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[摘 要] 抗震加固对象各种各样，相应的加固方案也应该千变万化，就现在大量存在的原来没有任何抗震设计的简单大空间平房加固做一些有益的探讨。通过一个幼儿园教室的抗震加固工程案例与大家探讨平房加固的设计思路和加固方法。
[关 键 词] 平房教室；抗震加固；设计方案
[中图分类号] P315.9 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2016）34-0111-01
汶川大地震后，国家对各类建筑抗震加固工作非常重视，随着国家对中小学幼儿园建筑抗震加固工程的不断进行，笔者结合实践案例，以乡镇幼儿园教室抗震加固工程为例，探讨平房加固的工程技术与加固方案，以期抛砖引玉。
抗震加固方案很多，要优选费效比高，施工维护方便的最佳方案。目前，乡镇部分幼儿园是民办性质，部分教室没有经过正式设计，抗震能力甚至不如农村普通自建民房。以观音山幼儿园为例，平房开间和进深比较大，有些开间9米，进深最大的有9.5米，门窗较多，檐口高度最高达到3.8米，除最上口有一道圈梁外，没有壁柱也没有构造柱，虽然屋盖是轻型彩钢结构，但即使是教室前后两侧砖墙倒塌，也足以致命，如果遇到大的险情，结果肯定不容乐观。
一、加固方案的选择
1.轻钢排架结构加固方案。这个方案加固可靠，造价比较高，工期比较长，对教室的顶棚平面改变比较大。同时钢结构虽然施工比较方便，但使用过程中经常性的防锈维护等综合代价比较高。
2.用悬臂钢格构柱加固方案。该方案不需要另做基础，施工方便，造价很低。考察工程实际情况，原建筑地面为120厚空心架空楼板地面，楼面柱脚处没有砖墙压重，其本身稳定性作为固定支座就比较勉强，同时，用化学锚栓或膨胀螺栓锚固，一方面实际锚固力和耐久性存在不确定性，另一方面，空心楼板本身有空洞，即使楼板局部进行灌浆处理，锚固效果还是存疑，因此采用此方案，加固效果存在很多不确定性，风险很大。
3.纵向外墙采用现浇钢筋混凝土独立基础构造柱加固方案。这个方案能有效克服以上两个方案的各种问题和缺陷，造价适中，施工也比较方便，加固效果很好，对教室的内外环境改变不大，不影响原教室的美观。
二、纵向外墙采用现浇钢筋混凝土独立基础构造柱加固方案的优点
1.解决了构造柱锚固问题。不论水平地震荷载和风荷载引起的弯矩多大，都可以通过计算配筋来解决，钢筋可以锚固到新现浇钢筋混凝土基础中，不用担心化学锚栓和膨胀螺栓锚固力矩不足和耐久性等问题。
2.解决了抗震构造柱固定支座问题。原砖墙基础宽度很窄，但独立基础与原条形基础位置重叠，如何处理成为必须面对的问题，由于地震荷载方向的不确定性，因此构造柱基础在抗倾覆方向必须对称布置，因此新基础与原基础势必重合，一般情况下，应该把原基础凿掉，替换成独立基础，考察工程实际，加固地方的外墙只有1.2米宽，旁边就是教室窗户，而独立基础纵向也要1.2米左右的宽度，如果这样处理，一方面施工人员在加固施工时本身的安全无法保证，另一方面对原外墙的结构破坏也很大。为了尽量减少对原结构的破坏，采用了混合基础加联系梁的基础方案，新基础在基础上口通过凿一个300毫米×400毫米的一个小洞，设置一根联系梁把左右两边的混凝土基础连成整体，同时把原来的条形基础包在里面和新基础形成一个整体混合基础抵抗水平荷载的侧向倾覆力矩。这样处理对原结构既没有多大伤害，同时联系梁还像扁担一样把原来引起地震水平荷载的墙体和屋盖的自重转化为对抗震有利的抗倾覆力矩，所以这个基础方案圆满解决了构造柱锚固问题，同时也解决了基础本身稳定性问题。
三、方案擴展细化
1.为了实现新老结构共同工作，利用植筋技术把原结构和加固结构牢固地拉结成一个整体，很好地实现了设计意图。
2.把构造柱上口与屋盖钢屋架交点处焊接成一个具有柔性的刚结点，把单独承受地震荷载的两个独立悬臂结构转化为一个共同工作的，有一定柔性的钢架结构，大大提高了房屋的整体抗倾覆能力，提高了安全系数和安全储备。
3.采用了门式刚架方案加固横墙。横墙本身横向刚度很大，侧向刚度薄弱，而且上口没有圈梁，长度也很大，最长的达到9.5米，因此如果不加固，遇到大地震，很容易从中间倒塌，后果同样不堪设想，好在地震力只有墙体本身引起，没有屋盖传下来的地震荷载，也没有外墙的风荷载，地震力和自身的自重成正比，由于没有屋盖的重量，所以地震力不大。因此横墙的加固采用了门式刚架方案。在横墙中间两侧分别设置一个刚架，刚架由槽钢组成的两根钢立柱和一根横梁组成，立柱下端锚固在楼面上，立柱上端和横梁用一根矩形钢管在吊顶内斜向支撑到相邻的纵墙加固构造柱上端，把横墙侧向部分地震力传给纵墙，由于地震时，震源只有一个，地震方向一般也是一时一地也只能是一个方向，不可能同时同地出现两个地震方向，因此纵墙受到的侧向地震力不可能出现纵横墙叠加的情况，这就把纵墙加固结构构造柱起到一物两用的效果，而又不降低纵墙的加固安全系数，这个方案大大减小了横墙的加固构造尺寸，对教室的影响达到了最小。
参考文献：
[1]李东旭.高等结构动力学[M].科学出版社，2010-09.
