1、建筑結(jié)構(gòu)的抗震鑒定與加固陳金朝(河南油田設(shè)計院建成于七十年代前后的建筑物,限于當(dāng)時的具體條件,基本上都沒有或者很少考慮抗震問題,很多房屋現(xiàn)在已經(jīng)開始出現(xiàn)基礎(chǔ)沉降、墻體裂縫、傾斜、面層剝落等現(xiàn)象或隱患,其中部分建筑已影響使用,甚至出現(xiàn)危房。鑒于拆舊建新投資費用較大,為了確保人民生命財產(chǎn)的安全,充分利用原有舊房,對舊房分期分批進(jìn)行抗震鑒定,對不符合抗震要求的進(jìn)行加固,對部分部位及構(gòu)件進(jìn)行修繕,以滿足抗震設(shè)防目標(biāo),是十分必要的。11抗震鑒定及加固設(shè)防目標(biāo)存在問題與爭議建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防目標(biāo)與設(shè)計規(guī)范,對新建工程提出了“三個水準(zhǔn)”,即“小震不壞,中震可修,大震不倒”。對于現(xiàn)有的建筑結(jié)構(gòu),按國家的抗震防

2、災(zāi)政策,通常認(rèn)為其設(shè)防的目標(biāo)要低于新建工程,具體表現(xiàn)為抗震能力驗算時承載力調(diào)整系數(shù)以及結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求如圈梁、構(gòu)造柱設(shè)置等均低于設(shè)計規(guī)范。近年來,抗震鑒定的設(shè)防目標(biāo),其爭議之處在于:一是新規(guī)范要求本地基本地震加速度比周邊地區(qū)提高0105g,如河南油田中心區(qū)隸屬南陽市宛城區(qū),因地處南陽、新野、唐河三縣交界,故要比周邊地區(qū)提高0105g,這樣抗震構(gòu)造要求就要提高很多,相當(dāng)一部分房屋抗震鑒定不能滿足抗震設(shè)防目標(biāo)要求就是一例;二是隨著住房制度改革,人們對現(xiàn)有房屋的抗震能力、居住安全十分關(guān)心,包括對一些辦公、娛樂建筑,都希望能滿足“三個水準(zhǔn)”設(shè)防要求;三是改造的舊房如按新建工程的50年設(shè)計基準(zhǔn)期進(jìn)行設(shè)計不太

3、經(jīng)濟(jì)、不太合理,希望能按鑒定標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行設(shè)防。而抗震加固是對不滿足規(guī)定使用目的的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行實質(zhì)性修理的。注意到G B50023-95抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)在采用現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范方法進(jìn)行抗震驗算時,抗震承載力調(diào)整系數(shù)的取值是設(shè)計規(guī)范的0185倍,可以認(rèn)為,對于已經(jīng)使用20年左右的結(jié)構(gòu),鑒定時對結(jié)構(gòu)抗震承載力的構(gòu)造要求也能通過類似的方法,明確降低要求后的概率水準(zhǔn),則鑒定標(biāo)準(zhǔn)所具有的抗震設(shè)防目標(biāo)對已經(jīng)使用20年的建筑結(jié)構(gòu),完全能在同等概率含義下達(dá)到設(shè)計規(guī)范的設(shè)防目標(biāo),而不是降低了設(shè)防目標(biāo)。21鑒定與加固設(shè)計中抗震理念的延伸很多房屋鑒定是多級的。第一級鑒定有時往往并不能滿足要求,需要進(jìn)行第二級鑒定。在第一級鑒定

4、中包括了結(jié)構(gòu)體系、整體性連接、局部構(gòu)造及墻體承載力的基本要求,第二級鑒定是以抗震能力指數(shù)為衡量指標(biāo)進(jìn)行評定的。因此抗震概念對于抗震鑒定與加固來說顯得十分重要?，F(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)在進(jìn)行抗震鑒定時,借用“抗震概念設(shè)計”來描述其基本要求,即根據(jù)地震震害和工程經(jīng)驗所獲得的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想,不經(jīng)數(shù)值計算,對現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和關(guān)鍵構(gòu)造進(jìn)行檢測,從多個側(cè)面的綜合情況來衡量現(xiàn)有建筑的整體抗震能力。根據(jù)使用要求采用不同設(shè)防分類的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),諸如:有利、不利、危險地段的選擇和處理;設(shè)計近震和遠(yuǎn)震的地震影響的區(qū)分;構(gòu)件延性構(gòu)造、強連接弱構(gòu)件等。這些抗震概念應(yīng)貫穿始終。與此同時,還應(yīng)考慮兼顧延伸以下六個層面。(1

