黔东南幼儿园房屋抗震加固单位

该教学楼为1958年修建，没有任何设计及施工资料，结构形状为工字型，主体四层，中间由连廊连接。2000年经过一次外墙维修，为了确保安全，委托方要求对该楼房进行安全性鉴定。
　　二、 现场勘查：
　　经过现场勘查发下一下问题：
　　1. 外墙粉刷涂料大部分掉落；
　　2. 卫生间窗间墙渗水严重；
　　3. 门廊外台阶有下沉现象；
　　4. 四楼顶部楼角有斜裂缝；
　　5. 地面楼板处局部房间有裂缝；
　　6. 大门口立柱有瓷砖脱落。
　　三、 检测数据汇总：
　　利用裂缝测定仪对裂缝宽度及深度进行了测定，测定数据表明裂缝**过规范要求。
　　因该建筑年限已久，砂浆外层已酥解，无法进行砂浆强度回弹，仅对烧结粘土砖强度进行回弹，回弹数据如下：
　　1. 一单元回弹数据：
　　检验结果：样本均值=12.95 样本标准差s= =3.25
　　抗压强度上限值=12.95+0.58×3.25=14.84Mpa 抗压强度下限值=12.95-0.58×3.25=11.07Mpa
　　2. 二、三单元回弹数据
　　检验结果：样本均值=13.66 样本标注差s= =1.06
　　抗压强度上限值=13.66+0.37×1.06=14.05Mpa 抗压强度下限值=13.66-0.37×1.06=13.27Mpa
　　备注：抗压强度换算值f1，i =1.08 Rm，i-32.5
　　抗压强度上限值=样本均值+k?s 抗压强度下限值=样本均值-k?s k―推定系数，取0.37
　　3. 四、五单元回弹数据：
　　检验结果：样本均值=20.03 样本标注差s= =1.32
　　抗压强度上限值=20.03+0.39×1.32=20.54Mpa 抗压强度下限值=20.03-0.39×1.32=19.52Mpa
　　备注：抗压强度换算值f1，i =1.08 Rm，i-32.5
　　抗压强度上限值=样本均值+k?s 抗压强度下限值=样本均值-k?s k―推定系数，取0.39
　　四、 通过检测得出以下结论：
　　1.通过对粘土实心砖强度的检测，发现砖强度仍能满足使用要求。
　　2.通过使用经纬仪及水准仪监测发现，建筑局部有沉降，沉降及倾斜在规范要求范围内。
　　3.墙体有部缝过大，不符合规范要求。
　　4.通过对砂浆的观测，砂浆粘接强度不足，砌体整体性较差，无法满足使用要求。
　　5.根据现行砖混结构标准，该楼未设置足够数量的构造柱，圈梁强度不够，达不到抗震规范的要求，需予以加固或拆除。
联系人：李经理（工程部经理）
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随着我国国民经济的不断发展,我国建筑业也得到了飞速发展。近些年以来，人们在传统的对建筑物的适用性和耐久性的要求的同时，对于建筑物的安全性的要求和关注也越来越多，尤其是在汶川地震中所暴露出来的教学建筑的结构抗震的不稳定性更是为结构工作者所严重关切。传统的结构抗震加固一般都是通过增加结构的强度和刚度来满足要求，这样做不仅对材料是一种很大的浪费，同时在一定程度上对抗震也是不利的。文章主要针对工程实例，分析了针对砖混结构的减震控制技术的结构抗震加固改造的新方法。
　　1. 工程概况
　　1.1上部结构概况
　　文章中的工程案例为左岸县某中学4层砖混结构教学楼,主要采用的材料如下：现浇混凝土楼、屋面板,毛石干砌墙下条形基础。建筑物4层的结构平面的布置完全相同，而且结构平面是规则的矩形布置（如图1所示）。由于招生人数的不断扩大，现拟在原建筑物的基础上加设*5层。该教学楼纵横方向均采用240mm厚的实心砖承重墙结构，外墙四个角和纵横墙交接的地方都偶有构造柱。层高都为3.6m，屋顶采用的是不上人单坡排水屋面。同时该教学楼在设计时没考虑抗震设防，为安全起见，决定对该楼按8度Ⅱ类场地进行抗震鉴定后，再进行全面的加固。
