岳阳房屋抗震加固

中小学房屋抗震安全检测:
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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　　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。
　　2.2地基加固方案设计
　　高压喷射注浆法是一种新开发技术的基础上改进而来的。高压旋喷桩是一种高压喷射注浆法,它是用钻机与喷嘴的灌浆管钻后对土壤的位置,用高压设备从喷嘴流浆高压中喷射出来,冲击破坏土壤,和一个特定速度钻杆逐渐增加,土壤粒搅拌混合浆凝固成一定的形状水土(即旋喷桩),从而提高地基承载力,减少的目的。高压旋喷桩对其经济性能、施工方法简单和基础建设工作,不污染环境等优点,在工程中得到了越来越广泛的应用。为了防止教学楼层的侧向倾斜。
　　2加固施工及效果
　　2.1基础加固
　　根据目前该楼上部结构已向南(B轴)倾斜、加层后该楼基础平面中心与荷载重心继续偏离等特点,高压旋喷桩主要布置在南侧(B轴)地基,对于北侧(C轴)地基只设置少量旋喷桩进行加固,旋喷桩平面位置图见图3。南侧(B轴)地基共布孔40个,主要中间区域旋喷桩在墙体内外两侧沿横墙或构造柱呈矩形对称布置,孔距为118m×115m;少数端部旋喷桩在墙体内外两侧呈三角形布置,孔距为115m×115m。北侧(C轴)地基共布孔18个,旋喷桩在墙体内外两侧沿横墙或构造柱呈直线正或反对称布置,孔距为115m。旋喷桩要求穿透淤泥夹砂层到达中细砂(Ⅱ)层,以中细砂(Ⅱ)层作为桩的持力层。由于持力层深浅变化不一,桩长在10～11m之间,需在施工中根据实际情况而定。 　　
　　图3高压旋喷桩平面布置图
　　2.2墙体加固
　　该教学楼加层后承载力不足的墙体均采用双面钢筋网砂浆面层加固。水泥砂浆强度等级M10,砂浆面层厚度为35mm;钢筋网采用细密点焊钢筋网,规格为<6@250×250;钢筋网与墙体的固定采用S形<6钢筋以钻孔穿墙对拉,间距为500mm,并且呈梅花状布置,墙体加固做法参见图2。在施工中钢筋网在墙面的固定应平整牢固,与墙面净距不低于5mm,网外保护层厚度不低于10mm。 　
　　图2钢筋网砂浆面层加固做法
　　目前,已有很多建筑,或由于设计、施工或使用不当,需要进行加固。通过工程实例的介绍,根据教学楼加固前结构安全性鉴定，采用文章中提到的加固方法是可行的也是必要的,不仅很好的解决了加层所带来的问题，同时对于抗震也进行了设计和验算，使结构的安全度大大的提高，保证了结构物的使用和安全性。
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某教学楼工程总建筑面积为9203.62m2。建筑层数共为五层，建筑物为砖混结构，由于该工程建于1982年，无抗震设防，达不到现行的抗震设计要求，存在安全隐患，因此需对校舍进行抗震安全加固。
　　2 加固方案
　　2.1 墙体：外墙保持原有的形式不变，在外纵墙外侧与横向承重墙交接部位及楼梯间梁下增设250*300mm混凝土构造柱。在纵墙梁下增设300×（梁宽+2×70mm）的构造柱：在所有阴角部位增设200mm*500*500m “L”型构造柱，在阳角部位增设200*610*610mm“L”型构造柱。新增构造柱采用C20混凝土，主筋Φ12钢筋。箍筋φ6.5@ 200 。构造柱基础埋梁0mm。变形缝处钢筋混凝土圈梁两侧各增加一根Φ25钢拉杆，与加固增设的构造柱锚固在一起。
　　对承重墙体进行加固，在外纵墙里侧，内纵墙及横墙两侧增设70mm厚混凝土墙板进行加固。
　　墙体加固后的构造柱采用30厚挤塑聚苯乙烯保温板包裹，外包网格布。
　　2.2 基础加固：对原有的承重墙下毛石基础进行加固，在基础两侧增设200m厚C20混凝土 。
　　3 施工准备
　　3.1 技术准备
　　施工前积极查阅有关抗震加固方面的技术资料，制定各项技术措施，组织进行技术交底。
　　3.2 现场准备：
　　施工用水、用电准备：由建设单位提供电源、水源接至施工现场，用水管线在地下埋设，接至用水地点。
　　4 加固施工方法
　　4.1 基础工程：
　　采用人工将所有承重墙基础挖开至基础底，将基础表面浮土及杂物均清除干净，并用水冲洗。在毛石基础的上一阶的基础两侧用冲击钻钻孔，孔径ф16，深度为550mm。用空气压缩机将孔内的碎渣、杂物清除，然后采用**的植筋胶植筋。植筋钢筋为Φ12@500，植入深度为500mm ，外露200mm。首先用压力将胶注入孔内，保证孔内注满胶，将钢筋放入孔内，并校正钢筋位置，待钢筋固定后，手松开。事先采用Φ12钢筋加工成倒U形钢筋，倒U形钢筋钻孔穿过基础上的墙体，与植入的钢筋绑扎在一起。
　　基础采用钢模，支模时沿基础边线立侧模板， 50×60木方作支撑，支撑一端**在侧模的木档上，另一端**在基坑壁上，基坑壁设垫木，四周用斜撑和水平撑将侧模固定牢固。 遇增设的构造柱基础部位，同时支柱基础模板。
　　基础加固采用C20混凝土，因加固基础的厚度较薄，故采用5-20mm粒径的石子，灌注混凝土之前将原有基础表面冲洗干净，表面用水泥浆处理。砼采用直径ф30振捣棒振捣。振捣棒插入点密一些，保持混凝土振捣到位。砼必须连续振捣，防止漏振。振捣时振捣棒避免碰撞钢筋或与模板直接接触，振捣密实后的平面处砼必须用刮杠刮平，用木抹子将其表面搓揉平整。混凝土浇筑后注意养护不少于14d 。
