中学教学楼加固设计改造研究

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1工程概况

张家口地区某中学教学楼建于20世纪90年代初，为地上四层砌体结构（首层局部为框架），楼、屋面板均为预制板，平面形状为楼梯间局部突出的矩形平面，建筑面积约2000m2，第1~3层层高为3.3m，第4层层高为3.5m，基础形式为混凝土条形基础。为满足后续使用要求并保证该建筑结构的安全先对该建筑进行了检测鉴定工作，根据检测鉴定结果判定应对该建筑进行加固处理。

2鉴定结论及验算结果

2.1检测数据

依据现场检测数据及鉴定结论，该建筑的检测数据及结果如下：（1）该建筑所检最低砂浆强度、砖强度、混凝土构件强度见表1。（2）所测该建筑结构侧向位移绝对值最大的偏差值为+16.5mm，小于建筑结构不适于继续承载的侧向位移限值对CU级的要求（允许偏差为±42.0mm）。

2.2抗震鉴定

2.3验算结果

根据现场检测鉴定报告，利用盈建科建筑结构计算软件对该建筑进行了结构整体计算。（1）荷载取值、材料强度取值及抗震信息（恒载标准值含楼板自重）如下：恒载标准值：4.5kN/m2（第1~3层楼面）、5.0kN/m2（屋面）、7.0kN/m2（楼梯间）；活载标准值：2.0kN/m2（办公室）、2.5kN/m2（教室）、3.5kN/m2（走廊、楼梯间）、0.5kN/m2（不上人屋面）；材料强度取值：砌筑砂浆强度第1~4层分别为4.8MPa、5.3MPa、5.8MPa、5.2MPa，砖强度等级均为MU10，混凝土构件强度等级为C20；抗震信息：抗震设防烈度为7°（0.10g），设计地震分组为第2组。（2）验算结果对该建筑主体结构进行承载力验算。结果表明该建筑首层B轴墙体受压承载力不满足要求，首层部分梁、柱、现浇板承载力不满足要求。

3加固措施及分析

3.1首层B轴墙体受压承载力不足

根据盈建科建筑结构计算软件的计算结果可知，该建筑首层B轴墙体的受压应力比最小值为0.58，且该轴大部分墙体受压应力比均小于1，因此对该轴墙体均采用双面钢筋混凝土面层加固。

3.2局部尺寸不足

根据鉴定报告抗震鉴定内容可知，该建筑承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离为0.49m，不符合《标准》表5.2.8“当设防烈度为8°时承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离为1.0m”的规定，因此对该建筑第1~4层采用不满足位置修改门窗洞口大小的加固方法。

3.3建筑总高度超限

《砌体结构设计规范》（GB50003-2011）10.1.2条规定，同一楼层内开间不大于4.2m的房间占该层总面积不到20%，且开间大于4.8m的房间占该层总面积的50%以上为“横墙很少”，本工程中的教学楼各层房间的开间均大于4.2m，且开间大于4.8m的房间占该层总面积的65%，因此属于“横墙很少”的类型。根据鉴定报告抗震鉴定内容可知，该建筑房屋高度为13.85m，不符合《标准》中表5.2.2规定“设防烈度为7°的横墙很少乙类设防的普通砖墙的A类砌体房屋的最大高度不应超过13m”的规定。依据《建筑抗震加固技术规程》及已有相关文献，“当房屋的总高度超过规定而层数不超过规定的限值时，应采取高于一般房屋的承载力且加强墙体约束的有效措施”。由于总高度超限尺寸不大，本项目采用了对该建筑所有外墙采用双面钢筋混凝土面层加固的措施来加强墙体的整体约束，这种对总高度超限幅度不大的砌体结构采用的加固方法属于概念设计上的加固措施。

3.4首层部分梁、柱、现浇板承载力不足

该建筑仅首层14~16×A~C范围内为混凝土柱和混凝土梁承重，混凝土梁上托砌体承重墙，且对该砌体承重墙进行了双面混凝土面层加固，因此对首层的该范围承重梁和柱分别按转换梁和转换柱计算，并根据计算结果对其进行了扩截面加固。

4结语

通过对该张家口地区某中学教学楼检测鉴定及加固方案的分析，对多层砌体结构在建筑房屋总高度超限且超限幅度不大、墙体抗压承载力不足等情况下采取了一定的加固措施，其中对该建筑周边外墙和楼梯间四周墙体均采用双面钢筋混凝土板墙加固的方法体现了概念设计的思想，对相同情况下的砌体结构的加固提供了一种可借鉴的思路。

参考文献

[1]王科亮，周珺，裴旭东.超高超层砌体结构房屋的抗震加固设计[J].水利规划与设计，2015（11）：110-113.

[2]苏迎社，陈林.中小学多层砌体结构房屋典型抗震加固设计[J].工程抗震与加固改造，2011，33（3）：88-91+95.

作者：郭星 苏利全 刘子毅 单位：河北省建筑科学研究院有限公司