论文部分内容阅读
【摘要】多层砖砌体房屋目前大量服役于我国的各类工业与民用建筑中，其先天与后天的抗震能力不足也同样存在。本文结合实例介绍了该类建筑的抗震鉴定与加固方法。
【关键词】砖砌体结构；抗震鉴定；抗震加固
Seismic evaluation and strengthening methods for multi-storey brick structure housing
Huang Zheng-hua
(Chaohu city building safety identification station inChaohuAnhui238000)
【Abstract】Multi-storey brick masonry housing is currently a large number of service in our country in all types of industrial and civil buildings, the innate and acquired seismic there are equally inadequate. The article describes examples of such construction methods Seismic Evaluation and Strengthening.
【Key words】Brick masonry structure; Seismic identification; Seismic reinforcement
1. 引言
多层砖砌体结构房屋因为自身优点普遍采用于工业与民用建筑中，特别是上世纪七、八十年代大量采用于中小学教学用房中，但是砖砌体结构房屋主要以脆性材料为主，刚度较大，产生的地震作用也较大，并且材料自身抗剪强度低，延性差，抵抗外力作用时变形能力不足，在地震中的震害较重，而我国还有相当一部分多层砖砌体教学用房不能满足目前的抗震设防要求。5•12汶川大地震后，教学用房的抗震能力引起了社会各界的高度重视，对教学用房进行抗震鉴定，保护人们生命财产安全是我们房屋安全鉴定人员义不容辞的责任。下面结合鉴定作业实例简述多层砖砌体结构房屋的抗震鉴定与加固方法，抛砖引玉。
2. 抗震鉴定
2.1一般原则。按照房屋抗震鉴定基本原则将鉴定分为二级鉴定，根据多层砖砌体结构房屋特点确定第一级鉴定和第二级鉴定的重点，具体可按照以下流程进行操作。
(1)房屋高宽比、横墙间距及材料强度检查检测；
(2)墙体、墙与楼盖连接、圈梁情况检查；
(3)局部尺寸、楼梯间、女儿墙等检查；
(4)第一级的横墙间距和房屋宽度。
如以上都符合抗震鉴定要求，则第一级鉴定通过，免去定量的第二及鉴定；如a、b、c步符合，d步不符合，进行平均抗震能力计算，如 a、b、c步也不符合，则还需要考虑体系影响系数和局部影响系数进行综合抗震能力指数计算。
2.2第一级鉴定。多层砖砌体房屋第一级鉴定根据结构体系、材料强度、整体性连接构造和局部构造四方面进行，属于抗震概念鉴定，即从宏观的定性及构造方面进行，如通过，即满足抗震鉴定要求。
2.2.1结构体系。主要指结构整体布置方案。房屋实际高宽比和横墙间距符合刚性体系的要求，高宽比不宜大于2.2，且高度不大于底面平面最大尺寸，横墙的最大间距符合建筑抗震鉴定标准规定规定，同时还应考虑结构沿高度的质量和刚度是否有突变，立体高度变化不应超过一层，同一楼层的楼板标高相差不大于500mm，沿平面的刚心和质心是否基本符合等。以上条件通常能满足，最主要的是计算抗震横墙间距和房屋宽度能否满足规定要求。
2.2.2材料强度。砖强度等级不宜低于MU7.5，且不低于砂浆强度；当设防烈度为6度或7度时三层及以下砌体的砂浆强度不应低于M0.4，7度时房屋超过三层或8、9度时，砂浆强度不宜低于M1 。
2.2.3整体性连接构造和局部构造。纵横墙体交接处应有可靠连接，楼、屋盖构件的支承长度、圈梁布置与构造、局部尺寸和非结构要求应符合建筑抗震鉴定标准规定。