[2]傅裕寿.土力学与地基基础[M].清华大学出版社，2009-02.
[关 键 词] 平房教室；抗震加固；设计方案
[中图分类号] P315.9 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2016）34-0111-01
汶川大地震后，国家对各类建筑抗震加固工作非常重视，随着国家对中小学幼儿园建筑抗震加固工程的不断进行，笔者结合实践案例，以乡镇幼儿园教室抗震加固工程为例，探讨平房加固的工程技术与加固方案，以期抛砖引玉。
抗震加固方案很多，要优选费效比高，施工维护方便的最佳方案。目前，乡镇部分幼儿园是民办性质，部分教室没有经过正式设计，抗震能力甚至不如农村普通自建民房。以观音山幼儿园为例，平房开间和进深比较大，有些开间9米，进深最大的有9.5米，门窗较多，檐口高度最高达到3.8米，除最上口有一道圈梁外，没有壁柱也没有构造柱，虽然屋盖是轻型彩钢结构，但即使是教室前后两侧砖墙倒塌，也足以致命，如果遇到大的险情，结果肯定不容乐观。
一、加固方案的选择
1.轻钢排架结构加固方案。这个方案加固可靠，造价比较高，工期比较长，对教室的顶棚平面改变比较大。同时钢结构虽然施工比较方便，但使用过程中经常性的防锈维护等综合代价比较高。
2.用悬臂钢格构柱加固方案。该方案不需要另做基础，施工方便，造价很低。考察工程实际情况，原建筑地面为120厚空心架空楼板地面，楼面柱脚处没有砖墙压重，其本身稳定性作为固定支座就比较勉强，同时，用化学锚栓或膨胀螺栓锚固，一方面实际锚固力和耐久性存在不确定性，另一方面，空心楼板本身有空洞，即使楼板局部进行灌浆处理，锚固效果还是存疑，因此采用此方案，加固效果存在很多不确定性，风险很大。
3.纵向外墙采用现浇钢筋混凝土独立基础构造柱加固方案。这个方案能有效克服以上两个方案的各种问题和缺陷，造价适中，施工也比较方便，加固效果很好，对教室的内外环境改变不大，不影响原教室的美观。
二、纵向外墙采用现浇钢筋混凝土独立基础构造柱加固方案的优点
1.解决了构造柱锚固问题。不论水平地震荷载和风荷载引起的弯矩多大，都可以通过计算配筋来解决，钢筋可以锚固到新现浇钢筋混凝土基础中，不用担心化学锚栓和膨胀螺栓锚固力矩不足和耐久性等问题。
2.解决了抗震构造柱固定支座问题。原砖墙基础宽度很窄，但独立基础与原条形基础位置重叠，如何处理成为必须面对的问题，由于地震荷载方向的不确定性，因此构造柱基础在抗倾覆方向必须对称布置，因此新基础与原基础势必重合，一般情况下，应该把原基础凿掉，替换成独立基础，考察工程实际，加固地方的外墙只有1.2米宽，旁边就是教室窗户，而独立基础纵向也要1.2米左右的宽度，如果这样处理，一方面施工人员在加固施工时本身的安全无法保证，另一方面对原外墙的结构破坏也很大。为了尽量减少对原结构的破坏，采用了混合基础加联系梁的基础方案，新基础在基础上口通过凿一个300毫米×400毫米的一个小洞，设置一根联系梁把左右两边的混凝土基础连成整体，同时把原来的条形基础包在里面和新基础形成一个整体混合基础抵抗水平荷载的侧向倾覆力矩。这样处理对原结构既没有多大伤害，同时联系梁还像扁担一样把原来引起地震水平荷载的墙体和屋盖的自重转化为对抗震有利的抗倾覆力矩，所以这个基础方案圆满解决了构造柱锚固问题，同时也解决了基础本身稳定性问题。
三、方案擴展细化
1.为了实现新老结构共同工作，利用植筋技术把原结构和加固结构牢固地拉结成一个整体，很好地实现了设计意图。
2.把构造柱上口与屋盖钢屋架交点处焊接成一个具有柔性的刚结点，把单独承受地震荷载的两个独立悬臂结构转化为一个共同工作的，有一定柔性的钢架结构，大大提高了房屋的整体抗倾覆能力，提高了安全系数和安全储备。
3.采用了门式刚架方案加固横墙。横墙本身横向刚度很大，侧向刚度薄弱，而且上口没有圈梁，长度也很大，最长的达到9.5米，因此如果不加固，遇到大地震，很容易从中间倒塌，后果同样不堪设想，好在地震力只有墙体本身引起，没有屋盖传下来的地震荷载，也没有外墙的风荷载，地震力和自身的自重成正比，由于没有屋盖的重量，所以地震力不大。因此横墙的加固采用了门式刚架方案。在横墙中间两侧分别设置一个刚架，刚架由槽钢组成的两根钢立柱和一根横梁组成，立柱下端锚固在楼面上，立柱上端和横梁用一根矩形钢管在吊顶内斜向支撑到相邻的纵墙加固构造柱上端，把横墙侧向部分地震力传给纵墙，由于地震时，震源只有一个，地震方向一般也是一时一地也只能是一个方向，不可能同时同地出现两个地震方向，因此纵墙受到的侧向地震力不可能出现纵横墙叠加的情况，这就把纵墙加固结构构造柱起到一物两用的效果，而又不降低纵墙的加固安全系数，这个方案大大减小了横墙的加固构造尺寸，对教室的影响达到了最小。
参考文献：
[1]李东旭.高等结构动力学[M].科学出版社，2010-09.
[2]傅裕寿.土力学与地基基础[M].清华大学出版社，2009-02.