5、現(xiàn)有房屋綜合抗震能力判斷。不僅要從抗震構(gòu)造和抗震承載力兩個側(cè)面進(jìn)行綜合分析,還要區(qū)分結(jié)構(gòu)構(gòu)件失效后的影響是整體性的還是局部性的,當(dāng)現(xiàn)有承載力較高時,除了保證結(jié)構(gòu)整體性的構(gòu)造外,其它延性方面的構(gòu)造要求可稍低。承載力較低時,可用較高的延性構(gòu)造要求來補充、彌補。(2抗震鑒定的重點部位和一般部位。進(jìn)行抗震鑒定時,可區(qū)分重點部位與一般部位,對影響整體抗震性能的關(guān)鍵部位做認(rèn)真檢查,關(guān)鍵部位的確定則依據(jù)結(jié)構(gòu)的震害特征,不同的結(jié)構(gòu)類型有不同的部位。(3建筑場地條件和基礎(chǔ)類型。一般只要不是地基存在缺陷或處于不利地段的場地,可不進(jìn)行抗震鑒定,例如河南油田地理位置優(yōu)越,地質(zhì)情況一般都比較好,可以只對上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒定

6、,對結(jié)構(gòu)構(gòu)造方面也可適當(dāng)降低。對于不利地質(zhì)或場地,上部結(jié)構(gòu)的有關(guān)構(gòu)造鑒定需要加強。(4合理性檢驗?？拐痂b定時,如舊房規(guī)則而且傳力途徑合理,與新建工程需采用相同的尺度衡量。如果不規(guī)則、不合理,則處理要求與設(shè)計應(yīng)有所不同,對有關(guān)部位應(yīng)提高鑒定要求,對傳力途徑不合理的結(jié)構(gòu),要注意抗震薄弱的程度,相應(yīng)提高相關(guān)的鑒定要求。(5材料要求?？拐痂b定時應(yīng)首先明確結(jié)構(gòu)構(gòu)件實際達(dá)到的材料強度等級,加以控制。這樣做的目的一是為了判斷結(jié)構(gòu)實際具有的承載力;二是為了在一定程度上縮小鑒定時抗震驗算及后期加固的范圍。(6加固的整體布置和宏觀控制?？拐鸺庸滩煌诠こ淌鹿实男迯?fù)。需加固的一般正常使用都是安全的,而抗震加固是要使

7、結(jié)構(gòu)達(dá)到規(guī)定的設(shè)防73油氣田地面工程第25卷第2期(200612要求。抗震鑒定與抗震加固是前后連貫的,加固應(yīng)以鑒定結(jié)果為依據(jù),驗算方法相同,僅加固計算時參數(shù)按加固后的狀態(tài)取值。針對房屋存在的缺陷,弄清使結(jié)構(gòu)達(dá)到規(guī)定設(shè)防要求的關(guān)鍵,盡可能清除不利于抗震的因素,考慮使用功能、施工方法、環(huán)境影響等,將加固方法進(jìn)行比較分析,確定是以提高承載力為主還是以提高變形能力為主,還是兩者同時提高,方可按加固的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計與施工。31常用的加固設(shè)計思路及具體加固措施(1針對抗震鑒定結(jié)論,根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)不同體系及不同特點,在抗震加固時宜從以下幾個方面來考慮具體的加固方法:對于原有結(jié)構(gòu)體系存在明顯不合理的情況,條件許可

8、時可采用增設(shè)構(gòu)件的方法予以改善,否則采取能同時提高承載力和變形能力的方法,使整體抗震能力滿足要求;對于需要提高承載力或結(jié)構(gòu)整體剛度的情況,可以增設(shè)構(gòu)件,擴大原截面,設(shè)置套箍等方法;對于結(jié)構(gòu)的整體性連接不符合抗震要求的情況,可以以提高變形能力為思路;對于局部構(gòu)造不符合要求時,可進(jìn)行局部處理或改變傳力途徑,使地震作用由增設(shè)的構(gòu)件承擔(dān),從而保護(hù)局部薄弱構(gòu)件;對于次要的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件不符合抗震要求的情況,可僅對可能倒塌傷人的部位加以處理。(2多層磚混結(jié)構(gòu),在鑒定時容易出現(xiàn)很多明顯或不太明顯的不滿足要求的現(xiàn)象,如結(jié)構(gòu)體系不是很明確,傳力路線不清晰;結(jié)構(gòu)整體性差,連接薄弱;橫墻間距過大,不滿足規(guī)范要求,承載力

