件表面質(zhì)量較差,粘貼類加固方法如何有效保證質(zhì)量。筆者審閱施工單位提報的施工組織設(shè)計后針對其中存在的問題會同監(jiān)理及施工單位進(jìn)行了調(diào)整:①為保證2個月的工期各工序必須緊密銜接、合理安排,原施工組織設(shè)計中施工主順序為放腳基礎(chǔ)開挖加固---回填---搭設(shè)外腳手架(一次到頂)---板墻加固---柱、梁、板加固---內(nèi)外裝飾---落外架;按此順序安排實際無法實現(xiàn),先開挖基礎(chǔ)加固再回填無問題,但外架搭設(shè)一次到頂會使板墻施工無法實現(xiàn)(板墻模板一次制安不合理且無法保證質(zhì)量,混凝土一次澆搗無法密實),另先完成板墻再加固柱梁人為拖延了工期,柱梁加大截面可以也應(yīng)與板墻同步施工,既縮短工期又利于保證質(zhì)量;在2個月內(nèi)要保證完成加固及內(nèi)外裝飾、全面交工是無法實現(xiàn)的,應(yīng)調(diào)整為完成加固搶出內(nèi)裝飾供教學(xué)使用再開展外裝飾后落架(開學(xué)后留安全出入通道);考慮以上修正后施工主順序為放腳基礎(chǔ)開挖加固---回填---逐層板墻加固及逐層搭設(shè)外腳手架---同層柱、梁同步板墻加固---板加固(含裂縫修補)---內(nèi)裝飾(完后提供教學(xué)用)---外裝飾---落外架。②關(guān)于多種加固方法的合理銜接問題應(yīng)引起重視的是混凝土板粘貼碳纖維施工與其他加固施工的合理間隙,碳纖維加固效果理想與否取決于基層處理質(zhì)量及粘貼質(zhì)量,碳纖維粘貼過程中對于環(huán)境潔凈度有要求,粘貼中如在多塵的環(huán)境中進(jìn)行則質(zhì)量無保證,所以碳纖維施工應(yīng)安排在同層其他加固施工完畢后進(jìn)行。③正由于原施工過程質(zhì)量失控,原構(gòu)件表面質(zhì)量低劣,對于保證粘貼類加固施工質(zhì)量是一挑戰(zhàn);針對這一問題在施工中要重點開展粘貼基層的修補修復(fù);即在施工中如何打磨基層、利用修補材料修補基層結(jié)構(gòu)缺陷。 在之后的施工中較好的貫徹了筆者及監(jiān)理單位的要求及建議,在工期及質(zhì)量上都得到了保證;筆者在2011年進(jìn)行了回訪查勘,從現(xiàn)狀看加固后的建筑滿足正常使用要求,原有裂縫修補后未現(xiàn)新的發(fā)展,加固施工達(dá)成預(yù)期效果。
    一、抗震鑒定的步驟
      一般說,抗震鑒定對房屋所存在的缺陷進(jìn)行“診斷”,包括下列步驟:原始資料搜集,如勘探報告、施工圖、施工記錄和竣工圖、工程驗收資料等,資料不全時,要有針對性地進(jìn)行必要的補充實測;建筑現(xiàn)狀的調(diào)查,了解實際情況與原始資料相符合的程度、施工質(zhì)量和維護(hù)狀況,并注意有關(guān)的非抗震質(zhì)量問題;綜合抗震能力分析,既有抗震概念的宏觀判斷,也有數(shù)值的計算;鑒定結(jié)論和治理,主要對不符合鑒定要求的房屋提出相應(yīng)的維修、加固、改造或更新的抗震減災(zāi)對策。
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    某教學(xué)樓工程總建筑面積為9203.62m2。建筑層數(shù)共為五層,建筑物為磚混結(jié)構(gòu),由于該工程建于1982年,無抗震設(shè)防,達(dá)不到現(xiàn)行的抗震設(shè)計要求,存在安全隱患,因此需對校舍進(jìn)行抗震安全加固。
      2 加固方案
      2.1 墻體:外墻保持原有的形式不變,在外縱墻外側(cè)與橫向承重墻交接部位及樓梯間梁下增設(shè)250*300mm混凝土構(gòu)造柱。在縱墻梁下增設(shè)300×(梁寬+2×70mm)的構(gòu)造柱:在所有陰角部位增設(shè)200mm*500*500m “L”型構(gòu)造柱,在陽角部位增設(shè)200*610*610mm“L”型構(gòu)造柱。新增構(gòu)造柱采用C20混凝土,主筋Φ12鋼筋。箍筋φ6.5@ 200 。構(gòu)造柱基礎(chǔ)埋梁0mm。變形縫處鋼筋混凝土圈梁兩側(cè)各增加一根Φ25鋼拉桿,與加固增設(shè)的構(gòu)造柱錨固在一起。
