1、教育建筑抗震加固讨论摘要 文中论述了济南中小学砌体结构教育建筑的抗震加固现状，加固概念的重要性，加固的有效手段，以及加固设计中常见的不当做法及改进建议 关键词 教育建筑 抗震环境鉴定 砌体结构概念设计 配筋面层 拉结 延性 包钢加固 生命逃生通道 中图分类号：TU973+.31 文献标识码：A 文章编号： 汶川地震对震区建筑造成了很大破坏，对中小学教育建筑的破坏特别严重，生命消失在建筑中的镜头令人无法遗忘，社会影响很大。这些现象是有原因的，一是学生集体活动，遭受集中伤亡的机率高，二是学生年纪小，自我保护求生能力差，三是教育用房大多是八、九十年代的砌体结构旧建筑，抗震性能差。 教育建筑中的早期砌
2、体结构，只所以抗震性能较差，一是砌体结构延性差，早期建筑圈梁构造柱设置水平低，易脆性破坏。二是教室开间大，横墙较少，横墙设置不均匀，为了采光纵墙开洞率高。三是楼板大多采用预制板，整体性极差。四是走廊楼梯间等关键逃生通道无加强措施予以确保。五是材料强度太低。 政府总结了以往经验教训，拿出大量人力物力财力，投入中小学教育建筑的抗震加固中，从大量审查的加固施工图中，我总结了三个方面，供设计人参考。 教育建筑加固的概念设计： 以济南市为例，因城乡发展的不均衡，据不完全统计，市区的中小学建筑 90%以上是 1995 年以后建成，钢筋砼框架结构约占总数 85%以上。郊区县的教育建筑中，60%以上是 199
3、5 年以前建成，砖混结构约占总数65%，所以大量的加固是对砖混较早建筑的加固，以下主要对此类进行分析。 建筑抗震的概念设计是全局性的，是最根本的，没有一个好的加固全局概念，局部构件做的再好，也只能是事倍功半。设计人拿到一个项目，应从全局出发，分析既有建筑的结构体系，规则性，各种抗震不利因素的影响程度，具体表现为建筑材料的强度等级，建筑的平面形状，砖混结构的层数，抗震横墙的间距，横墙的均匀性，是横墙承重还是纵横墙混合承重，楼梯间的位置，楼板是现浇还是预制，是否有配筋整浇层，大梁支撑情况，外廊拉结程度，入口梁的支撑长度，圈梁构造柱设置状况等。平面形状对抗震性能影响很大，好的规则的平面布局是抗震很好
4、的有利因素，而对于突出、收进较大，L 型，超长型，横墙间距很不均匀，纵墙开洞率高，纵墙洞口大小不均，层数相差较多，平面开大洞建筑，则应有针对性加固措施。对超长结构，加强楼板的整体性很重要，但整浇配筋层可能导致超长温度裂缝，所以在适当部位钢筋不断开，砼层设置填充缝可有效减轻温度开裂。对 L 型平面，做楼面配筋整浇层加强整体性是一个有效手段，对两边抗震横墙不均匀时，适当增设抗震墙也是一种有效手段。L 型平面往往在转角处设置楼梯，这对连接两端的楼板是一种很不利的削弱，需对楼梯间周围板面整浇层加强配筋，并特别加强楼梯间的墙体的加固加强。新做楼面现浇配筋层时，一般不应增加板面荷重，因多年前的预制楼板，不
5、能保证有多大的受荷余量，不能保证是正规大厂生产还是小企业生产，在抗震鉴定时一般也无法进行承载能力的鉴定，所以凡是新做整浇层时，应先清除原板上各种面层。对横纵墙混合承重或纵墙承重结构，当受到横向地震时，作用首先传给纵墙，纵墙再通过与横墙的拉结传给横墙，所以在大震下容易造成纵墙拉脱首先破坏，进而导致横墙破坏垮塌，所以对纵墙承重结构需特别注重纵横墙的拉结加固。对楼梯间位于一端的建筑也应特别注意，因楼梯间的梯板相当于斜撑，水平刚度大导致楼梯间吸引的水平作用大，所以楼梯间的墙体要加强，措施主要是增设能替代构造柱的配筋加强带及半层处的水平配筋加强带，构造柱的设置部位是角部和梯梁对应部位，而建筑的另一端相对
6、于楼梯间要薄弱，水平变形大，所以加固采用刚度较大的板墙而不是钢网砂浆比较合理。建筑的入口或楼梯间的前端往往有较大跨度的承墙梁，在 89 抗规或 01 抗规中并无特别强调大梁支座支撑长度的要求，一般是一个 240 墙厚，地震时大梁支座拉脱破坏是能引起全楼倒塌的破坏，必须避免，一般应新做柱加大梁的支撑长度并加强梁端拉结。教育建筑为了采光多见单廊式平面，外廊纵墙在历次地震中都是破坏严重部位，一是因为开洞率高，这要对墙体进行加固，二是外廊板采用预制板，外廊与主体的连接太弱，这就要做板面整浇配筋层，板底新做拉梁进行加固。有的外廊是一个个小柱支撑，一般情况下应做柱包钢加固。纵墙与山墙的交点无柱时应增设柱，