2.3第二级鉴定。是在第一级宏观性鉴定的基础上做出的定量分析，当最弱楼层平均抗震能力指数、最弱楼层综合抗震能力指数或最弱墙段综合抗震能力指数不小于1时，则认为满足抗震鉴定要求。
2.3.1楼层平均抗震能力指数-第二（甲）级鉴定。 当结构体系、整体性连接、易引起倒塌部位符合第一级鉴定要求，而横墙间距或房屋宽度超过限值时，不能得出房屋不符合抗震鉴定要求的结论，需采用第二级鉴定的楼层平均抗震能力指数再做判断，βi按下式计算：
βi=Ai/ Abiξ0iλ
其中：βi——楼层平均抗震能力指数；
Ai——第i楼层的纵向或横向抗震墙在层高1/2处净截面的总面积，不包括宽度比大于4的墙段截面面积；
Abi——第i楼层的建筑总面积；
ξ0i——第i楼层的纵向或横向抗震墙的基准面积率，按建筑抗震鉴定标准规定取值；
λ——烈度影响系数，6、7、8、9度时分别取0.7、1.0、1.5和2.5。
2.3.2楼层综合抗震能力指数——第二（乙）级鉴定。 当结构体系、整体性连接、易引起倒塌部位不符合第一级鉴定要求，可采用楼层综合抗震能力指数方法进行第二级（βci）鉴定。具体计算如下：
βci=ψ1ψ2βi
其中：βci——第i楼层的纵向或横向抗震墙综合抗震能力指数；
ψ1——体系影响系数，可考虑房屋不规则性、非刚性和整体性连接不符合第一级鉴定要求的程度确定，也可按建筑抗震鉴定标准规定取值；
ψ2——局部影响系数，可综合考虑易引起倒塌各部位不符合第一级鉴定要求的程度确定，也可按建筑抗震鉴定标准规定取值。
2.3.3墙段综合抗震能力指数——第二（丙）级鉴定。当横墙间距超过刚性体系规定的最大值，有明显扭转效应和易引起局部倒塌的结构不符合第一级鉴定要求、当最弱的楼层综合抗震能力指数βci小于1.0时，则要进行第二级（βcij）鉴定，如下式：
βcij=ψ1ψ2βij
βij= Aij/ Abijξ0iλ
其中：βcij——第i層j墙段综合抗震能力指数；
βij——第i层j墙段抗震能力指数，等于楼层平均抗震能力指数；
Aij——第i层j墙段在1/2层高处的净截面积；
Abij——第i层j墙段考虑楼盖刚度影响的从属面积，可根据刚性楼盖、中等刚性楼盖和柔性楼盖按现行国家标准《建筑抗震设计规范》（GB50011-2008）给出的方法确定。
2.4实例。某中心学校教学楼，四层，砖混结构，层高3m，总长50m，教室最长9m，总宽约15m，内走廊式，走廊轴线宽2.7m，两边教室均为6m宽，砖强度等级实测约为MU7.5，1~2层砌筑砂浆实测为m2.5，3~4层砌筑砂浆实测为M1.0，楼层和屋盖处墙体均设有圈梁，纵向配置410钢筋，预制钢筋混凝土楼屋盖，楼层平均重量12KN/m2。该地区7度设防，房屋坐落在Ⅱ类场地，根据《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008，该教学楼取8度设防。首先进行第一级鉴定，经比较，房屋结构各部位构造尺寸的鉴定均符合鉴定要求，抗震横墙间距（因楼屋盖为中等刚性，取平均值换算）和房屋宽度的第一级鉴定经计算超过限值，均不符合鉴定要求，需做第二级鉴定。对各层各轴线纵横墙段抗震能力指数计算，结果大部分墙段抗震能力指数小于1.0，纵横墙均需要进行抗震加固。
3. 抗震加固
3.1加固原则。当最弱楼层平均抗震能力指数、最弱楼层综合抗震能力指数或最弱墙段综合抗震能力指数小于1.0时，则需要进行抗震加固。
3.2加固总要求
3.2.1加固后楼层综合抗震能力指数βci应大于1.0，且不超过下一楼层的20%，即βci＞1.0且βci≤1.2βci-1，如不能同时满足第二个条件，则需要同时加固下一层。
3.2.2同一楼层中，自承重墙加固后的抗震能力不应大于承重墙体的抗震能力。
3.2.3加固后楼层或墙段的综合抗震能力指数可按照下式计算：
βs=ηψ1ψ2β0
其中：βs——加固后楼层或墙段的综合抗震能力指数；
η——加固增强系数，按建筑抗震加固技术规程规定计算；
ψ1、ψ2——加固后的体系影响系数和局部影响系数，根据房屋加固后的状况，按建筑抗震鉴定标准规定计算；
