内框架和底层框架砖房的抗震鉴定与加固.ppt

内框架和底层框架砖房的抗震鉴定与加固 中国建筑科学研究院尹保江 13501366530010 64517454bjyin 内框架与底层框架砖房的震害特征A类内框架与底层框架砖房的抗震鉴定B类内框架与底层框架砖房的抗震鉴定内框架和底层框架砖房的抗震加固方法鉴定加固实例关于楼梯破坏原因与加固方法的探讨 主要内容 一 内框架与底层框架砖房的震害特征内框架砖房指内部为框架承重 外部为砖墙承重的房屋 包括内部为单排柱到顶 多排柱到顶的多层内框架房屋以及仅底层为内框架而上部各层为砖墙的底层内框架房屋 底层框架砖房指底层为框架承重而上部各层为砖墙承重的多层房屋 内框架和底层框架房屋均是砖房和框架组成的混合承重结构 从抗震概念设计原则可以看出 这两种由上下或内外不同材料组成的复合结构 对于抗震性能都是不利的 事实证明 在历次地震中这两类结构的震害都是比较重的 而且这两类结构的震害特征也不一样 注意 这两类结构不适用于乙类建筑 一 内框架砖房震害特征内框架砖房的抗侧力构件主要是砖墙 砖墙破裂后 刚度降低 变形增长 部分地震剪力开始转移到钢筋混凝土框架 砖墙破坏以后 房屋侧向变形加大 大部分地震剪力将由框架承担 当超过框架的承载力时 框架将会破坏 这类混合结构 在地震时被各个击破 内框架砖房的破坏特征如下 1 单排柱内框架砖房的破坏比双排柱和多排柱要重 外墙破坏后 单排柱框架是不稳定体 不能单独承受水平和竖向荷载 现行设计规范不允许采用这类结构 2 两排柱的内框架砖房 当两排柱间距离较小 边跨柱距大时 震害严重 对于两排柱或多排柱砖房 中间为框架结构 边跨由框架柱和外纵墙承重 外纵墙倒塌后丧失对楼盖的承重能力 当边跨梁跨度较短 可作为短悬臂梁而保存不折断 而大边跨的房屋 常因长悬臂而承载力不足使边跨梁折板落 加重震害 3 平面不规则的内框架砖房震害加重 4 横墙间距越大 横墙与山墙以及毗连的纵墙震害加重 5 开 敞 口的内框架砖房震害加重 6 下面各层设置内柱 顶层为无内柱的空旷房屋震害加重 7 底层内框架砖房多数是底层倒塌 底层内框架上刚下柔 对于底层是 内柔外刚 不利于抗震 现行设计规范不允许采用这类结构 8 顶层砖墙 1 外纵墙是顶层破坏最严重的部位 空旷的内框架砖房横墙间距大 楼盖的外甩力使得外纵墙在大梁底面或窗间墙上下端产生水平裂缝 砖砌体局部压碎 崩落 甚至倾斜 倒塌呈现了出平面的弯曲破坏 中段最为严重 纵向窗间墙出现交叉裂缝 2 端横墙也是顶层震害较重的部位 端横墙的窗间墙在横向地震作用下 抗剪承载力不足 出现交叉裂缝 而在纵向地震作用下出现水平裂缝 当端屋盖与山墙连接不牢时 进而向外倾斜 重则连同端开间屋盖向外倒塌 9 底层横墙破坏严重作为横向主要抗剪构件 常出现交叉或单向斜裂缝 严重时 横墙破碎坍塌 丧失承载能力 导致整个房屋倒塌 特别是由于空间需要 底层减少横墙 其震害更为严重 10 纵墙破坏情况纵墙出现平面外弯曲 倾斜 倒塌和沿墙面的交叉或单向斜裂缝 11 内框架柱破坏比墙体轻内框架柱在墙体破坏后 承受水平地震产生的剪力和弯矩 总体说来内框架柱的震害要比周边的砖墙轻 12 在墙体内设置钢筋混凝土构造柱的内框架砖房震害显著减轻 汶川县璇口镇某内框架结构底层墙体严重破坏内框架柱基本完好 都江堰市某内框架结构破坏情况外墙严重破坏内框架柱轻微破坏由于砖墙设置构造柱 外墙虽严重破坏 但没有完全倒塌 二 底层框架砖房震害特征底层框架砖房上部抗侧移刚度大 底层抗侧移刚度相对减少 抗震性能差 地震作用下 房屋的侧移将集中发生在相对柔弱的底层 过量的侧移引起底层的严重破坏 表现为 上轻下重 如果底层过度加强 则导致薄弱层转移至二层 引起砖墙的破坏 底层内框架砖房的结构特征是头重脚轻 上刚下柔 而底层外刚内柔 地震时 上部各层与底层振动不协调 加重了震害 同时当底层采用内框架砖房时 砌体外纵墙由于过量侧移引起的平面外弯曲破坏或纵向剪切破坏而发生崩塌 破坏更为严重 1 底层框架砖房的震害多数发生在底层 1 底层的砖墙震害最为严重 1 端横墙和内横墙出现斜裂缝或交叉斜裂缝 直至倒塌 2 外纵墙在窗口上 下出现水平裂缝 或窗间墙上出现交叉斜裂缝 或兼而有之 3 外墙转角处出现交叉斜裂缝 严重时墙角塌落 2 框架柱钢筋混凝土柱在顶端 底端产生水平裂缝或局部压碎崩落 在高烈度区出现弯折 底层倒塌 上部几层砖房原地或少有错位整体坐落 底层框架结构完全倒塌 底层柱端严重破坏 倾斜 底层墙体严重破坏 框架轻微破坏 框架结构底层空旷 形成事实上的底框底层侧移较大 五层框架结构底层为商铺 较空旷上部各层为住宅 隔墙较多形成事实上的底框底部两层完全倒塌 