关于乌鲁木齐市第70中学主教学楼抗震加固的一些观点-论文网__58
所属栏目：建筑设计论文发表 发布时间：2011-02-25浏览量:106
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关于乌鲁木齐市第70中学主教学楼抗震加固的一些观点
肖楠
(新疆四方建筑设计院有限公司)
摘要：本文通过对乌鲁木齐市第70中学主教学楼抗震加固的工程实例，提出自己在选择该加固方案过程中的一些观点。
关键词：抗震加固、构造措施
一、引言
我国是地震多发区，尤其是最近几年，地震活动频繁，我国政府出于对未成年人的保护，要求对中小学校校、舍进行抗震加固。本人有幸也参加了乌鲁木齐市第70中学主教学楼的抗震加固工作，下面我谈一下自己在该教学楼加固过程中遇到的一些问题，提出自己的看法，供大家讨论。
二、70中学主教学楼抗震加固
1、工程概况
乌鲁木齐第70中学主教学楼位于乌鲁木齐市北京南路原铁三中院内，建于1986年，结构形式为地上五层，局部六层框架结构，建筑面积4978㎡，层高3.6m,预制板楼屋盖体系，原设防烈度为7度，丙类设防。经现场检查，原结构梁、板、柱均基本良好，无破损；填充墙无明显开裂或与框架脱开；主体结构构件无明显变形、倾斜活歪扭；基础无明显下沉、变形情况，地基主要受力层范围内不存在软弱土、饱和砂土和饱和粉土或严重不均匀的土层，依据原施工图蓝图，初步按8度设防、乙类建筑建模分析之后，发现原建筑结构存在以下问题：1）、除个别角柱外，框架柱箍筋的最小直径不满足8mm的要求，大都为6mm。2）、一层柱断面偏小，轴压比不满足规范要求。3）、楼梯间位置处因开窗形成的短柱，沿柱全高，箍筋未全高加密。4）、一、二层部分梁柱纵向钢筋不足。5）、底层设计层高5.7米，位移计算不满足规范1/550的要求。6）雨棚悬挑梁上部附近严重不足，
2、方案选择
最初方案确定时间大概为2009年8月，此时《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009刚刚开始实施，该规范1.0.4条规定：“在80年代建造的现有建筑，后续使用年限宜采用40年或更长，且不得小于30年”。考虑到该建筑依据的是78系列规范，决定采用采用加固后续使用年限为30年，即为A类建筑，采用A类建筑抗震鉴定方法。考虑到规范关于A类建筑并无明确提出要进行抗震变形演算，只需进行平面结构综合抗震能力指数进行第二级鉴定或按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50010的方法进行抗震计算分析，按《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009第3.0.5条的规定进行抗震承载力验算。依据A类建筑的鉴定加固要求，初步方案如下：1）对底层柱加大截面，并进行基础围套处理,围套高度1m,使得减一层柱计算高度由5.7m降至5m。2）对所有的柱（包括梯柱）进行碳纤维围束加固。3）考虑到梁加固施工可操作性太差，将计算时的负弯矩调整系数改为0.7，结果除悬挑梁外其余所有梁均未进行加固。
方案确定后，新疆维吾尔自治区城乡重要建（构）筑物抗震防灾工程领导小组办公室文件“新抗震办【2010】6号文的出台，该文件中提出：“建造于1980年1月1日至2002年12月31日的房屋应按40年（B类）确定”，乌鲁木齐第70中学主教学楼的抗震加固原30年后续使用年限已经不能满足要求，而应归为B类建筑，加固使用年限应取40年，根据B类建筑的加固设计要求，须对整栋楼的框架梁柱采用传统加固措施。甲方也对上述方案不满意，认为上述方案破坏了刚刚做好的外墙保温，工程加固破坏面太大。
为了不破坏外墙保温本人重新对加固方案进行了拟调整：1）只对边柱进行半边加固，只加固内侧，新增柱与原柱由植筋方式进行连接。2）中柱进行箍筋体积配箍率演算，不足的建议可不进行碳纤维围束加固，节约工程造价。
拟选用方案的疑问：仅对边柱进行半边加固，这样花钱少了，外墙保温留住了，但实际上边柱在地震作用下比中柱更容易受到破坏，这样做不能达到有效的抗震加固的目的，而且依据抗震办6号文的精神，该建筑提高为B类建筑抗震鉴定方法后，依据《#p#副标题#e#建筑抗震鉴定标准》第6.2.4条中对箍筋最小直径的要求，（按乙类设防、8度、Ⅱ类场地），箍筋的最小直径应为10mm，与实际梁柱箍筋配置相差2级，体积配箍率几乎均不够，仍需要进行全楼梁柱箍筋加固。
为了更经济有效的对该教学楼进行加固处理，市建委组织了专家上会。
经过上会讨论后认为该建筑应采用消能减震和传统加固相结合的方式进行加固，在房屋的主要部位安装阻尼器，将地震作用下的结构的侧移变形减小为原来的一半，将地震作用的楼层剪力减小为原来的一半，将原建筑按降低一度来考虑，及原来的框架抗震等级可降低一级，箍筋最小直径可重新降低为8mm。采用消能减震和传统加固相结合的方式进行加固是个好办法，但有一个现实的问题仍没有解决，
1）、箍筋最小直径仍不满足，降低一度后箍筋最小直径为8mm，并非6mm。
2）、依据《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第12.1.4条第3条条文说明内容：由于消能减震装置不改变结构的基本形式，除消能部件和相关部件外的结构设计仍可按本规范各章对相应结构类型的要求执行，这样消能建筑房屋的抗震构造，与普通房屋不降低。
3)、消能减震装置也为布置的外侧框架柱抗震效果好，这样外墙保温是肯定也要破坏的。而且本建筑结构未加固前存在的主要问题难点就是所有梁柱的箍筋直径不满足规范要求，既然阻尼器不能有效地将构造措施降低，也就没有必要采用。因为位移不够可以用加大底层柱截面的方式解决。
如严格按规范在不破坏保温的情况下可采用如下加固方案：
1）考虑到原梁柱箍筋
Φ6@250，与规范规定的构造相差太大，必须对所有按规范要求进行箍筋加固处理；
2）考虑到不破外外墙保温，可采取半U字型方式对边柱进行加固处理；边梁均采用在平行原边梁位置处新增框架梁，两端部支撑在框架柱新增部分上，其余所有梁均采用包钢的形式进行箍筋加固。考虑到原结构横向梁均为花篮梁，需将梁底斜角部分凿除。但该方案过于保守，对原结构破坏太大，施工科操作性差，加固周期长。
三、结论及建议
当原结构的构造与规范规定相差一级时、采用消能减震后，可以认为原结构的构造已经满足规范要求，此时情采用阻尼器可以减少传统加固的对象，节约成本，降低施工难度，反之采用78规范建造的房屋，构造措施很差，与箍筋构造与现行规范规定相差二级时，而又严格按自治区规定依照B类建筑加固时，采用消能减震意义不是很大。如有条件可按《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）第1.0.4条的要求，将该工程的后续施工年限降至30年（A类建筑），同时采取消能减振（震）措施降低地震作用，梁柱的箍筋直径按降低一度来考虑即可满足要求，不须再针对箍筋构造措施进行加固，这样可大大缩短加固周期，避免大面积传统加固方法对框架梁，楼面板的损坏。
参考文献:
[1]GB50011-2001建筑抗震设计规范
[2]JGJ116-2009建筑抗震加固技术规程
[3]GB50023-2009建筑抗震鉴定