　　图1建筑平面布置示意图
　　1.2工程地质条件
　　根据工程勘察公司提供的数据显示，该教学楼场地土层分布情况如下:
　　层为回填土，主要以组份单一的素填土为主, 其组成成分主要是无粘性的砂土，层厚1900～2270mm；*二层为以细砂为主的中细砂 ,层厚1050～3020mm，在*二层下面有一层淤泥夹砂，层厚290～386mm；*三层也是中细砂，不同的是本层砂质较纯,并以细砂为主,中砂次之,局部含少量砾砂,层厚98～280mm；*四层为花岗岩风化残积所产生的残积砂质粘性土，层厚208～306mm；底层为强风化花岗岩:未完全揭穿,其中揭示厚度318mm。该教学楼基础持力层为层中细,持力层仅厚208～360mm,其下存在厚314～415mm软弱淤泥夹砂层;所以该楼在地震作用下很*发生不均匀沉降，进而导致上部结构的波坏。
　　2加固设计方案的选择
　　根据上述介绍的工程概况中的上部结构的砖混结构加圈梁的特点和工程地质条件的情况，在考虑到结构的抗震要求和加层的要求，采用的抗震加固方案主要是针对砌体砖墙和地基进行加固处理。
　　2.1砌体砖墙加固方案设计
　　对于墙体的加固目前已经有很多方法，本案例中的承重砌体墙采用的加固方法是钢筋网砂浆面层加固墙体，这种方法不仅经济实用而且可以提高房屋砌体抗压承载能力。该方法是指在加固墙体表面附设<4～<6的钢筋网,然后喷射砂浆或细石混凝土以达到提高砌体承载力、抗侧移刚度和墙体延性的目的。这样的加固措施还可以提高整个建筑结构的抗侧移刚度，减少由于地震作用产生的水平荷载的作用，达到更好的抗震效果。
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以中学教学楼为例，首先根据教学楼建筑情况和地理位置，确定抗震类型，再根据抗震类型对其进行一级和二级鉴定，找出教学楼不符合抗震要求的结构体系，针对这些缺陷分别进行了分析研究，并制定了相应的加固方案。此教学楼的加固方案是，通过增加承重墙壁两边的窗户的高度并且适当的调整其位置，从而使承重墙壁的承重能力增大，对地震剪切力的承受能力提高进而达到抗震要求。
郑州地处***，九州之中，十省通衢，历史悠久，文化灿烂。我国现存的道教建筑群中岳庙就在这里。在郑州周围，还有星罗棋布的古城、古文化、古墓葬、古建筑、古关隘和古战场遗址。悠久的历史给郑州留下了丰富的文化积淀。但是，大部分古建筑都是按老规范设计的用砖砌体、石砌体或砌块砌体建造的结构并未考虑到抗震，这些建筑使用年代过长就自然会出现承载力不足的情况。加之，近几年，随着地壳运动的频繁加剧，地震频频光顾，尤其是那些处于板块交接处的地区，房屋建筑抗震势在必行。传统上的建筑抗震的方法主要是采用增设钢筋混凝土构造柱和圈梁、抗震墙、夹板墙、钢拉杆、钢支撑、钢构套。这些方法使用的结果是使原来的建筑的外观变得不**，破坏了建筑的整体性，在功能上，这些方法虽然提高了建筑的抗震性能，但是也加剧了地震的强度。那么用什么方法才能在即不损害建筑外观的同时还能实现抗震目的呢?考虑到这个问题，答案就是对那些年代久远的建筑进行抗震鉴定，对于不符合要求的进行加固。本文以郑州市某中学教学楼加固为例进行分析研究。 　
　　1　工程概况 　　
　　如图1所示，该中学教学楼四层以下的楼层高度均为3.6m，局部五层的楼层高度为4.5m,整个教学楼中心结构的规格是：高14.4m，宽6.4米。教学楼各个教室的门的规格是：宽度是0.9m，高3.3m。各教室窗户规格：宽lm,高2.4m，和宽1.5米，高2.4米。 　
