淺析學校抗震加固1、---校建筑存在的問題
目前教學樓存在的主要問題:
1)沒有采取抗震構造措施,砌體結構無圈梁及構造柱;
2)有抗震設防,但抗震措施沒有達到《建筑抗震設計規范》規定的要求;
3)單面走廊砌體較多;
4)樓梯間在兩端;
5)砌體結構縱墻承重;
6)單跨框架結構,兩方向剛度相差較大;
7)施工差,預制板無扒子筋,砌筑砂漿標號低。
單面走廊砌體教學樓只有兩道縱墻,縱墻窗洞較多,對縱墻的削弱很大,且單面走廊砌體教學樓高寬比較大,由高烈度的作用產生的傾覆力矩所引起的彎曲應力超過磚砌體抗拉強度時,磚墻就會開裂,是抗震性能稍差的一種結構形式。
砌體結構縱墻承重的教學樓數目也較多,唐山大中,縱墻承重的砌體結構的破壞比橫墻承重、縱橫墻承重結構的破壞都大。
單跨框架整體結構缺乏贅余,沒有多道抗震防線。由于橫向跨度較大,梁截面尺寸較大,設計中不容易控制梁的配筋量及樓板對框架梁的承載力和剛度增大的影響,極易設計成強梁弱柱的結構,結構的延性和耗能能力---降低,且兩個方向剛度相差較大,大震中容易倒塌。
有的框架結構在外廊的外側增加了一道框架柱,但由于兩排框架柱相鄰較近,不但沒有起到多道防線的作用,反而由于兩側剛度不均,在作用下容易造成扭轉破壞。
總之,由于經濟水平的---,目前我國---校舍中絕大部分為砌體結構,而且許多無抗震設防,因此對砌體結構的抗震加固就顯得尤為重要。
2、對教學建筑的抗震加固設計的思考
2.1多層砌體結構教學樓的震害
汶川的震害表明,教學建筑由于沒有抗震設防,或雖有抗震設防但設計及施工不---,造成許多房屋---破壞或倒塌。
---多層結構教學樓主要的抗側力構件為磚墻,磚墻的間距一般較大,需要樓板、屋蓋有足夠的強度和剛度,以便傳遞水平力并---墻體的水平位移。但目前校舍預制板與墻體無連接,板與板之間的連接不是鋼筋混凝土而是細石混凝土灌縫,在作用下,板無法起到傳遞力的作用,更無法---墻體的位移,且還會在墻體間滑動或脫落,容易使樓體倒塌。
很多教學樓縱橫墻無連接或連接較差、有的校舍無圈梁及構造柱,使校舍在作用下外墻與內墻拉脫進而失穩倒塌;還有的校舍窗間墻尺寸較小、砌體強度差,在作用下發生剪切破壞,窗間墻產生斜裂縫或交叉裂縫,進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---。89版《建筑抗震設計規范》第五章多層砌體房屋中的第5.1.4條明確規定:樓梯間不宜設置在房屋的盡端和轉角處。樓梯間外側的墻體由于沒有樓板約束并傳遞力,沒有其他墻體和這道墻共同工作,如遇作用,容易首先破壞,該道墻的破壞會導致樓梯的破壞,從而造---員無法逃生。
2.2加固設計需要---注意的有關規定
《建筑工程抗震設防分類標準》第6.0.8條“教育建筑中,幼兒園、小學、中學的教學用房以及學生宿舍和食堂,抗震設防類別不低于重點設防類”,第3.0.3條“重點設防類,應按高于本地區抗震設防烈度一度的要求加強其抗震措施;但抗震設防烈度為9度時應按比9度更高的要求采取抗震措施;地基基礎的抗震措施,應符合有關規定。同時,應按本地區抗震設防烈度確定其作用。”
根據上述條款,有一部分砌體結構的教學樓在抗震設防類別變為乙類后,其圈梁、構造柱的設置位置及圈梁的配筋將不滿足規范要求,因此需在加固設計時結合所使用的加固方法考慮進行抗震加固。還有的砌體教學樓層數及高度超過了要求,也需進行抗震加固。
由于外廊式及單面走廊式砌體校舍抗震性能稍差,b類砌體應根據《建筑抗震鑒定標準》第5.3.5條第2款第4項:“外廊式和單面走廊式的多層房屋,應根據房屋增加一層后的層數,分別按本款)~3)項的要求檢查構造柱或芯柱,且單面走廊兩側的縱墻均應按外墻處理”的規定進行加固設計。
2.3多層砌體結構抗震加固設計
校舍的加固受限于校舍的實際情況,往往很難實現理想的加固方案,如外墻、樓地面的裝修完好,對于此種情況,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以及樓板支承在梁或墻上的長度是否滿足規范要求等。優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,在教室內部增設板墻,避免破壞外裝修,盡量減少因加固而引起的不---的浪費。
當層數和總高度不超過規定,結構加固,但墻體抗震承載力不滿足要求時,圖集《房屋建筑抗震加固(一)(---校舍抗震加固)》(09sg619-1)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%(墻體砌筑砂漿實際強度等級為m2.5和m5)、<50%(墻體砌筑砂漿實際強度等級為m7.5)、<45%(墻體砌筑砂漿實際強度等級為m10)時,加固補強,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---,其加固后的墻段提高系數相同。