β0——楼层或墙段的原有的抗震能力指数，按建筑抗震鉴定标准规定计算。
3.3加固方法。针对房屋抗震承载力不足、整体性不足、易倒塌部位和明显扭转效应采用不同的加固方法。具体要求应按建筑抗震加固技术規程规定进行设计和施工操作。
3.3.1房屋抗震承载力不足时，可采取外加柱、面层或夹板墙加固、拆砌式增设、修补和灌浆以及包角钢镶边和增设支撑等方法提高强度和承载能力。
3.3.2房屋整体性不足时，应找出不足部分，采用增设圈梁、钢拉杆、锚杆、外加壁柱和圈梁、增设托梁等方法弥补。
3.3.3加固易倒塌部位以及防扭转效应。对易倒塌部位针对具体情况采取措施增加强度和拉结；防扭转可先在薄弱部位增砌砖墙或浇筑混凝土墙体，增加刚度。
3.4实例。本例房屋实际上要求对房屋抗震承载力不足进行加固。考虑房屋的用途，我们建议对房屋采用双面钢筋网夹板墙进行加固的方法，在墙体双面敷设ci6@150钢筋网片，拉结固定，40mm厚 M10水泥砂浆压实抹平，厚提高墙体的抗剪承载力和刚度。经验算，加固后能符合抗震鉴定要求。
4. 结语
多层砖砌体房屋目前仍然大量服役于我国的各类工业与民用建筑中，先天与后天的抗震能力不足也同样存在。为减轻地震灾害，减少损失，对这类建筑的抗震鉴定和加固方法需要不断地学习探索。
参考文献
［1］ 中华人民共和国国家标准.《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2008）［M］.北京:中国建筑工业出版社,2008.
［2］ 中华人民共和国国家标准. 《建筑工程抗震设防分类标准》（GB 50223-2008）［M］.北京:中国建筑工业出版社,2008.
［3］中华人民共和国行业标准.《建筑抗震加固技术规程》（JGJ116-98）北京：中国建筑工业出版社，1998.
［4］张熙光，王骏孙，刘惠珊编.《建筑抗震加固手册》北京：中国建筑工业出版社，2001.
［文章编号］1006-7619（2009）05-01-306
［作者简介］黄正华(1972.3- )，男，工程师。
【关键词】砖砌体结构；抗震鉴定；抗震加固
Seismic evaluation and strengthening methods for multi-storey brick structure housing
Huang Zheng-hua
(Chaohu city building safety identification station inChaohuAnhui238000)
【Abstract】Multi-storey brick masonry housing is currently a large number of service in our country in all types of industrial and civil buildings, the innate and acquired seismic there are equally inadequate. The article describes examples of such construction methods Seismic Evaluation and Strengthening.
【Key words】Brick masonry structure; Seismic identification; Seismic reinforcement
1. 引言
多层砖砌体结构房屋因为自身优点普遍采用于工业与民用建筑中，特别是上世纪七、八十年代大量采用于中小学教学用房中，但是砖砌体结构房屋主要以脆性材料为主，刚度较大，产生的地震作用也较大，并且材料自身抗剪强度低，延性差，抵抗外力作用时变形能力不足，在地震中的震害较重，而我国还有相当一部分多层砖砌体教学用房不能满足目前的抗震设防要求。5•12汶川大地震后，教学用房的抗震能力引起了社会各界的高度重视，对教学用房进行抗震鉴定，保护人们生命财产安全是我们房屋安全鉴定人员义不容辞的责任。下面结合鉴定作业实例简述多层砖砌体结构房屋的抗震鉴定与加固方法，抛砖引玉。