　　教学楼平面布置示意图根据规定的郑州地区抗震设防地震烈度以及教学楼的具体情况得知该中学教学楼的抗震设防烈度应为7度：地震分组为*二组，地震时地面运动的加速度为O.10倍的重力加速度。四楼的部分地方和五楼的全部是采用小部分钢筋混凝土及大部分砖墙承重的砖混结构，承重砖墙为实心，楼屋面是在施工现场之模浇注的混凝土，扩展基础，即用于把墙或柱的荷载侧向扩展到土中，使之满足地基承载力和变形的要求的墙下条形基础和柱下基础，大约于1995年建造，在2009年进行抗震鉴定然后进行加固改造。本工程采用建筑科学研究院的PKPM系列结构软件中PMCAD对该楼墙体进行承载力验算。根据实际情况确定三层以下的地方的实心砖墙砌筑砂浆抗压强度均按照M5.0进行计算，四层和五层按照M2.5计算，建筑中的砖体的抗压强度参数设定为MU7.5。房屋整体依据《砌体结构设计规范》根据楼、屋盖类别及横墙间距按刚性方案计算内力，楼屋面荷载按《设计要求和建筑结构荷载规范》取值。
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加固设计方案的选择
　　( 1) 结构体系是决定房屋综合抗震能力的关键因素, 当原结构的结构体系明显不合理时, 首先采取措施改变、改善或优化结构体系, 着重于提高承载力
　　和变形能力, 使加固后的结构质量和刚度分布较均匀、对称, 能限度地改善构件的受力状况, 避免大范围对构件进行加固处理；( 2) 根据鉴定情况, 教学楼存在平面及竖向刚度不规则, 选择了柱间增设钢支撑方案进行加固, 它可为框架提供很大的抗侧刚度和承载力, 并能起到调整杆件内力和结构刚度的作用 , 解决了底层薄弱层及位移角过大的问题, 改善了体系的扭转效应, 使构件的内力分布更加合理, 局部框架柱的轴压比降低, 梁配筋量降低。
　　4抗震设计和施工措施
　　4.1结构内力计算与选取
　　结构混凝土设计强度等级均为C40，普通受力纵筋均采用HRB335级，箍筋均采用HPB235级，梁中内置H型钢、加劲肋板及柱中角钢均采用Q345钢，钢板箍采用Q235钢。通过对套建增层预应力钢骨混凝土框架内力分析及配筋计算，得到满足轴压比、多遇地震及罕遇地震作用下侧移要求的柱截面尺寸为b×h=900×900平方毫米， 内置4个角钢的尺寸均为125X80×12× 11，底层和**层预应力钢骨混凝土框架梁截面尺寸为500X900平方毫米，钢骨采用普通焊接H型钢700×350×10×20，其他层框架梁截面尺寸为450×800平方毫米， 钢骨采用普通焊接H型钢600×300×10×2 0。内置H型钢混凝土次梁均取b×h=400×600平方毫米，钢骨采用普通焊接H型钢400×250×10×2 0。楼板取120mm厚的现浇钢筋混凝土板。
　　4.2模板设计
　　角钢混凝土柱中的钢骨架在混凝土未浇灌以前已形成钢结构，它具有相当大的承载能力，能够承受构件自重和施工时的活荷载，且可以将模板悬挂在角钢上，不必为模板设置支柱，因而减少了支模板的劳动力和材料。柱模板采用5mm厚的钢模，在每个角钢上焊接2个12抗拉螺栓用于固定模板，抗拉螺栓沿柱长度方向布置间距为400mm。在模板上沿柱长度方向四周设置截面为90mm×50mm的加劲木楞，间距400mm，以增强侧模刚度。
　　抗震构造措施的加固方法
　　创新了框架梁柱节点核心区粘钢、外包截面两种加固方案, 以加强对梁柱节点核心区的约束；安全岛楼梯间的填充墙拉结措施则采用了与砌体结构相同的单面钢筋网砂浆面层加固法采用外包混凝土加固框架柱的同时加强了框架梁的锚固措施 。总之, 节点设计重视结构的整体性, 同时充分考虑施工便捷、质量可控、经济高效, 且对原结构破坏小。
　　在建筑工程项目建设中，设计阶段是整个工程为关键的一个环节，在设计中要考虑到多方面的因素。本文结合实例对抗震设计中的一些重要环节和施工措施进行了探讨。虽然有些粗浅，希望对**们有一定的参考作用。
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