某既有砌体结构抗震鉴定及加固的探讨

某既有砌体结构抗震鉴定及加固的探讨

朱儒刚1康佳哲2刘永祥2

1.身份证号码：37092119870922****200032；2.湖北志成腾达建设工程有限公司武汉430077

摘要：针对砌体结构检测、鉴定及加固处理的基本方法进行了概述，并结合了某砌体结构办公楼实例，根据现行规范对结构材料强度、结构承载力、高厚比和构造措施进行了检测鉴定，对不满足要求出提出了加固和处理建议，为后续设计使用提供依据，也为同类房屋鉴定和加固提供参考。

关键词：砌体结构；检测；抗震鉴定；加固

Abstract：Thebasicmethodsofmasonrystructuredetection，identificationandreinforcementwereanalyzedinthepaper.Basedonthepresentcodes，thematerialstrength，bearingcapacities，ratioofheighttothicknessandtheconstructionmeasuresweredetectedandidentificatedforanofficebuildingofmasonrystructure，thepost-processingsuggestionswereputforwardtoprovidebasisfortheordinaryusageofofficebuildingandprovideareferencefortheidentificationandreinforcementofsimilarstructures.

KeyWords：masonrystructure；detection；seismicappraisal；reinforcement

0引言

根据最新的统计显示：我国目前砌体结构的房屋建造面积占总建造面积的很大比例。但很多砌体结构建造时间早于现行规范标准的使用时间，以至于相当一部分砌体结构建筑未考虑抗震设计或即使考虑了抗震设计也不满足现行规范标准的要求，并且由于有些建筑物年代久远在正常损耗和人为损坏会导致一些结构裂缝、损伤、不均匀沉降等现象的产生，从而出现结构正常使用的安全问题。本文介绍了抗震鉴定及加固处理的基本方法，并结合一幢年代久远的砌体结构的工程实例，由于该房屋使用的年限较长，导致出现了一系列的结构和非结构上的损伤。根据现行的抗震规范对房屋进行抗震鉴定，并针对房屋检测结果提出合理修缮加固的建议。

1抗震鉴定及加固方法

抗震鉴定包括下列内容就要求：1）搜集建筑的相关原始资料；2）检查建筑物相关的非抗震缺陷；3）根据现有建筑的具体情况，采用逐级鉴定的方法，进行综合抗震能力的分析；4）对现有建筑抗震性能作出评价，对不符合抗震鉴定要求的建筑提出相应的抗震减灾对策和处理意见。针对抗震鉴定应该根据情况区别对待：1）建筑结构类型不同的结构，其检查的重点、项目的内容和要求的不同，应采用不同的鉴定方法；2）对重点部位与一般部位，应按不同的要求进行检查和鉴定；3）对抗震性能有整体影响的构件和仅有局部影响的构件，在综合抗震能力分析时应分别对待。加固处理是根据抗震鉴定的准确对现有建筑评价后，结合建筑物现状提出合理的加固措施改善结构的缺陷及问题保证结构的安全使用[1]。

1.1抗震鉴定方法

根据现有建筑应按现行国家标准《建筑工程工程抗震设防分类标准》（GB50223-

2008）分为四类，其抗震措施核查和抗震验算的综合鉴定应符合下列要求：1）丙类，应按本地区设防烈度的要求核查其抗震措施并进行抗震验算。2）乙类，6~8度应应按比本地区设防烈度提高一度的要求核查其抗震措施，9度时应适当提高要求；抗震验算应按不低于本地区设防烈度的要求采用。3）甲类，应经专门研究按不低于乙类的要求核查其抗震措施，抗震验算应按高于本地区设防烈度的要求采用。4）丁类，7~9度时，应允许按比本地区设防烈度降低一度的要求核查其抗震措施，抗震验算应允许比本地区设防烈度降低要求；6度时允许不作抗震鉴定。现行《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）按建筑物后续使用年限30、40、50年将既有建筑分为A、B、C三类，对各类建筑按不同的方法进行抗震鉴定。既有砌体结构分两级抗震鉴定第一级鉴定是以宏观控制和构造措施鉴定为主进行综合评价，第二级鉴定是以抗震验算为主结合第一级鉴定对结构进行综合评价。A类建筑的抗震鉴定，当符合第一级鉴定的各项要求时，建筑可评为满足抗震鉴定要求，不再进行第二级鉴定；当不符合第一级鉴定要求时，除本标准各章规定的情况外，应由第二级鉴定作出判断。B类建筑的抗震鉴定，应检查其抗震措施和现有抗震承载力再作出判断。当抗震措施不满足鉴定要求而现有抗震承载力较高时，可通过构造影响系数进行综合抗震承载力的评定；当抗震措施鉴定满足要求时，主要抗侧力构件的抗震承载力不低于规定的95%、次要抗侧力构件的抗震承载力不低于规定的90%，也可不要求进行加固处理[1]。

