安庆幼儿园房屋抗震加固哪家单位*

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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建筑抗震鉴定是通过检查现有建筑的现状、施工质量和使用状况,按规定的抗震设防要求,对其在地震作用下的安全性进行评估。建筑物进行抗震鉴定的目的是为了判明其抗震能力、评估地震时的破坏程度, 为是否需要进行抗震加固或采取其它防震减灾措施提供依据。
　　标准《建筑工程抗震设防分类标准》[3]中，为了提高中小学校舍的抗震能力，将其从丙类建筑提高为乙类建筑(重点设防类)。2009年7月1日开始实施的新版《建筑抗震鉴定标准》[4]中，也对既有建筑的抗震设防标准做了很大程度的提高。
　　笔者完成过众多的建筑抗震鉴定工作，以下通过抗震鉴定实例的分析,对按新国标鉴定的过程、内容及遇到问题的处理进行分析说明和总结[5]，提出若干新见解供工程技术人员参考。
　　1.新旧《建筑抗震鉴定标注》的比较分析
　　我国之前抗震鉴定依据的标准是《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-95），就是“结构综合抗震能力二级鉴定方法”。所谓级鉴定是指以宏观控制和构造鉴定为主的抗震能力鉴定，*二级鉴定指以构件抗震承载力验算为主并结合构造影响系数的鉴定。“两级鉴定”概念的引入,通过对房屋的外观质量、结构体系、材料强度、配筋构造、填充墙等与主体结构的连接，以及构件的抗震承载力进行综合分析，使相当一部分现有建筑，可采用简单的级方法进行抗震鉴定，少数级鉴定不能通过的房屋，则继续采取*二级鉴定予以判断。
　　我国目前抗震鉴定依据的标准是《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009 (以下简称“标准”)。其主要修订内容是：1）扩大了原鉴定标准的适用范围，即扩大到已投入使用的现有建筑。2）依据现有建筑设计使用年代及原设计依据规范的不同，将其划分为后续使用年限分别为30 年、40 年、50 年三个档次，并相应给出了A、B、C 三类建筑抗震鉴定方法；后续使用年限的提出明确了现有建筑的抗震设防目标。3）适度提高了学校等乙类建筑的抗震鉴定标准。
　　2.工程概况
　　某中学校教学楼为5层框架结构，平面形式呈“L”型，现总建筑面积为4120m2，该建筑始建于2000年，后续使用年限按40年考虑，属B类建筑。该建筑作为学校教学楼使用，抗震设防类别为丙类。基础形式为**地基柱下基础。
　　通过对整幢建筑全面详细检查，除发现部分楼层楼板存在少量收缩裂缝外，所有柱梁均未发现可见裂缝，所有外墙、内间墙未发现可见裂缝或抹灰剥落；屋面没发现有积水现象，排水系统也没发现堵塞；各结构构件工作状态良好。
　　基础持力层为花斑色粘土层，地基承载力标准值为220KPa。通过对整栋建筑物全面详细检查，建筑物的整体垂直度良好，上部结构未发现建筑物有基础不均匀沉降的迹象或变形，基础构件的工作状况良好。
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该建筑在2003年7月开始加固施工，为完成龙岗教育局关于实现加固设计效果及保证现场正确施工，笔者开始了为期两月的施工指导工作。施工是实现设计意图及预期效果的手段，正确的施工方案是施工成功保证。从该建筑加固施工角度看面临以下需克服难点：①工期短（需在2个月的暑假期间完成），②多种加固方法在本项目中综合运用，如何合理安排其间的交叉施工及合理衔接,③原构件表面质量较差，粘贴类加固方法如何有效保证质量。笔者审阅施工单位提报的施工组织设计后针对其中存在的问题会同监理及施工单位进行了调整：①为保证2个月的工期各工序必须紧密衔接、合理安排，原施工组织设计中施工主顺序为放脚基础开挖加固---回填---搭设外脚手架（一次到**）---板墙加固---柱、梁、板加固---内外装饰---落外架；按此顺序安排实际无法实现，先开挖基础加固再回填无问题，但外架搭设一次到**会使板墙施工无法实现（板墙模板一次制安不合理且无法保证质量，混凝土一次浇捣无法密实），另先完成板墙再加固柱梁人为拖延了工期，柱梁加大截面可以也应与板墙同步施工，既缩短工期又利于保证质量；在2个月内要保证完成加固及内外装饰、全面交工是无法实现的，应调整为完成加固抢出内装饰供教学使用再开展外装饰后落架（开学后留安全出入通道）；考虑以上修正后施工主顺序为放脚基础开挖加固---回填---逐层板墙加固及逐层搭设外脚手架---同层柱、梁同步板墙加固---板加固（含裂缝修补）---内装饰（完后提供教学用）---外装饰---落外架。