      對承重墻體進(jìn)行加固,在外縱墻里側(cè),內(nèi)縱墻及橫墻兩側(cè)增設(shè)70mm厚混凝土墻板進(jìn)行加固。
      墻體加固后的構(gòu)造柱采用30厚擠塑聚苯乙烯保溫板包裹,外包網(wǎng)格布。
      2.2 基礎(chǔ)加固:對原有的承重墻下毛石基礎(chǔ)進(jìn)行加固,在基礎(chǔ)兩側(cè)增設(shè)200m厚C20混凝土 。
      3 施工準(zhǔn)備
      3.1 技術(shù)準(zhǔn)備
      施工前積極查閱有關(guān)抗震加固方面的技術(shù)資料,制定各項技術(shù)措施,組織進(jìn)行技術(shù)交底。
      3.2 現(xiàn)場準(zhǔn)備:
      施工用水、用電準(zhǔn)備:由建設(shè)單位提供電源、水源接至施工現(xiàn)場,用水管線在地下埋設(shè),接至用水地點。
      4 加固施工方法
      4.1 基礎(chǔ)工程:
      采用人工將所有承重墻基礎(chǔ)挖開至基礎(chǔ)底,將基礎(chǔ)表面浮土及雜物均清除干凈,并用水沖洗。在毛石基礎(chǔ)的上一階的基礎(chǔ)兩側(cè)用沖擊鉆鉆孔,孔徑ф16,深度為550mm。用空氣壓縮機將孔內(nèi)的碎渣、雜物清除,然后采用專用的植筋膠植筋。植筋鋼筋為Φ12@500,植入深度為500mm ,外露200mm。首先用壓力將膠注入孔內(nèi),保證孔內(nèi)注滿膠,將鋼筋放入孔內(nèi),并校正鋼筋位置,待鋼筋固定后,手松開。事先采用Φ12鋼筋加工成倒U形鋼筋,倒U形鋼筋鉆孔穿過基礎(chǔ)上的墻體,與植入的鋼筋綁扎在一起。
      基礎(chǔ)采用鋼模,支模時沿基礎(chǔ)邊線立側(cè)模板, 50×60木方作支撐,支撐一端頂在側(cè)模的木檔上,另一端頂在基坑壁上,基坑壁設(shè)墊木,四周用斜撐和水平撐將側(cè)模固定牢固。 遇增設(shè)的構(gòu)造柱基礎(chǔ)部位,同時支柱基礎(chǔ)模板。
      基礎(chǔ)加固采用C20混凝土,因加固基礎(chǔ)的厚度較薄,故采用5-20mm粒徑的石子,灌注混凝土之前將原有基礎(chǔ)表面沖洗干凈,表面用水泥漿處理。砼采用直徑ф30振搗棒振搗。振搗棒插入點密一些,保持混凝土振搗到位。砼必須連續(xù)振搗,防止漏振。振搗時振搗棒避免碰撞鋼筋或與模板直接接觸,振搗密實后的平面處砼必須用刮杠刮平,用木抹子將其表面搓揉平整?;炷翝仓笞⒁怵B(yǎng)護(hù)不少于14d 。
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    建筑抗震鑒定是通過檢查現(xiàn)有建筑的現(xiàn)狀、施工質(zhì)量和使用狀況,按規(guī)定的抗震設(shè)防要求,對其在地震作用下的安全性進(jìn)行評估。建筑物進(jìn)行抗震鑒定的目的是為了判明其抗震能力、評估地震時的破壞程度, 為是否需要進(jìn)行抗震加固或采取其它防震減災(zāi)措施提供依據(jù)。
      標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》[3]中,為了提高中小學(xué)校舍的抗震能力,將其從丙類建筑提高為乙類建筑(重點設(shè)防類)。2009年7月1日開始實施的新版《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》[4]中,也對既有建筑的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)做了很大程度的提高。
      筆者完成過眾多的建筑抗震鑒定工作,以下通過抗震鑒定實例的分析,對按新國標(biāo)鑒定的過程、內(nèi)容及遇到問題的處理進(jìn)行分析說明和總結(jié)[5],提出若干新見解供工程技術(shù)人員參考。
      1.新舊《建筑抗震鑒定標(biāo)注》的比較分析
