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淺析學(xué)校抗震加固1、中小學(xué)校建筑存在的問(wèn)題

目前教學(xué)樓存在的主要問(wèn)題：

1)沒(méi)有采取抗震構(gòu)造措施，砌體結(jié)構(gòu)無(wú)圈梁及構(gòu)造柱；

2)有抗震設(shè)防，但抗震措施沒(méi)有達(dá)到《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的要求；

3)單面走廊砌體較多；

4)樓梯間在兩端；

5)砌體結(jié)構(gòu)縱墻承重；

6)單跨框架結(jié)構(gòu)，兩方向剛度相差較大；

7)施工質(zhì)量差，預(yù)制板無(wú)扒子筋，砌筑砂漿標(biāo)號(hào)低。

單面走廊砌體教學(xué)樓只有兩道縱墻，縱墻上門(mén)窗洞較多，對(duì)縱墻的削弱很大，且單面走廊砌體教學(xué)樓高寬比較大，由高烈度的作用產(chǎn)生的傾覆力矩所引起的彎曲應(yīng)力超過(guò)磚砌體抗拉強(qiáng)度時(shí)，磚墻就會(huì)開(kāi)裂，是抗震性能稍差的一種結(jié)構(gòu)形式。

砌體結(jié)構(gòu)縱墻承重的教學(xué)樓數(shù)目也較多，唐山大中，縱墻承重的砌體結(jié)構(gòu)的破壞比橫墻承重、縱橫墻承重結(jié)構(gòu)的破壞都大。

單跨框架整體結(jié)構(gòu)缺乏贅余，沒(méi)有多道抗震防線。由于橫向跨度較大，梁截面尺寸較大，設(shè)計(jì)中不容易控制梁的配筋量及樓板對(duì)框架梁的承載力和剛度增大的影響，極易設(shè)計(jì)成強(qiáng)梁弱柱的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的延性和耗能能力大大降低，且兩個(gè)方向剛度相差較大，大震中容易倒塌。

有的框架結(jié)構(gòu)在外廊的外側(cè)增加了一道框架柱，但由于兩排框架柱相鄰較近，不但沒(méi)有起到多道防線的作用，反而由于兩側(cè)剛度不均，在作用下容易造成扭轉(zhuǎn)破壞。

總之，由于經(jīng)濟(jì)水平的限制，目前我國(guó)中小學(xué)校舍中絕大部分為砌體結(jié)構(gòu)，而且許多無(wú)抗震設(shè)防，因此對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的抗震加固就顯得尤為重要。

2、對(duì)教學(xué)建筑的抗震加固設(shè)計(jì)的思考

2.1多層砌體結(jié)構(gòu)教學(xué)樓的震害

汶川的震害表明，教學(xué)建筑由于沒(méi)有抗震設(shè)防，或雖有抗震設(shè)防但設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量不到位，造成許多房屋嚴(yán)重破壞或倒塌。

中小學(xué)多層結(jié)構(gòu)教學(xué)樓主要的抗側(cè)力構(gòu)件為磚墻，磚墻的間距一般較大，需要樓板、屋蓋有足夠的強(qiáng)度和剛度，以便傳遞水平力并限制墻體的水平位移。但目前校舍預(yù)制板與墻體無(wú)連接，板與板之間的連接不是鋼筋混凝土而是細(xì)石混凝土灌縫，在作用下，板無(wú)法起到傳遞力的作用，更無(wú)法限制墻體的位移，且還會(huì)在墻體間滑動(dòng)或脫落，容易使樓體倒塌。

很多教學(xué)樓縱橫墻無(wú)連接或連接較差、有的校舍無(wú)圈梁及構(gòu)造柱，使校舍在作用下外墻與內(nèi)墻拉脫進(jìn)而失穩(wěn)倒塌；還有的校舍窗間墻尺寸較小、砌體強(qiáng)度差，在作用下發(fā)生剪切破壞，窗間墻產(chǎn)生斜裂縫或交叉裂縫，進(jìn)而喪失承受豎向荷載的能力，造成樓體倒塌。

歷次表明，樓梯間在房屋兩端的房屋破壞嚴(yán)重。89版《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第五章多層砌體房屋中的第5.1.4條明確規(guī)定：樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處。樓梯間外側(cè)的墻體由于沒(méi)有樓板約束并傳遞力，沒(méi)有其他墻體和這道墻共同工作，如遇作用，容易首先破壞，該道墻的破壞會(huì)導(dǎo)致樓梯的破壞，從而造成人員無(wú)法逃生。