7、宽度不小于 2.1 米的洞边应设替代构造柱的配筋加强带，教室等大房间的墙角应设构造柱。当预制板楼层无圈梁时，应设水平配筋加强带以起圈梁作用。 二、加固设计注意细节： 设计人应亲自到建筑的现场实地勘察，撑握第一手资料，对建筑有直观和总体认识，有一个全局的概念，才能在设计中做到该加固的一定加固，并选择最有效的加固方法，不需加固的不加固。如有一小学建筑，在审查工作中发现该建筑位于破碎陡峭的山角下，面前紧临深沟，地基是回填土，1995 年建成，建筑的纵墙与山墙拐角处已出现八字形沉降裂缝，最终在审查人员的建议下放弃加固，选址重建。否则如遭遇地震，山脚可能崩塌，河岸可能坍塌，地基沉降引起的裂缝也已极大地降
8、低了建筑的抗震性能。设计人应尽可能收集原结构施工图，阅读原图纸后再做加固设计更有针对性。在阅读原图纸时还能发现原设计隐患，如有一小学教学楼，原设计折板楼梯板底受力筋，在内折角处未断开搭接，而是直通过去，这在使用中如荷载达到限值则存在很大安全问题。总说明中，一定要注明请有经验的专业队伍进行加固施工，因为加固施工差别大，细节多，没有经验的队伍想做好比较难，有经验的队伍在施工中还能及时发现一些需补充加强的地方，保证加固成果。对已建成 20 多年的建筑，说明中后续使用年限不宜超过 30 年，因为建筑的原设计标准一般较低，即使加固后也不能跟新规范标准下的新建建筑相比。新做墙、柱应增加新基础，新旧基础应有
9、相互锚拉措施。当墙面加固的钢筋网锚入地下困难时，应在地面附近做水平加强钢网带，即钢网应收边。新做构件与原墙体或原砼构件拉结时，应采用大直径、大间距拉结筋，避免对原有构件产生过多削弱。当采用碳纤维加固砼构件时，应写全纤维和胶粘剂的材料规格、材料性能要求以及重要的施工方面要求，关于材料性能方面的要求在混凝土结构加固设计规范中有大量强制性条文要求，如果在施工中不能达到这些要求，粘贴碳纤维的加固效果将大打折扣，给教学使用带来很大隐患。 三、 实际审查工作中发现的常见不当做法及改进建议： 抗震鉴定报告中，常缺少建筑地质环境的鉴定描述。穿墙的拉结筋不应太细太密。纵墙局部有外倾时，应加拉杆予以加强。砼板墙加
10、固时，四周都应与板墙可靠拉结，必要时可在墙外新增构造柱与其连接。挑梁加固时，根部受拉筋应有可靠锚固长度和做法。预制板上新做配筋面层时，原有面层一定要清除，不增加荷重，配筋穿横墙做法要有保证，方能起到加强楼板整体性作用。预制板支座处采用型钢加大支撑长度时，型钢穿墙的固定螺栓宜至少有一半采用穿墙栓，不可全部采用锚栓。顶层楼梯间墙体的加固必须重视，各种配筋加强带跟上，才能防止空旷墙体的破坏。超长结构采用钢丝网砂浆加固时，加固层很有可能因超长开裂，影响加固效果，可适当留设后浇带、掺外加剂并加强养护。对建筑出入口处女儿墙应加强加固，高度较大时宜折低。外廊设拉杆加固时，拉杆宜通长至建筑的对面。外挑的走廊，
11、为减轻挑梁的荷载，外廊板面可不做现浇面层，因其位于结构抗侧构件之外，对结构的整体性影响不大。对建筑使用中新增的加层，采光顶等构架，一般应折除，以消除对抗震的不利因素。对原结构预制缝宽度小，板端相互拉结不可靠情况，一般应做配筋面层加强结构平面的整体性。设计说明应要求使用中对加固构件做定期检查。 附示意图 参考文献： 建筑抗震鉴定标准 GB50023-2009 中国建筑工业出版社，2009年 建筑抗震加固技术规程JGJ116-2009 中国建筑工业出版社，2009 年 房屋建筑抗震加固（一） 09SG619-1 中国计划出版社，2009 年 张敬书等，汶川地震后建筑的加固技术， 工程抗震与加固改造2011 年第 1 期 黄兴棣等， 建筑物鉴定加固与增层改造 ，中国建筑工业出版社，2008 年 11 月 作者简介孙会超（1965 ）男 山东省日照市人 国家一级注册结构师主要从事结构专业施工图审查工作