      我國之前抗震鑒定依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB50023-95),就是“結(jié)構(gòu)綜合抗震能力二級鑒定方法”。所謂級鑒定是指以宏觀控制和構(gòu)造鑒定為主的抗震能力鑒定,第二級鑒定指以構(gòu)件抗震承載力驗算為主并結(jié)合構(gòu)造影響系數(shù)的鑒定?!皟杉夎b定”概念的引入,通過對房屋的外觀質(zhì)量、結(jié)構(gòu)體系、材料強度、配筋構(gòu)造、填充墻等與主體結(jié)構(gòu)的連接,以及構(gòu)件的抗震承載力進(jìn)行綜合分析,使相當(dāng)一部分現(xiàn)有建筑,可采用簡單的級方法進(jìn)行抗震鑒定,少數(shù)級鑒定不能通過的房屋,則繼續(xù)采取第二級鑒定予以判斷。
      我國目前抗震鑒定依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GB50023-2009 (以下簡稱“標(biāo)準(zhǔn)”)。其主要修訂內(nèi)容是:1)擴大了原鑒定標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍,即擴大到已投入使用的現(xiàn)有建筑。2)依據(jù)現(xiàn)有建筑設(shè)計使用年代及原設(shè)計依據(jù)規(guī)范的不同,將其劃分為后續(xù)使用年限分別為30 年、40 年、50 年三個檔次,并相應(yīng)給出了A、B、C 三類建筑抗震鑒定方法;后續(xù)使用年限的提出明確了現(xiàn)有建筑的抗震設(shè)防目標(biāo)。3)適度提高了學(xué)校等乙類建筑的抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)。
      2.工程概況
      某中學(xué)校教學(xué)樓為5層框架結(jié)構(gòu),平面形式呈“L”型,現(xiàn)總建筑面積為4120m2,該建筑始建于2000年,后續(xù)使用年限按40年考慮,屬B類建筑。該建筑作為學(xué)校教學(xué)樓使用,抗震設(shè)防類別為丙類?;A(chǔ)形式為天然地基柱下基礎(chǔ)。
      通過對整幢建筑全面詳細(xì)檢查,除發(fā)現(xiàn)部分樓層樓板存在少量收縮裂縫外,所有柱梁均未發(fā)現(xiàn)可見裂縫,所有外墻、內(nèi)間墻未發(fā)現(xiàn)可見裂縫或抹灰剝落;屋面沒發(fā)現(xiàn)有積水現(xiàn)象,排水系統(tǒng)也沒發(fā)現(xiàn)堵塞;各結(jié)構(gòu)構(gòu)件工作狀態(tài)良好。
      基礎(chǔ)持力層為花斑色粘土層,地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為220KPa。通過對整棟建筑物全面詳細(xì)檢查,建筑物的整體垂直度良好,上部結(jié)構(gòu)未發(fā)現(xiàn)建筑物有基礎(chǔ)不均勻沉降的跡象或變形,基礎(chǔ)構(gòu)件的工作狀況良好。
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    中小學(xué)生建造一所抗震的校舍已迫在眉睫。從現(xiàn)有校舍中存在的問題開始,提出了如何解決校舍設(shè)計通用化、填充墻不到頂、強梁弱柱、強彎抗剪等問題。并提出了如何從整體上提高校舍的抗倒塌能力。
    為了解決強梁弱柱問題,日本學(xué)者提出在柱與裙墻交接處預(yù)留縫的做法。當(dāng)梁上面受拉時,梁的彎載承受力可按臨界截面計算。當(dāng)梁下面受拉時,則當(dāng)梁與柱相對轉(zhuǎn)動達(dá)到一定程度時,裙墻將于拉面接觸,此時層間位移角為:
      R=縫寬/裙墻高度*(梁凈距/柱中距)
      根據(jù)可能達(dá)到的層間文藝比R,可以求的必要的縫寬。
      為了保證“強剪弱彎”,可以考慮壓彎破壞是對鑄鍛抗剪承載力降低的影響,提出切實可行使用的配筋構(gòu)造技術(shù)。如連續(xù)箍筋技術(shù),防止控制端混凝土強度嚴(yán)重退化。