图1二层结构平面布置图

1.2抗震加固方法

砌体结构加固的实质是改善结构构件、结构受力途径以提高抗震能力。现有砌体房屋的抗震加固方法主要有以下3种[2]：

（1）房屋抗震承载力不满足要求时：宜拆砌或增设抗震墙；修补或灌浆；增设钢筋网纱面层或板墙；增设钢筋混凝土构造柱。

（2）房屋整体性不满足要求时：当墙体布置在平面不闭合时，可增设墙段或在开口处增设现绕钢筋混凝土框形成闭合；当纵横墙连接较差时，可采用钢拉杆、长锚杆、外加柱或外加圈梁；楼、屋盖构件支撑长度不满足要求时，可增设托梁或采取增墙楼；当构造柱或芯柱不符合鉴定要求时，应增设外加柱；圈梁设置不符合鉴定要求时，应增设圈梁。

（3）对房屋易倒塌部位：窗间墙宽度过小或抗震能力不满足要求时，可增设钢筋混凝土窗框或采用钢筋网砂浆面层、板墙；支撑大梁等的墙段抗震能力不满足要求时，可增设砌体柱、组合柱、钢筋混凝土柱或采用钢筋网砂浆面层、板墙；支承悬挑构件的墙体不符合鉴定要求时，可在悬挑构件端部增设钢筋混凝土柱或砌体组合柱；隔墙无拉结或拉结不牢固时可采用镶边、锚筋或增设钢拉杆等；悬挑构件锚固长度不满足要求时，可加拉杆或减少悬挑长度。

2工程实例

2.1工程概况

某建于20世纪60年代的办公楼，图1为结构的首层平面图。结构形式为二层砖混结构，平面布局呈矩形，建筑物总长度17.5m，总宽度为7.0m，建筑物主体总高为6.01m，最大高度为7.56m，建筑面积为252.0m2。屋面为人字形木屋架坡屋顶结构，高度为1.55m。现要对该建筑进行改造，故对其进行抗震鉴定。

2.2现场检测及结果分析

2.2.1结构体系检查

办公楼原为二层砖混结构，平面布局呈矩形，由横纵墙承重，房屋一、二层均未设有圈梁和混凝土构造柱，楼板为预制板厚度为120mm，二层结构层设有大梁和小梁，大梁截面尺寸为300×500mm，小梁尺寸为200×300mm。柱为砖柱，截面尺寸为350×450mm。屋面为木屋架坡屋顶结构。该房屋之前未曾进行过结构上的抗震加固或者房屋的改造工程。

2.2.2结构构件抽样

检测中，检测批的最小样本抽样按《建筑结构检测技术标准》（GB/T50344-2004）的检测类别A进行抽样取值。

2.2.3砖体强度检测

（1）砖强度检测

按照《砌体工程现场检测技术标准》对砖强度进行测试。测试结果表明，砖的强度等级评定达到MU10。

表1砖墙强度检测结果

序号构件位置回弹平均值测区抗压强度平均值（MPa）强度等级评定1一层1/A-B轴35.0810.12MU10.02一层3-4/A轴35.1810.273一层3-4/B轴35.1010.154一层4/A-B轴35.1610.215二层4/A-B轴35.3810.426二层B/1-2轴33.989.107二层1/A-B轴36.3810.778二层3-4/A轴35.8210.849二层3-4/B轴35.9610.4610二层6/A-B轴36.1210.80

（2）砂浆强度检测

根据《砌体结构现场检测技术标准》（GB/T50315-2000）采用贯入法对墙体砌筑砂浆强度进行检测。表2为贯入法检测砂浆强度结果检测。结果表明：所测砂浆强度等级评定为M1.2。

表2贯入法检测砂浆强度结果

轴线位置贯入深度平均值（mm）抗压强度换算值（MPa）强度等级评定一层1/A-B轴10.041.0M1.2一层3-4/A轴9.721.1一层3-4/B轴9.911.1一层4/A-B轴8.401.5二层4/A-B轴10.341.0二层B/1-2轴9.621.2