9、不足;房屋寬度不滿足要求;窗間墻長度不夠等。根據(jù)以上思路,對于多層磚混結(jié)構(gòu),常用的加固措施可采用以下幾種:減層降高(磚混結(jié)構(gòu)抗震的主要構(gòu)件就是磚墻,而磚墻本身存在抗剪差、變形小、延性差的缺點,地震中易于破壞。隨房屋層數(shù)增加及高度增大,地震反應(yīng)也隨之加劇;設(shè)置夾板墻(夾板墻可采取單面或雙面加固,有鋼筋網(wǎng)水泥砂漿夾板墻與鋼筋混凝土夾板墻之分。夾板墻與頂棚或樓板要連接,樓層上、下鋼筋應(yīng)盡量拉通,兩側(cè)與原墻和被加固墻體均要有可靠連接;磚砌門窗洞口(當(dāng)門窗洞口較多、較大時對建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能消弱過大,封堵原有洞口可以提高其抗震能力;壓力灌漿(主要是針對磚墻已產(chǎn)生裂縫影響美觀且影響到強度時,可采用水玻璃砂

10、漿等材料進(jìn)行灌縫修補;壁柱及圈梁(現(xiàn)澆混凝土附壁柱、圈梁以及內(nèi)墻拉桿形成整體,成為外包框架,即使不設(shè)柱僅設(shè)圈梁,也可大大提高其整體抗震性能;鋼拉桿(主要是對內(nèi)墻需增設(shè)圈梁而無法設(shè)置時,可用鋼拉桿代替圈梁。(3雖然在磚混結(jié)構(gòu)加固設(shè)計及具體施工中有很多可操作的措施,但是在實際過程中有很多問題需要妥善處理,而這些問題往往在實際設(shè)計與施工過程中被人忽視,如果不加以重視,抗震加固的作用就會被削弱,甚至可能出現(xiàn)更加不利于結(jié)構(gòu)抗震的情況。如:圈梁與伸縮縫的處理(后加圈梁在伸縮縫處應(yīng)斷開,保證伸縮縫的作用,同時在縫兩側(cè)分別閉合,方能達(dá)到抗震目的;后加壁柱的鋼筋搭接(后加壁柱必須設(shè)基礎(chǔ),伸出的主筋不應(yīng)斷在同一截

11、面上,斷開的鋼筋盡量控制在全部主筋的/之內(nèi),搭接長度也應(yīng)滿足規(guī)范要求;避免破壞或損壞原有結(jié)構(gòu)(在加固施工中對原有墻體及各部分結(jié)構(gòu)應(yīng)避免或減少損傷,特別穿樓板或砌體開孔,應(yīng)鑿洞或打眼,不得破壞原有鋼筋,且砌體開孔應(yīng)盡量減少震動;新舊墻體接槎處理(新舊墻體、混凝土接槎部位,應(yīng)先用清水清洗干凈,施工后加強養(yǎng)護(hù),以保證新老結(jié)構(gòu)形成整體。還有一點值得注意的是磚強度最低應(yīng)采用MU10,砂漿強度則是控制砌體強度的關(guān)鍵因素,對于抗震驗算是否通過起著舉足輕重的作用,可采用比原設(shè)計高一級的砂漿。41抗震加固時應(yīng)考慮的若干問題(1由于現(xiàn)有舊房很多都存在改造問題,建筑結(jié)構(gòu)的抗震加固不僅是要考慮結(jié)構(gòu)安全,還要求擴大使用面積,改善使用功能,并保持或美化建筑物的外觀造型,因此抗震加固時要首先區(qū)分是以加固為主適當(dāng)改造,還是以改造為主同時加固,根據(jù)要求進(jìn)行相應(yīng)的決策。(2加固的抗震設(shè)防目標(biāo)、設(shè)防水準(zhǔn),應(yīng)按安全、經(jīng)濟(jì)、合理的要求,結(jié)合設(shè)計工作壽命期進(jìn)行協(xié)調(diào),不能等同于新建建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防目標(biāo)和設(shè)防水準(zhǔn)。(3采用靈活的加固手段,實現(xiàn)改造及加固要求,如在面層或板墻加固中,可用集中配筋替代圈梁;外加柱的加固