2)砌體墻經計算,其綜合抗震承載力與現有校舍所需要的抗震承載力相差10%~70%時,且墻體砌筑砂漿的實際強度等級<m2.5的砌體結構,可采用鋼筋網砂漿面層法加固;由于單面鋼筋網砂漿面層對砌體強度的提高有限,且加固效果較差,對于抗震設防類別為乙類的---校舍,建議采用雙面鋼筋網砂漿面層法加固。
3)實際圈梁和構造柱布置不符合《建筑抗震鑒定標準》要求或需要加強內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,單面板墻及單面鋼筋網砂漿面層內的配筋加強帶不能代替圈梁和構造柱。
當校舍總高度及層數超過規定限值時,應采用改變結構體系的加固方案。圖集《房屋建筑抗震加固(一)(---校舍抗震加固)》(09sg619-1)介紹的改變結構體系法有兩種方式:
雙面普遍加鋼筋混凝土板墻形成組合墻的方法及增設一定數量的鋼筋混凝土單面或雙面板墻的方法。此時水平及豎向配筋加強帶均應設置,且配筋宜按剪力墻結構配筋,墻端、縱橫墻連接處及門窗洞口邊宜設置邊緣構件。
對于獨立磚柱,當其截面尺寸較小時,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,其所承擔的力相對較小,在進行剪力分配時可忽略不計,只按組合磚砌體受壓構件進行配筋的計算。
對于內框架及空斗墻結構的---校舍,深圳加固,由于其抗震性能較差,且即便經過加固其抗震性能的提高依然有限,建議拆除。
2.4加固設計及施工單位選擇的重要性
抗震加固受現有校舍的條件---,對設計及施工的要求均較高,因此提高設計施工---的整體素質就顯得尤為重要。在-中曾發現,新加固的建筑就沒有達到加固效果,主要原因是加固設計人員設計水平有限,沒有加固需加固的部位或沒有采用正確的加固方法。建議各省市應根據具體情況,選擇有一定設計水平及施工經驗的專門的單位進行加固設計及加固施工,避免由于設計及施工不當而造成加固效果不佳或達不到預期效果的情況出現,避免財力、物力的損失。
結語
學校建筑的抗震加固設計及施工的意義---重大,應引起設計及施工人員的高度重視,認真對待,并且應熟悉相關規范的規定,避免錯誤的設計及施工造成有---缺陷的結構,以提高學校建筑的抗震性。
梁上開洞該如何進行加固在---上經常會看到一些---,房子在空調或者其他設備安裝時,施工人員經常會在梁中進行開洞,導致業主內心非常恐慌。那么遇到這種情況該如何進行處理呢?
在發生這種情況以后,首先要確定是否打斷主鋼筋,如果在開洞過程中,沒有打斷主筋,只是打斷個別箍筋,并且開洞較小,這樣可以不進行加固處理。其實可以不進行加固處理并不是對結構一點影響都沒有,只是洞比較小,對結構影響相對較小。考慮到結構在設計時都會有一定的安全系數,加固公司,所以可以不進行加固處理。
如果確定打斷的只是部分主筋,這樣的話可以采用粘貼碳纖維布或者粘貼鋼板的加固工藝進行加固。具體粘貼碳布、鋼板的規格參數需要找的設計院進行設計計算。但需要注意的是,遇到這種情況越早加固對結構受力越有利。
如果在開洞時將所有鋼筋全部打斷,這種情況就比較危險了,由于下部鋼筋主要起到抗彎作用,主筋全部打斷,那這根梁就有了很大---。由于粘貼鋼板和碳纖維布不適用于素混凝土和縱向受力鋼筋一側配筋率小于0.2%的構件加固,所以主筋全部打斷這種情況下也不適用于粘貼碳纖維布和粘貼鋼板加固。在這種情況下增大截面加固是比較合適的,具體的配筋受力計算要找的設計單位進行計算。
在任何情況下都不要私自去破壞結構,如果想要對結構進行改造,需要走正規的程序,找的設計院、正規的施工單位、注重品質的材料廠家這樣才能---結構的安全。
碳纖維加固與粘鋼加固能否互換粘貼碳纖維加固和粘鋼加固的形式和加固機理均較類似,本質上相當于增加構件配筋,在抗剪、抗彎加固中一般可以互相替換。如果碳纖維布抗拉強度設計值取為2000mpa,鋼材q235抗拉強度設計值取為200mpa,可按照0.1mm厚碳纖維布相當于1mm厚鋼板的原則代換。
但應注意以下幾點:
a、碳纖維和鋼材彈性模量基本一致,但碳纖維的抗拉強度是鋼材的10倍左右,所以要充分發揮加固材料的強度,粘貼碳纖維需要加固構件產生的形變。也就是說,在小變形情況下,粘貼碳纖維加固應力滯后---,所以當構件承載力相差較多時,應優先選用粘鋼加固;
b、碳纖維和鋼材彈性模量基本一致,達到同樣的力值,鋼材截面要大的多,所以粘鋼加固提高構件剛度的幅度要超過碳纖維加固。也就是說,若補充同樣的抗彎能力,構件粘鋼加固的撓度、裂縫寬度小于粘碳纖維加固的;
c、鋼板上可以焊接錨筋,也可鉆孔設植筋錨固,所以粘鋼加固的錨固方式較粘碳纖維靈活;
d、碳纖維輕、薄,不需要大型施工機械,運輸儲存、施工簡便,同樣工程量,粘貼碳纖維施工工期約是粘鋼的40%。
e、碳纖維和鋼材相比,屬惰性材料,不銹蝕,也不易被有害介質腐蝕,在---環境下耐久性好。
f、碳纖維具有柔韌性,能夠包裹復雜外形的構件,并非很光滑的結構建筑的鋼筋表面基本有效粘貼率也可以達到, 粘貼鋼板是很難達到有效的粘貼面,相應的驗收標準僅僅是達到70%。