2.2加固設(shè)計(jì)需要特別注意的有關(guān)規(guī)定

《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》第6.0.8條“教育建筑中，幼兒園、小學(xué)、中學(xué)的教學(xué)用房以及學(xué)生宿舍和食堂，抗震設(shè)防類別不低于重點(diǎn)設(shè)防類”，第3.0.3條“重點(diǎn)設(shè)防類，應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度一度的要求加強(qiáng)其抗震措施；但抗震設(shè)防烈度為9度時(shí)應(yīng)按比9度更高的要求采取抗震措施；地基基礎(chǔ)的抗震措施，應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。同時(shí)，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其作用。”

根據(jù)上述條款，有一部分砌體結(jié)構(gòu)的教學(xué)樓在抗震設(shè)防類別變?yōu)橐翌惡?，其圈梁、?gòu)造柱的設(shè)置位置及圈梁的配筋將不滿足規(guī)范要求，因此需在加固設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)合所使用的加固方法考慮進(jìn)行抗震加固。還有的砌體教學(xué)樓層數(shù)及高度超過(guò)了要求，也需進(jìn)行抗震加固。

由于外廊式及單面走廊式砌體校舍抗震性能稍差，B類砌體應(yīng)根據(jù)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》第5.3.5條第2款第4項(xiàng)：“外廊式和單面走廊式的多層房屋，應(yīng)根據(jù)房屋增加一層后的層數(shù)，分別按本款)～3)項(xiàng)的要求檢查構(gòu)造柱或芯柱，且單面走廊兩側(cè)的縱墻均應(yīng)按外墻處理”的規(guī)定進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。

2.3多層砌體結(jié)構(gòu)抗震加固設(shè)計(jì)

校舍的加固受限于校舍的實(shí)際情況，往往很難實(shí)現(xiàn)理想的加固方案，如外墻、樓地面的裝修完好，對(duì)于此種情況，宜著重檢查樓板的連接情況，扒子筋是否完好，板縫間是否用鋼筋混凝土填實(shí)以及樓板支承在梁或墻上的長(zhǎng)度是否滿足規(guī)范要求等。優(yōu)先采用不破壞地面裝修的加固方案，如板下加支撐等，以減少樓板在拆除樓面的過(guò)程中的損傷。外墻已裝修完好的砌體校舍可采用單面鋼筋混凝土板墻的方法加固，在教室內(nèi)部增設(shè)板墻，避免破壞外裝修，盡量減少因加固而引起的不必要的浪費(fèi)。

當(dāng)層數(shù)和總高度不超過(guò)規(guī)定，但墻體抗震承載力不滿足要求時(shí)，國(guó)標(biāo)圖集《房屋建筑抗震加固(一)(中小學(xué)校舍抗震加固)》(09SG619-1)推薦的加固方法有以下幾種：

1)墻體所需要的抗震承載力與綜合抗震承載力的差值＜60%(墻體砌筑砂漿實(shí)際強(qiáng)度等級(jí)為M2.5和M5)、＜50%(墻體砌筑砂漿實(shí)際強(qiáng)度等級(jí)為M7.5)、＜45%(墻體砌筑砂漿實(shí)際強(qiáng)度等級(jí)為M10)時(shí)，可采用鋼筋混凝土板墻加固；單面板墻和雙面板墻加固方法的選擇主要受校舍加固條件的限制，其加固后的墻段提高系數(shù)相同。

2)砌體墻經(jīng)計(jì)算，其綜合抗震承載力與現(xiàn)有校舍所需要的抗震承載力相差10%～70%時(shí)，且墻體砌筑砂漿的實(shí)際強(qiáng)度等級(jí)＜M2.5的砌體結(jié)構(gòu)，可采用鋼筋網(wǎng)砂漿面層法加固；由于單面鋼筋網(wǎng)砂漿面層對(duì)砌體強(qiáng)度的提高有限，且加固效果較差，對(duì)于抗震設(shè)防類別為乙類的中小學(xué)校舍，建議采用雙面鋼筋網(wǎng)砂漿面層法加固。

3)實(shí)際圈梁和構(gòu)造柱布置不符合《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》要求或需要加強(qiáng)內(nèi)外墻連接整體性的校舍，可采用外加圈梁-鋼筋混凝土柱的加固方法。采用以上加固方法時(shí)，單面板墻及單面鋼筋網(wǎng)砂漿面層內(nèi)的配筋加強(qiáng)帶不能代替圈梁和構(gòu)造柱。