②关于多种加固方法的合理衔接问题应引起重视的是混凝土板粘贴碳纤维施工与其他加固施工的合理间隙，碳纤维加固效果理想与否取决于基层处理质量及粘贴质量，碳纤维粘贴过程中对于环境洁净度有要求，粘贴中如在多尘的环境中进行则质量无保证，所以碳纤维施工应安排在同层其他加固施工完毕后进行。③正由于原施工过程质量失控，原构件表面质量低劣，对于保证粘贴类加固施工质量是一挑战；针对这一问题在施工中要重点开展粘贴基层的修补修复；即在施工中如何打磨基层、利用修补材料修补基层结构缺陷。 在之后的施工中较好的贯彻了笔者及监理单位的要求及建议，在工期及质量上都得到了保证；笔者在2011年进行了回访查勘，从现状看加固后的建筑满足正常使用要求，原有裂缝修补后未现新的发展，加固施工达成预期效果。
一、抗震鉴定的步骤
　　一般说，抗震鉴定对房屋所存在的缺陷进行“诊断”，包括下列步骤：原始资料搜集，如勘探报告、施工图、施工记录和竣工图、工程验收资料等，资料不全时，要有针对性地进行必要的补充实测；建筑现状的调查，了解实际情况与原始资料相符合的程度、施工质量和维护状况，并注意有关的非抗震质量问题；综合抗震能力分析，既有抗震概念的宏观判断，也有数值的计算；鉴定结论和治理，主要对不符合鉴定要求的房屋提出相应的维修、加固、改造或更新的抗震减灾对策。
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工程概况
　　地矿局一中小学教学楼建于1974年，为三层砖砌体结构，主体三层，局部二层，楼层层高均为3.60m，室内外高差0.45m，房屋高度为11.25m。该教学楼楼长39.60m，西侧宽8.50米，东侧宽14.30m，建筑面积为1050㎡。横墙间距9.00m，纵墙间距6.00m。如图一所示。
　　地基基础为三七灰土组成的墙下条形基础。建筑物所在地区抗震设防烈度为8°，设计基本地震加速度为0.20g，地震分组为*三组，Ⅱ类场地。抗震设防类别不应低于重点设防类（乙类）。
　　本工程在1980年进行过一次抗震加固，加固内容为:一、二层③④⑤轴线内横墙两侧采用50mm厚，C20细石钢筋混凝土网片进行加固；同时在上述部位层高处加钢筋拉杆，二层层高处外墙两侧用槽钢加固圈梁。
　　2005年冬季，该楼一层水房下水管道破裂，污水下渗，教学楼北侧地基浸水，冻涨上鼓，造成楼体局部抬升，翌年春天冻融后地基下沉，墙体多处出现裂缝.
　　2008年5月12日四川汶川Ms8.0级地震波及兰州市区，该楼部分墙体产生斜向裂缝，且部分原裂缝有发展迹象。
　　2、鉴定目的与鉴定内容
　　1）鉴定目的
　　受地矿局一中小学委托，通过对上述建筑物进行可靠性鉴定，确定工程结构现状，评定可靠性等级，为建筑物加固改造或拆除重建提供依据。
　　2）鉴定内容
　　上述建筑物的结构体系为砖砌体结构，按《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292-1999）的规定，主要针对砌体结构的地基基础及上部承重结构部位进行了检测，检测包括了五个检查项目，分别为：结构的承载能力、构造与连接、位移、裂缝及风化（或粉化）。检测后，对其安全性及使用性综合评定分析，并结合建筑物的抗震性能，确定建筑物的可靠性。具体检测部位如图二所示。
　　3、详细资料调查
　　（一）、材料强度的检测
　　1）砌筑用砖和砂浆强度的检测：采用回弹法对墙体的砌筑用砖和砂浆强度进行抽检，由调查结果并依据鉴定标准（GB50292-1999）附录C公式（C.0.2）条计算得知，粘土砖的强度推定值MU10，砌筑砂浆的强度推定值2.43MPa。
　　2）混凝土构件强度的检测：按《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23-2001、J115-2001），参照鉴定规范（GB50292-1999）有关条文，对建筑物混凝土梁构件进行强度检测。由调查结果并依据鉴定标准（GB50292-1999）附录C公式（C.0.2）条计算得知，混凝土的强度推定值13.1MPa。
　　（二）、建筑物水平位移的检测