      二、從整體上提高系統(tǒng)的抗倒塌能力
      從利用結(jié)構(gòu)整體性來講,提高結(jié)構(gòu)低于災(zāi)害的能力并不一定要大幅度提高結(jié)構(gòu)的承載力、安全儲備而導(dǎo)致大幅度增加建設(shè)成本,恰恰相反,只要深入研究結(jié)構(gòu)系統(tǒng),合理利用結(jié)構(gòu)的整體性,完全可以通過少量的抗震設(shè)計或構(gòu)造措施(如設(shè)置構(gòu)造柱、圈梁)顯著提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。
      如上圖所示:
      A為小震不壞點;B為小震設(shè)計點;C為大震不倒設(shè)計點;D為坍塌點。
      (1)AB之間富余程度為結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的基本承載力安全儲備,其工程意義在于保證結(jié)構(gòu)系統(tǒng)滿足正常使用狀況下安全和使用性能的要求。(2)BC之間的富余程度為結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的整體安全儲備。當(dāng)結(jié)構(gòu)狀態(tài)超過屈服點B點,接近大震不倒設(shè)計點C點時,結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間非線性作用非常強烈,有些構(gòu)件已經(jīng)屈服甚至退出工作,因此在此階段,應(yīng)重點研究結(jié)構(gòu)整體性、努力提高結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的魯棒性、整體穩(wěn)定性和整體牢固性,以保證結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的功能。(3)CD之間部分為結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的“意外安全儲備”,當(dāng)遇到意外作用(如汶川地震),意外安全儲備對保證結(jié)構(gòu)不倒塌具備著決定性作用。而意外安全儲備主要主要取決于結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的魯棒性、整體穩(wěn)定性和整體牢固性,因此當(dāng)遇到實際地震強度超過大震設(shè)計點時,為了使結(jié)構(gòu)的倒塌臨界點D點盡量推遲,應(yīng)增加結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的取決于結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的魯棒性、整體穩(wěn)定性和整體牢固性。
      三、合理選址
       校舍優(yōu)先選擇有利地段,力求避開不利地段,嚴(yán)禁在危險地段建設(shè)校舍。
      四、結(jié)束語
      中小學(xué)生是祖國的未來,為了確保中小學(xué)生的安全,建議設(shè)計師在校舍樓時除要秉著“小震不壞、中震可修、大震不倒”的原則外,還可以在每層設(shè)計一個避震間,使其不但可以加強全樓的安全強度,而且可以為孩子們提供一個明確的避難場所。另外,在校舍建設(shè)方面也應(yīng)該積極引進(jìn)國外的一些新型結(jié)構(gòu)體系及做法,如:(a)延性抗震框架與非抗震框架的混合使用;(b)框筒;(c)鋼梁鋼筋混凝土,拉架體系;(d)鋼板剪力墻等。
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    加固設(shè)計方案的選擇