2.2.4混凝土强度检测

混凝土强度的检测一般有回弹法、超声波、超声波回弹综合法、钻心法等。本工程为砖混结构，主要的混凝土构件为混凝土大梁、预制混凝土板，结合现场实际情况，采用回弹法对部分大梁、预制混凝土板等构件的混凝土强度进行测试。表3为混凝土强度检测结果。测试结果表明，抗压强度等级评定为C18。

表3混凝土回弹强度结果

楼层构件位置碳化深度（mm）强度推定值（MPa）抗压强度等级评定二层3/A-B梁>6.019.7C18二层5/A-B梁>6.019.5二层1-2/B梁>6.019.8

2.2.5外观质量检测

现场对房屋的外观质量包括裂缝、缺陷、损伤等进行了检查。检查结果表明：一层有粉刷层破损、脱落，楼板渗水和墙面粉刷层开裂现象；雨棚上方粉刷层发霉、脱落；柱面粉刷层发霉、脱落。二层有瓷砖局部脱落，门框起皮、脱落，粉刷层脱落的现象；平台、台阶楼板破损，窗框破损。

2.3结构抗震鉴定

根据《建筑抗震鉴定标准》（GB50023—2009）规定，本工程按后续使用年限为30年的建筑即A类建筑对该楼进行抗震鉴定。

2.3.1结构抗震措施鉴定

经抗震措施核查，该办公室楼有多项抗震措施不满足或基本标准要求：1）木屋盖为无下弦人字屋架，无支撑，不满足抗震鉴定标准；2）横墙间距最大为7.0m，基本满足抗震鉴定标准（最大间距为11m，对IV类场地，最大间距尚应减少3m或4m以内）。

2.3.2结构抗震验算

结合检测结果和原设计图纸、加固设计图纸及《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）（2006版）、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）等规范，采PKPM用软件对结构进行整体建模、计算并验算房屋的整体抗震性能。验算结果表明：1）该楼大部分墙段竖向受压承载力基本能够满足规范要求，只有局部墙体抗压承载力局部不满足《砌体结构设计规范》（GB5003-2011）要求；2）该楼局部墙体高厚比局部不满足规范要求；3）混凝土大梁抗弯承载力不满足规范要求。

综合抗震措施鉴定及承载力验算本工程不满足抗震鉴定的原因主要有以下：

（1）建筑建造时间长。我国第一部抗震设计规范是1974年正式开始实施的，所以之前绝大部分的建筑从没考虑过抗震设防，而新的规范的要求则是越来越高，导致很多年代久远的老建筑都没法满足现行的抗震设计规范。

（2）材料强度低。一方面由于旧规范材料强度等级要求较低，另一方面由于建筑材料的自然老化，所以导致本工程检测所得部分材料强度等级不满足现行标准。

3加固处理措施

砌体结构的加固的实质就是通过改善结构的受力途径，提高主要抗侧力构件的承载力和延性，增强结构之间的相互连接，加强建筑物的空间作用和结构整体性，加强结构薄弱部分的承载力，针对抗震鉴定和结构验算及分析结果，提出如下加固处理措施：

（1）现屋架用型钢进行加固处理，并增设屋架下弦杆。

（2）墙体抗压承载力和高厚比不足处，建议采用钢筋网水泥砂浆面层加固处理。

（3）混凝土梁抗弯承载力不足处，建议采用粘贴碳纤维、粘钢等方法加固处理。

（4）本工程加固和加层年代较为久远针对墙体局部位置存在酥碱、空鼓、风化等现象，在加固前对墙体自身存在缺陷的地方进行修补灌浆。

4.结论

对既有砌体结构的房屋进行检测鉴定时，负责检测的人员应该根据工程的实际情况，详细了解原结构体系的各项参数、材料的实际强度、构造措施的设置等采用合理的措施进行检测，并根据检测结果对结构进行整体分析及综合评定。基于检测鉴定结论，提出针对本次鉴定的既有砖混建筑的合理的修缮加固方案，从而有效的解决结构上的缺陷与问题，保证后续使用年限内结构安全使用。

参考文献：

[1]GB50023-2009建筑抗震鉴定标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2009.

[2]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.

[3]JGJ/T23-2011回弹法检测混凝土抗压强度技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[4]GJ/T136-2001贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2001.