　　本次鉴定采用全站仪对地矿局一中小学楼进行了水平位移（倾斜）观测，结果显示该建筑物整体向西北方向倾斜，倾斜值为向北159mm。
　　（三）、混凝土梁挠度检测
　　 随机选择9根梁进行挠度检测，有两根梁结果异常。
　　（四）、裂缝宽度及长度的检测
　　根据现场对该建筑物墙、梁、板等构件裂缝调查及测量，将其检查结果汇总。
　　4、鉴定分析及评定
　　（一）、地基基础安全性及使用性鉴定
　　1）地基承载力验算
　　对局部二层因地基沉降导致破坏较严重处进行地基承载力验算，采用建筑科学研究院PKPM－JCCAD程序验算地基承载力，结果显示验算基础宽度大于原设计基础宽度值，说明地基承载力不足。
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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。
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施工是实现设计意图及预期效果的手段，正确的施工方案是施工成功保证。从该建筑加固施工角度看面临以下需克服难点：①工期短（需在2个月的暑假期间完成），②多种加固方法在本项目中综合运用，如何合理安排其间的交叉施工及合理衔接,③原构件表面质量较差，粘贴类加固方法如何有效保证质量。笔者审阅施工单位提报的施工组织设计后针对其中存在的问题会同监理及施工单位进行了调整：①为保证2个月的工期各工序必须紧密衔接、合理安排，原施工组织设计中施工主顺序为放脚基础开挖加固---回填---搭设外脚手架（一次到**）---板墙加固---柱、梁、板加固---内外装饰---落外架；按此顺序安排实际无法实现，先开挖基础加固再回填无问题，但外架搭设一次到**会使板墙施工无法实现（板墙模板一次制安不合理且无法保证质量，混凝土一次浇捣无法密实），另先完成板墙再加固柱梁人为拖延了工期，柱梁加大截面可以也应与板墙同步施工，既缩短工期又利于保证质量；在2个月内要保证完成加固及内外装饰、全面交工是无法实现的，应调整为完成加固抢出内装饰供教学使用再开展外装饰后落架（开学后留安全出入通道）；考虑以上修正后施工主顺序为放脚基础开挖加固---回填---逐层板墙加固及逐层搭设外脚手架---同层柱、梁同步板墙加固---板加固（含裂缝修补）---内装饰（完后提供教学用）---外装饰---落外架。②关于多种加固方法的合理衔接问题应引起重视的是混凝土板粘贴碳纤维施工与其他加固施工的合理间隙，碳纤维加固效果理想与否取决于基层处理质量及粘贴质量，碳纤维粘贴过程中对于环境洁净度有要求，粘贴中如在多尘的环境中进行则质量无保证，所以碳纤维施工应安排在同层其他加固施工完毕后进行。③正由于原施工过程质量失控，原构件表面质量低劣，对于保证粘贴类加固施工质量是一挑战；针对这一问题在施工中要重点开展粘贴基层的修补修复；即在施工中如何打磨基层、利用修补材料修补基层结构缺陷。 在之后的施工中较好的贯彻及监理单位的要求及建议，在工期及质量上都得到了保证；在2011年进行了回访查勘，从现状看加固后的建筑满足正常使用要求，原有裂缝修补后未现新的发展，加固施工达成预期效果。
　　 教学楼具有多种课程教学、办公、对流、汉语推广、学术研讨等多种功能，强调实用性和国际化，富于创意与现代感，体现环境育人。本工程为拆扩建，在保留原有看台使用功能的基础上，还需要增加新功能以满足国际办学要求，终成为集教学、办公、活动于一体的综合性国际办学场所。
　　 所以本项目设计的重点和难点在于以下两个方面：首先，在不改变规模的情况下，操场看台的几何尺寸几乎不可改变，而用地的进深制约了看台后只能单边布置教室等大空间的用房，这就造成了大部分教学用房位于看台之上的三层、四层，对功能布置、结构与抗震以及安全疏散的设计提出了更高的要求；其次，建设用地的现状决定了大部分教室为东西朝向，这对使用功能会造成较大的不利影响，必须采用相应的措施来解决自然光较低的高度角对视线干扰和东侧操场的噪音干扰。
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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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