      ( 1) 結(jié)構(gòu)體系是決定房屋綜合抗震能力的關(guān)鍵因素, 當(dāng)原結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系明顯不合理時, 首先采取措施改變、改善或優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系, 著重于提高承載力
      和變形能力, 使加固后的結(jié)構(gòu)質(zhì)量和剛度分布較均勻、對稱, 能限度地改善構(gòu)件的受力狀況, 避免大范圍對構(gòu)件進(jìn)行加固處理;( 2) 根據(jù)鑒定情況, 教學(xué)樓存在平面及豎向剛度不規(guī)則, 選擇了柱間增設(shè)鋼支撐方案進(jìn)行加固, 它可為框架提供很大的抗側(cè)剛度和承載力, 并能起到調(diào)整桿件內(nèi)力和結(jié)構(gòu)剛度的作用 , 解決了底層薄弱層及位移角過大的問題, 改善了體系的扭轉(zhuǎn)效應(yīng), 使構(gòu)件的內(nèi)力分布更加合理, 局部框架柱的軸壓比降低, 梁配筋量降低。
      4抗震設(shè)計和施工措施
      4.1結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算與選取
      結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計強度等級均為C40,普通受力縱筋均采用HRB335級,箍筋均采用HPB235級,梁中內(nèi)置H型鋼、加勁肋板及柱中角鋼均采用Q345鋼,鋼板箍采用Q235鋼。通過對套建增層預(yù)應(yīng)力鋼骨混凝土框架內(nèi)力分析及配筋計算,得到滿足軸壓比、多遇地震及罕遇地震作用下側(cè)移要求的柱截面尺寸為b×h=900×900平方毫米, 內(nèi)置4個角鋼的尺寸均為125X80×12× 11,底層和頂層預(yù)應(yīng)力鋼骨混凝土框架梁截面尺寸為500X900平方毫米,鋼骨采用普通焊接H型鋼700×350×10×20,其他層框架梁截面尺寸為450×800平方毫米, 鋼骨采用普通焊接H型鋼600×300×10×2 0。內(nèi)置H型鋼混凝土次梁均取b×h=400×600平方毫米,鋼骨采用普通焊接H型鋼400×250×10×2 0。樓板取120mm厚的現(xiàn)澆鋼筋混凝土板。
      4.2模板設(shè)計
      角鋼混凝土柱中的鋼骨架在混凝土未澆灌以前已形成鋼結(jié)構(gòu),它具有相當(dāng)大的承載能力,能夠承受構(gòu)件自重和施工時的活荷載,且可以將模板懸掛在角鋼上,不必為模板設(shè)置支柱,因而減少了支模板的勞動力和材料。柱模板采用5mm厚的鋼模,在每個角鋼上焊接2個12抗拉螺栓用于固定模板,抗拉螺栓沿柱長度方向布置間距為400mm。在模板上沿柱長度方向四周設(shè)置截面為90mm×50mm的加勁木楞,間距400mm,以增強側(cè)模剛度。
      抗震構(gòu)造措施的加固方法
      創(chuàng)新了框架梁柱節(jié)點核心區(qū)粘鋼、外包截面兩種加固方案, 以加強對梁柱節(jié)點核心區(qū)的約束;安全島樓梯間的填充墻拉結(jié)措施則采用了與砌體結(jié)構(gòu)相同的單面鋼筋網(wǎng)砂漿面層加固法采用外包混凝土加固框架柱的同時加強了框架梁的錨固措施 ??傊? 節(jié)點設(shè)計重視結(jié)構(gòu)的整體性, 同時充分考慮施工便捷、質(zhì)量可控、經(jīng)濟高效, 且對原結(jié)構(gòu)破壞小。
      在建筑工程項目建設(shè)中,設(shè)計階段是整個工程為關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié),在設(shè)計中要考慮到多方面的因素。本文結(jié)合實例對抗震設(shè)計中的一些重要環(huán)節(jié)和施工措施進(jìn)行了探討。雖然有些粗淺,希望對同行們有一定的參考作用。
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    汕頭教學(xué)樓建筑抗震加固有資質(zhì)單位