2. 抗震鉴定
2.1一般原则。按照房屋抗震鉴定基本原则将鉴定分为二级鉴定，根据多层砖砌体结构房屋特点确定第一级鉴定和第二级鉴定的重点，具体可按照以下流程进行操作。
(1)房屋高宽比、横墙间距及材料强度检查检测；
(2)墙体、墙与楼盖连接、圈梁情况检查；
(3)局部尺寸、楼梯间、女儿墙等检查；
(4)第一级的横墙间距和房屋宽度。
如以上都符合抗震鉴定要求，则第一级鉴定通过，免去定量的第二及鉴定；如a、b、c步符合，d步不符合，进行平均抗震能力计算，如 a、b、c步也不符合，则还需要考虑体系影响系数和局部影响系数进行综合抗震能力指数计算。
2.2第一级鉴定。多层砖砌体房屋第一级鉴定根据结构体系、材料强度、整体性连接构造和局部构造四方面进行，属于抗震概念鉴定，即从宏观的定性及构造方面进行，如通过，即满足抗震鉴定要求。
2.2.1结构体系。主要指结构整体布置方案。房屋实际高宽比和横墙间距符合刚性体系的要求，高宽比不宜大于2.2，且高度不大于底面平面最大尺寸，横墙的最大间距符合建筑抗震鉴定标准规定规定，同时还应考虑结构沿高度的质量和刚度是否有突变，立体高度变化不应超过一层，同一楼层的楼板标高相差不大于500mm，沿平面的刚心和质心是否基本符合等。以上条件通常能满足，最主要的是计算抗震横墙间距和房屋宽度能否满足规定要求。
2.2.2材料强度。砖强度等级不宜低于MU7.5，且不低于砂浆强度；当设防烈度为6度或7度时三层及以下砌体的砂浆强度不应低于M0.4，7度时房屋超过三层或8、9度时，砂浆强度不宜低于M1 。
2.2.3整体性连接构造和局部构造。纵横墙体交接处应有可靠连接，楼、屋盖构件的支承长度、圈梁布置与构造、局部尺寸和非结构要求应符合建筑抗震鉴定标准规定。
2.3第二级鉴定。是在第一级宏观性鉴定的基础上做出的定量分析，当最弱楼层平均抗震能力指数、最弱楼层综合抗震能力指数或最弱墙段综合抗震能力指数不小于1时，则认为满足抗震鉴定要求。
2.3.1楼层平均抗震能力指数-第二（甲）级鉴定。 当结构体系、整体性连接、易引起倒塌部位符合第一级鉴定要求，而横墙间距或房屋宽度超过限值时，不能得出房屋不符合抗震鉴定要求的结论，需采用第二级鉴定的楼层平均抗震能力指数再做判断，βi按下式计算：
βi=Ai/ Abiξ0iλ
其中：βi——楼层平均抗震能力指数；
Ai——第i楼层的纵向或横向抗震墙在层高1/2处净截面的总面积，不包括宽度比大于4的墙段截面面积；
Abi——第i楼层的建筑总面积；
ξ0i——第i楼层的纵向或横向抗震墙的基准面积率，按建筑抗震鉴定标准规定取值；
λ——烈度影响系数，6、7、8、9度时分别取0.7、1.0、1.5和2.5。
2.3.2楼层综合抗震能力指数——第二（乙）级鉴定。 当结构体系、整体性连接、易引起倒塌部位不符合第一级鉴定要求，可采用楼层综合抗震能力指数方法进行第二级（βci）鉴定。具体计算如下：
βci=ψ1ψ2βi
其中：βci——第i楼层的纵向或横向抗震墙综合抗震能力指数；
ψ1——体系影响系数，可考虑房屋不规则性、非刚性和整体性连接不符合第一级鉴定要求的程度确定，也可按建筑抗震鉴定标准规定取值；
ψ2——局部影响系数，可综合考虑易引起倒塌各部位不符合第一级鉴定要求的程度确定，也可按建筑抗震鉴定标准规定取值。
2.3.3墙段综合抗震能力指数——第二（丙）级鉴定。当横墙间距超过刚性体系规定的最大值，有明显扭转效应和易引起局部倒塌的结构不符合第一级鉴定要求、当最弱的楼层综合抗震能力指数βci小于1.0时，则要进行第二级（βcij）鉴定，如下式：
βcij=ψ1ψ2βij
βij= Aij/ Abijξ0iλ
其中：βcij——第i層j墙段综合抗震能力指数；
βij——第i层j墙段抗震能力指数，等于楼层平均抗震能力指数；
Aij——第i层j墙段在1/2层高处的净截面积；