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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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中小学生建造一所抗震的校舍已迫在眉睫。从现有校舍中存在的问题开始,提出了如何解决校舍设计通用化、填充墙不到**、强梁弱柱、强弯抗剪等问题。并提出了如何从整体上提高校舍的抗倒塌能力。
为了解决强梁弱柱问题,日本学者提出在柱与裙墙交接处预留缝的做法。当梁上面受拉时,梁的弯载承受力可按临界截面计算。当梁下面受拉时,则当梁与柱相对转动达到一定程度时,裙墙将于拉面接触,此时层间位移角为:
　　R=缝宽/裙墙高度*(梁净距/柱中距)
　　根据可能达到的层间文艺比R,可以求的必要的缝宽。
　　为了保证“强剪弱弯”,可以考虑压弯破坏是对铸锻抗剪承载力降低的影响,提出切实可行使用的配筋构造技术。如连续箍筋技术,防止控制端混凝土强度严重退化。
　　二、从整体上提高系统的抗倒塌能力
　　从利用结构整体性来讲,提高结构低于灾害的能力并不一定要大幅度提高结构的承载力、安全储备而导致大幅度增加建设成本,恰恰相反,只要深入研究结构系统,合理利用结构的整体性,完全可以通过少量的抗震设计或构造措施(如设置构造柱、圈梁)显著提高结构的抗震性能。
　　如上图所示:
　　A为小震不坏点;B为小震设计点;C为大震不倒设计点;D为坍塌点。
　　(1)AB之间富余程度为结构系统的基本承载力安全储备,其工程意义在于保证结构系统满足正常使用状况下安全和使用性能的要求。(2)BC之间的富余程度为结构系统的整体安全储备。当结构状态**过屈服点B点,接近大震不倒设计点C点时,结构构件之间非线性作用非常强烈,有些构件已经屈服甚至退出工作,因此在此阶段,应重点研究结构整体性、努力提高结构系统的鲁棒性、整体稳定性和整体牢固性,以保证结构系统的功能。(3)CD之间部分为结构系统的“意外安全储备”,当遇到意外作用(如汶川地震),意外安全储备对保证结构不倒塌具备着决定性作用。而意外安全储备主要主要取决于结构系统的鲁棒性、整体稳定性和整体牢固性,因此当遇到实际地震强度**过大震设计点时,为了使结构的倒塌临界点D点尽量推迟,应增加结构系统的取决于结构系统的鲁棒性、整体稳定性和整体牢固性。
　　三、合理选址
　　 校舍**选择有利地段,力求避开不利地段,严禁在危险地段建设校舍。
　　四、结束语
　　中小学生是祖国的未来,为了确保中小学生的安全,建议设计师在校舍楼时除要秉着“小震不坏、中震可修、大震不倒”的原则外,还可以在每层设计一个避震间,使其不但可以加强全楼的安全强度,而且可以为孩子们提供一个明确的避难场所。另外,在校舍建设方面也应该积极引进国外的一些新型结构体系及做法,如:(a)延性抗震框架与非抗震框架的混合使用;(b)框筒;(c)钢梁钢筋混凝土,拉架体系;(d)钢板剪力墙等。
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针对目前现状，建筑物作为学校、幼儿园使用，需要满足比当地抗震设防更高一级的要求，针对不同结构，加固方法也不一样。
1、框架结构抗震加固：一般框架结构作为学校、幼儿园使用时，除结构承载能力及抗震验算满足外，结构布置也有相应的要求，其中为强制的是单跨框架结构不适宜作为学校、幼儿园的使用要求，对于该种结构需要进行抗震加固。常用的加固方法有增加框架柱法、增加剪力墙加固法等，具体可我公司。
2、砖混结构抗震加固：砖混结构作为学校、幼儿园使用时，抗震构造措施需要满足规范要求，除抗震构造柱、圈梁等设置需要满足规范要求外，还需要进行抗震加固，主要方法是增设抗震剪力墙等。
3、钢结构抗震加固：钢结构建筑作为学校、幼儿园使用需要对抗震构造措施进行加固，且需要进行定期复查，定期喷涂防锈涂层等，该种结构保养检查非常重要，因此需要每3-5年重新复检方可继续使用。
二、某学校、幼儿园校舍加固方案
1工程概况
工程位于北京市朝阳区科学园南里三区317楼。本工程建造于1993年，地上二层，砖混结构。为了确保使用安全，适应幼儿园新的功能要求，对其进行彻底加固装修改造。改造后，抗震设防烈度八度，结构安全等级二级，后续使用年限30年。建筑高度7.05m；层高，1、2层层高3.3m，室内外高差0.45m。
2结构加固概况
采用钢筋混凝土板墙加固，强度C30，厚度80mm。
三、施工准备
3.1、技术准备
1、项目技术人员认真阅读熟悉图纸，领会设计意图，掌握工程的加固形式与特点
2、图纸会审，把加固范围内的工作及节点做法完善，并形成文字性资料。
3、编制加固施工方案，作为施工作业指导书。
3.2、劳动力准备
现场钢筋工程采用半成品入场，植筋、绑扎钢筋人数计划数为15人。喷射混凝土人数计划数为5人。
3.3、材料准备
钢筋26t,A级植筋胶，C30商品混凝土210m³、混凝土搅拌站提供配比好的干粉状，现场随拌随用。
所用材料具有产品合格证，厂家资质、检测报告，并送检实验室进行复试。
所用材料检测合格后方可使用。
联系人：李经理（工程部经理）
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