    隨著我國國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展,我國建筑業(yè)也得到了飛速發(fā)展。近些年以來,人們在傳統(tǒng)的對建筑物的適用性和耐久性的要求的同時,對于建筑物的安全性的要求和關(guān)注也越來越多,尤其是在汶川地震中所暴露出來的教學(xué)建筑的結(jié)構(gòu)抗震的不穩(wěn)定性更是為結(jié)構(gòu)工作者所嚴(yán)重關(guān)切。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震加固一般都是通過增加結(jié)構(gòu)的強度和剛度來滿足要求,這樣做不僅對材料是一種很大的浪費,同時在一定程度上對抗震也是不利的。文章主要針對工程實例,分析了針對磚混結(jié)構(gòu)的減震控制技術(shù)的結(jié)構(gòu)抗震加固改造的新方法。
      1. 工程概況
      1.1上部結(jié)構(gòu)概況
      文章中的工程案例為左岸縣某中學(xué)4層磚混結(jié)構(gòu)教學(xué)樓,主要采用的材料如下:現(xiàn)澆混凝土樓、屋面板,毛石干砌墻下條形基礎(chǔ)。建筑物4層的結(jié)構(gòu)平面的布置完全相同,而且結(jié)構(gòu)平面是規(guī)則的矩形布置(如圖1所示)。由于招生人數(shù)的不斷擴大,現(xiàn)擬在原建筑物的基礎(chǔ)上加設(shè)第5層。該教學(xué)樓縱橫方向均采用240mm厚的實心磚承重墻結(jié)構(gòu),外墻四個角和縱橫墻交接的地方都偶有構(gòu)造柱。層高都為3.6m,屋頂采用的是不上人單坡排水屋面。同時該教學(xué)樓在設(shè)計時沒考慮抗震設(shè)防,為安全起見,決定對該樓按8度Ⅱ類場地進(jìn)行抗震鑒定后,再進(jìn)行全面的加固。
      圖1建筑平面布置示意圖
      1.2工程地質(zhì)條件
      根據(jù)工程勘察公司提供的數(shù)據(jù)顯示,該教學(xué)樓場地土層分布情況如下:
      層為回填土,主要以組份單一的素填土為主, 其組成成分主要是無粘性的砂土,層厚1900~2270mm;第二層為以細(xì)砂為主的中細(xì)砂 ,層厚1050~3020mm,在第二層下面有一層淤泥夾砂,層厚290~386mm;第三層也是中細(xì)砂,不同的是本層砂質(zhì)較純,并以細(xì)砂為主,中砂次之,局部含少量礫砂,層厚98~280mm;第四層為花崗巖風(fēng)化殘積所產(chǎn)生的殘積砂質(zhì)粘性土,層厚208~306mm;底層為強風(fēng)化花崗巖:未完全揭穿,其中揭示厚度318mm。該教學(xué)樓基礎(chǔ)持力層為層中細(xì),持力層僅厚208~360mm,其下存在厚314~415mm軟弱淤泥夾砂層;所以該樓在地震作用下很容易發(fā)生不均勻沉降,進(jìn)而導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)的波壞。
      2加固設(shè)計方案的選擇
      根據(jù)上述介紹的工程概況中的上部結(jié)構(gòu)的磚混結(jié)構(gòu)加圈梁的特點和工程地質(zhì)條件的情況,在考慮到結(jié)構(gòu)的抗震要求和加層的要求,采用的抗震加固方案主要是針對砌體磚墻和地基進(jìn)行加固處理。
      2.1砌體磚墻加固方案設(shè)計
      對于墻體的加固目前已經(jīng)有很多方法,本案例中的承重砌體墻采用的加固方法是鋼筋網(wǎng)砂漿面層加固墻體,這種方法不僅經(jīng)濟實用而且可以提高房屋砌體抗壓承載能力。該方法是指在加固墻體表面附設(shè)<4~<6的鋼筋網(wǎng),然后噴射砂漿或細(xì)石混凝土以達(dá)到提高砌體承載力、抗側(cè)移剛度和墻體延性的目的。這樣的加固措施還可以提高整個建筑結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度,減少由于地震作用產(chǎn)生的水平荷載的作用,達(dá)到更好的抗震效果。