當(dāng)校舍總高度及層數(shù)超過(guò)規(guī)定限值時(shí)，應(yīng)采用改變結(jié)構(gòu)體系的加固方案。國(guó)標(biāo)圖集《房屋建筑抗震加固(一)(中小學(xué)校舍抗震加固)》(09SG619-1)介紹的改變結(jié)構(gòu)體系法有兩種方式：

雙面普遍加鋼筋混凝土板墻形成組合墻的方法及增設(shè)一定數(shù)量的鋼筋混凝土單面或雙面板墻的方法。此時(shí)水平及豎向配筋加強(qiáng)帶均應(yīng)設(shè)置，且配筋宜按剪力墻結(jié)構(gòu)配筋，墻端、縱橫墻連接處及門(mén)窗洞口邊宜設(shè)置邊緣構(gòu)件。

對(duì)于獨(dú)立磚柱，當(dāng)其截面尺寸較小時(shí)，如采用較薄的鋼筋混凝土套加固，由于所增加的剛度有限，在作用下，其所承擔(dān)的力相對(duì)較小，在進(jìn)行剪力分配時(shí)可忽略不計(jì)，只按組合磚砌體受壓構(gòu)件進(jìn)行配筋的計(jì)算。

對(duì)于內(nèi)框架及空斗墻結(jié)構(gòu)的中小學(xué)校舍，由于其抗震性能較差，且即便經(jīng)過(guò)加固其抗震性能的提高依然有限，建議拆除。

2.4加固設(shè)計(jì)及施工單位選擇的重要性

抗震加固受現(xiàn)有校舍的條件限制，對(duì)設(shè)計(jì)及施工的要求均較高，因此提高設(shè)計(jì)施工技術(shù)人員的整體素質(zhì)就顯得尤為重要。在調(diào)研中曾發(fā)現(xiàn)，新加固的建筑就沒(méi)有達(dá)到加固效果，主要原因是加固設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)水平有限，沒(méi)有加固需加固的部位或沒(méi)有采用正確的加固方法。建議各省市應(yīng)根據(jù)具體情況，選擇有一定設(shè)計(jì)水平及施工經(jīng)驗(yàn)的專門(mén)的單位進(jìn)行加固設(shè)計(jì)及加固施工，避免由于設(shè)計(jì)及施工不當(dāng)而造成加固效果不佳或達(dá)不到預(yù)期效果的情況出現(xiàn)，避免國(guó)家財(cái)力、物力的損失。

結(jié)語(yǔ)

學(xué)校建筑的抗震加固設(shè)計(jì)及施工的意義特別重大，應(yīng)引起設(shè)計(jì)及施工人員的高度重視，認(rèn)真對(duì)待，并且應(yīng)熟悉相關(guān)規(guī)范的規(guī)定，避免錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)及施工造成有嚴(yán)重缺陷的結(jié)構(gòu)，以提高學(xué)校建筑的抗震性。

建筑加固改造是指既有建筑因某些原因需在科學(xué)檢測(cè)鑒定基礎(chǔ)上采取合理的加固修繕措施，或通過(guò)結(jié)構(gòu)改造以提高原結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。隨著建筑加固改造技術(shù)不斷成熟、提高，建筑加固改造工程逐漸走近尋常百姓家，為什么那么多人選擇對(duì)既有建筑進(jìn)行加固改造呢？其居于以下3大理由：

理由一，采取加固改造技術(shù)手段可提高既有建筑的使用年限

每棟建筑物都有其規(guī)定的使用年限（一般是50年），土地是資源，隨著建筑日益增多，新建工程成本勢(shì)必越來(lái)越高，一旦既有建筑超過(guò)正常使用年限，其安全性能已不滿足居住要求，這時(shí)候采取相應(yīng)的加固措施可延長(zhǎng)建筑物的安全使用壽命，何樂(lè)而不為呢？且當(dāng)既有建筑使用年限逐漸增加時(shí)，建筑物結(jié)構(gòu)受到一定的有害環(huán)境侵蝕或混凝土等材料老化，可能存在一定安全隱患，必要時(shí)需采取加固措施以保證建筑物的后續(xù)安全使用。