Abij——第i层j墙段考虑楼盖刚度影响的从属面积，可根据刚性楼盖、中等刚性楼盖和柔性楼盖按现行国家标准《建筑抗震设计规范》（GB50011-2008）给出的方法确定。
2.4实例。某中心学校教学楼，四层，砖混结构，层高3m，总长50m，教室最长9m，总宽约15m，内走廊式，走廊轴线宽2.7m，两边教室均为6m宽，砖强度等级实测约为MU7.5，1~2层砌筑砂浆实测为m2.5，3~4层砌筑砂浆实测为M1.0，楼层和屋盖处墙体均设有圈梁，纵向配置410钢筋，预制钢筋混凝土楼屋盖，楼层平均重量12KN/m2。该地区7度设防，房屋坐落在Ⅱ类场地，根据《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008，该教学楼取8度设防。首先进行第一级鉴定，经比较，房屋结构各部位构造尺寸的鉴定均符合鉴定要求，抗震横墙间距（因楼屋盖为中等刚性，取平均值换算）和房屋宽度的第一级鉴定经计算超过限值，均不符合鉴定要求，需做第二级鉴定。对各层各轴线纵横墙段抗震能力指数计算，结果大部分墙段抗震能力指数小于1.0，纵横墙均需要进行抗震加固。
3. 抗震加固
3.1加固原则。当最弱楼层平均抗震能力指数、最弱楼层综合抗震能力指数或最弱墙段综合抗震能力指数小于1.0时，则需要进行抗震加固。
3.2加固总要求
3.2.1加固后楼层综合抗震能力指数βci应大于1.0，且不超过下一楼层的20%，即βci＞1.0且βci≤1.2βci-1，如不能同时满足第二个条件，则需要同时加固下一层。
3.2.2同一楼层中，自承重墙加固后的抗震能力不应大于承重墙体的抗震能力。
3.2.3加固后楼层或墙段的综合抗震能力指数可按照下式计算：
βs=ηψ1ψ2β0
其中：βs——加固后楼层或墙段的综合抗震能力指数；
η——加固增强系数，按建筑抗震加固技术规程规定计算；
ψ1、ψ2——加固后的体系影响系数和局部影响系数，根据房屋加固后的状况，按建筑抗震鉴定标准规定计算；
β0——楼层或墙段的原有的抗震能力指数，按建筑抗震鉴定标准规定计算。
3.3加固方法。针对房屋抗震承载力不足、整体性不足、易倒塌部位和明显扭转效应采用不同的加固方法。具体要求应按建筑抗震加固技术規程规定进行设计和施工操作。
3.3.1房屋抗震承载力不足时，可采取外加柱、面层或夹板墙加固、拆砌式增设、修补和灌浆以及包角钢镶边和增设支撑等方法提高强度和承载能力。
3.3.2房屋整体性不足时，应找出不足部分，采用增设圈梁、钢拉杆、锚杆、外加壁柱和圈梁、增设托梁等方法弥补。
3.3.3加固易倒塌部位以及防扭转效应。对易倒塌部位针对具体情况采取措施增加强度和拉结；防扭转可先在薄弱部位增砌砖墙或浇筑混凝土墙体，增加刚度。
3.4实例。本例房屋实际上要求对房屋抗震承载力不足进行加固。考虑房屋的用途，我们建议对房屋采用双面钢筋网夹板墙进行加固的方法，在墙体双面敷设ci6@150钢筋网片，拉结固定，40mm厚 M10水泥砂浆压实抹平，厚提高墙体的抗剪承载力和刚度。经验算，加固后能符合抗震鉴定要求。
4. 结语
多层砖砌体房屋目前仍然大量服役于我国的各类工业与民用建筑中，先天与后天的抗震能力不足也同样存在。为减轻地震灾害，减少损失，对这类建筑的抗震鉴定和加固方法需要不断地学习探索。
参考文献
［1］ 中华人民共和国国家标准.《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2008）［M］.北京:中国建筑工业出版社,2008.
［2］ 中华人民共和国国家标准. 《建筑工程抗震设防分类标准》（GB 50223-2008）［M］.北京:中国建筑工业出版社,2008.
［3］中华人民共和国行业标准.《建筑抗震加固技术规程》（JGJ116-98）北京：中国建筑工业出版社，1998.
［4］张熙光，王骏孙，刘惠珊编.《建筑抗震加固手册》北京：中国建筑工业出版社，2001.
［文章编号］1006-7619（2009）05-01-306
［作者简介］黄正华(1972.3- )，男，工程师。