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    以中學(xué)教學(xué)樓為例,首先根據(jù)教學(xué)樓建筑情況和地理位置,確定抗震類型,再根據(jù)抗震類型對其進(jìn)行一級和二級鑒定,找出教學(xué)樓不符合抗震要求的結(jié)構(gòu)體系,針對這些缺陷分別進(jìn)行了分析研究,并制定了相應(yīng)的加固方案。此教學(xué)樓的加固方案是,通過增加承重墻壁兩邊的窗戶的高度并且適當(dāng)?shù)恼{(diào)整其位置,從而使承重墻壁的承重能力增大,對地震剪切力的承受能力提高進(jìn)而達(dá)到抗震要求。
    鄭州地處中華腹地,九州之中,十省通衢,歷史悠久,文化燦爛。我國現(xiàn)存的道教建筑群中岳廟就在這里。在鄭州周圍,還有星羅棋布的古城、古文化、古墓葬、古建筑、古關(guān)隘和古戰(zhàn)場遺址。悠久的歷史給鄭州留下了豐富的文化積淀。但是,大部分古建筑都是按老規(guī)范設(shè)計的用磚砌體、石砌體或砌塊砌體建造的結(jié)構(gòu)并未考慮到抗震,這些建筑使用年代過長就自然會出現(xiàn)承載力不足的情況。加之,近幾年,隨著地殼運動的頻繁加劇,地震頻頻光顧,尤其是那些處于板塊交接處的地區(qū),房屋建筑抗震勢在必行。傳統(tǒng)上的建筑抗震的方法主要是采用增設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱和圈梁、抗震墻、夾板墻、鋼拉桿、鋼支撐、鋼構(gòu)套。這些方法使用的結(jié)果是使原來的建筑的外觀變得不完美,破壞了建筑的整體性,在功能上,這些方法雖然提高了建筑的抗震性能,但是也加劇了地震的強度。那么用什么方法才能在即不損害建筑外觀的同時還能實現(xiàn)抗震目的呢?考慮到這個問題,答案就是對那些年代久遠(yuǎn)的建筑進(jìn)行抗震鑒定,對于不符合要求的進(jìn)行加固。本文以鄭州市某中學(xué)教學(xué)樓加固為例進(jìn)行分析研究。  
      1 工程概況   
      如圖1所示,該中學(xué)教學(xué)樓四層以下的樓層高度均為3.6m,局部五層的樓層高度為4.5m,整個教學(xué)樓中心結(jié)構(gòu)的規(guī)格是:高14.4m,寬6.4米。教學(xué)樓各個教室的門的規(guī)格是:寬度是0.9m,高3.3m。各教室窗戶規(guī)格:寬lm,高2.4m,和寬1.5米,高2.4米。  
      教學(xué)樓平面布置示意圖根據(jù)規(guī)定的鄭州地區(qū)抗震設(shè)防地震烈度以及教學(xué)樓的具體情況得知該中學(xué)教學(xué)樓的抗震設(shè)防烈度應(yīng)為7度:地震分組為第二組,地震時地面運動的加速度為O.10倍的重力加速度。四樓的部分地方和五樓的全部是采用小部分鋼筋混凝土及大部分磚墻承重的磚混結(jié)構(gòu),承重磚墻為實心,樓屋面是在施工現(xiàn)場之模澆注的混凝土,擴展基礎(chǔ),即用于把墻或柱的荷載側(cè)向擴展到土中,使之滿足地基承載力和變形的要求的墻下條形基礎(chǔ)和柱下基礎(chǔ),大約于1995年建造,在2009年進(jìn)行抗震鑒定然后進(jìn)行加固改造。本工程采用建筑科學(xué)研究院的PKPM系列結(jié)構(gòu)軟件中PMCAD對該樓墻體進(jìn)行承載力驗算。根據(jù)實際情況確定三層以下的地方的實心磚墻砌筑砂漿抗壓強度均按照M5.0進(jìn)行計算,四層和五層按照M2.5計算,建筑中的磚體的抗壓強度參數(shù)設(shè)定為MU7.5。房屋整體依據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)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(nèi)力,樓屋面荷載按《設(shè)計要求和建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》取值。
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