此外，建筑施工規(guī)范在不斷提高，對(duì)建筑物的使用要求也越來(lái)越高，原有的施工規(guī)范需要不斷改進(jìn)，而當(dāng)建筑物的施工規(guī)范發(fā)生變化時(shí)也需要進(jìn)行加固處理。

理由二，采取加固改造技術(shù)手段可滿足既有建筑改變使用功能安全性

土地資源的，使致對(duì)既有建筑物的增層、擴(kuò)建或改變既有格局等工程的滋生，這些都需要通過(guò)加固改造技術(shù)手段來(lái)確保改造后的建筑物安全使用。尤其是加固改造手段可滿足既有建筑改變使用功能，隨著時(shí)代的發(fā)展，建國(guó)時(shí)期建造的建筑物使用功能不夠人性化，比如高層建筑無(wú)安裝電梯、別墅沒(méi)有建造車庫(kù)等，這些使用缺陷都可以通過(guò)建筑加固改造來(lái)實(shí)現(xiàn)，是不是很神奇呢？當(dāng)然涉及建筑結(jié)構(gòu)改造工程必須有專業(yè)設(shè)計(jì)院來(lái)設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)加固公司來(lái)施工。

理由三，采取加固改造技術(shù)手段可保證建筑周圍環(huán)境的安全

既有建筑周邊若有施工的過(guò)程中，如城市地鐵施工、基礎(chǔ)施工等勢(shì)必會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成一定的影響，必要時(shí)需采取相應(yīng)的加固措施保證周圍施工環(huán)境的安全性。

我國(guó)建筑加固改造技術(shù)的不斷提高，已逐漸和世界先進(jìn)加固水平相接軌。但建筑加固改造應(yīng)按照合理、科學(xué)的程序進(jìn)行，制定方案時(shí)應(yīng)綜合各種加固手段考慮選擇合適的加固方法，賦予危舊建筑結(jié)構(gòu)新的活力。

木工、加固柱子規(guī)范加固柱子用的材料有很多，方法大致都是一樣，下面簡(jiǎn)單依照本工地施工方法做個(gè)介紹。

這個(gè)工地沒(méi)有用沖擊轉(zhuǎn)打定位筋，工人直接用鋼釘在柱子先外圈釘上一排小板用來(lái)控制柱子皮的位置。說(shuō)實(shí)話這個(gè)方法有點(diǎn)笨，在條件受限的情況下，這樣做還算不錯(cuò)。合柱子之前一定要把柱子里面清理干凈，這樣混凝土結(jié)合才會(huì)好。

下面定位放好后，就可以開(kāi)始合柱子皮了，依照上面的梁底、梁邦做上面的定位點(diǎn)。在合柱子皮的時(shí)候，一定要注意把柱子緊挨著的兩個(gè)面的對(duì)接處錯(cuò)開(kāi)，這樣好合柱子。

像這樣的柱子只有2.8米一般兩塊板就可以從上到下，合柱子皮很簡(jiǎn)單，要是超過(guò)5米就需要三塊板才夠從下到上，相對(duì)而言不太好做。

由于模板只有1.5厘米，在定釘子的時(shí)候一定要注意釘子要與模板垂直，不要把釘子定偏，那樣會(huì)造成模板開(kāi)裂，影響后期使用。目前是兩面與上面梁底鏈接好，一面與地面連接。這塊板與其他的兩個(gè)邊一連接，這個(gè)柱子皮已經(jīng)合一半了，就很牢固，不會(huì)像上面那樣要是有人碰一下會(huì)散架。開(kāi)始量柱子剩余尺寸，然后裁切模板進(jìn)行加固。上下不夠的地方都進(jìn)行補(bǔ)板。沒(méi)有用定位筋，用的是在柱子邊上定模板來(lái)定位，那么就只能空出來(lái)一個(gè)面，進(jìn)行后封口。

柱子皮合好后，就要進(jìn)行定骨料來(lái)加固，這個(gè)可以用木方、方鋼、圓鋼管等都可以。骨料全部定好后就可以加固了，加固柱子兩個(gè)人配合這干比較塊，一個(gè)人也可以加固，這個(gè)看熟練程度，一般鎖扣距離地面是 5-10厘米，往上每道鎖扣的間距在40-50厘米。

加固好后就算完成了，可以澆筑混凝土了。這個(gè)柱子比較小，要是大柱子就需要額外的再進(jìn)行加固，不然會(huì)爆模。拆除模板后需要及時(shí)對(duì)混凝土柱子進(jìn)行撒水養(yǎng)護(hù)、覆膜。