2 底层框架砖房过渡层的震害多数情况下 上部各层的震害较轻 如果底层过度加强 刚度较大 承载力较高 则导致薄弱层转移至二层 引起上部砖墙的破坏 二层外纵墙破坏严重 上部墙体破坏 过渡层墙体破坏严重底层破坏较轻 底层和过渡层墙体均破坏 但过渡层更严重 3 平面布置不规则结构的震害加重底层墙体布置不均匀 或者临街一边是底框 另一边是砖混组成的混杂底框结构 导致结构震害加重 底层墙体偏于一侧 严重破坏 底层临街一边无墙体 形成事实上的底框结构 内墙开裂柱端严重破坏 底层整体侧移 平面布置不规则 L形 底层柱严重破坏 由于底层设置了钢支撑 增加了底层刚度 底层填充墙虽严重破坏 但主体结构基本完好 4 底层内框架砖房的破坏程度比底层框架砖房要重底层内框架砖房的特点是房屋既柔又脆 变形大 延性差 现行 抗震规范 不允许地震区采用底层内框架多层砖房 5 不合理的改造加重震害填充墙不能随意拆除 包括框架结构 都江堰市建设局对面某底框 一端拆除底层砖墙 导致该段在地震时上部砖房整体倾倒 二 A类内框架与底框砖房的抗震鉴定 建筑抗震鉴定标准 第1 0 5条定义 后续使用年限为30年的建筑为A类建筑 1 内框架和底层框架砖房的砌体部分和框架部分 应分别符合本标准第5章 第6章A类建筑的有关规定 2 在此基础上 根据震害经验 从结构体系合理性 材料强度 梁柱墙体等构件自身的构造和连接的整体性 易损易倒的非结构构件的局部连接构造和构件承载力等方面加以综合评定 对于明显影响抗震安全性的问题 如房屋总高度和底部框架房屋的上下刚度比等不符合规定时 应提出加固或减灾处理措施 因此 现有内框架和底层框架砖房抗震鉴定时 对房屋的高度和层数 横墙的厚度和间距 墙体的砂浆强度等级和砌筑质量 底层框架和底层内框架砖房的底层楼盖类型及底层与第二层的侧移刚度比 结构平面质量和刚度分布及墙体 包括填充墙 等抗侧力构件布置的均匀对称性 多层内框架砖房的屋盖类型和纵向窗间墙宽度 应重点检查 7 9度时 尚应检查框架的配筋和圈梁及其他连接构造 对A类内框架和底层框架砖房 应进行综合抗震能力的两级评定 符合第一级鉴定的各项规定时 应评为满足抗震鉴定要求 不符合第一级鉴定要求时 应在第二级鉴定采用屈服强度系数和综合抗震能力指数的方法 计入构造影响做出判断 一 第一级鉴定1 房屋的最大高度和层数现有房屋的最大高度和层数宜符合表6 2 1的规定 超过时应提高对综合抗震能力的要求或提出采取改变结构体系等减灾措施 A类房屋适用的房屋最大总高度及层数较B类房屋略有放宽 180mm墙承重时只能用于底层框架房屋的上部各层 由于这种墙体稳定性较差 故适用的高度一般降低6m 层数降低二层 当现有房屋比表6 1的规定多一层或3m时 即使符合第一级鉴定的各项规定 也要在第二级鉴定中采用规范方法进行验算 对于早年建造的 新建工程已经不能采用的底层内框架砖房 应通过鉴定予以更新 暂时仍需使用的 应加固成为底部框架 抗震墙上部砖砌体房屋 表6 2 1A类内框架和底层框架砖房最大高度 m 和层数限值 2 结构体系现有房屋的结构体系应按下列规定检查 1 抗震横墙的最大间距抗震墙横墙最大间距查表 基本上与设计规范相同 在装配式钢筋混凝土楼 屋盖时其要求略有放宽 但不能用于木楼盖的情况 表6 2 2A类内框架和底层框架砖房抗震横墙的最大间距 m 2 底层和第二层侧移刚度比结构体系鉴定时 针对内框架和底层框架砖房的结构特点 要检查底层框架 底层内框架砖房的二层与底层侧移刚度比 以减少地震时的变形集中 并防止薄弱层的转移 底层框架 底层内框架砖房的底层和第二层 在纵横两个方向均应有砖或钢筋混凝土抗震墙 每个方向第二层与底层侧移刚度的比值 7度时不应大于3 0 8 9度时不应大于2 0 且均不应小于1 0 3 底层结构布置底层框架不应为单跨 当底层的墙体在平面布置要均匀对称 不对称时应考虑扭转的不利影响 4 轴压比限值在重力荷载下的轴压比 7 8 9度分别不宜大于0 9 0 8 0 7 5 过渡层墙体第二层的墙体宜与底层的框架梁对齐 避免次梁托墙情况 其实测砂浆强度等级应高于第三层 6 内框架砖房的纵向窗间墙的宽度检查多层内框架砖房的纵向窗间墙宽度 以减轻地震破坏 6 7 8 9度时 分别不宜小于0 8m 1 0m 1 2m 1 5m 8 9时厚度为240mm的抗震墙应有墙垛 3 材料实测强度砖实际达到的强度等级不应低于MU7 5 砌筑砂浆实际达到的强度等级 6 7度时不应低于M2 5 8 9度时不应低于M5 框架梁 柱实际达到的强度等级不应低于C20 4 整体性连接构造1 楼盖的整体性底层框架和底层内框架砖房的底层楼盖 8 9度时应为现浇或装配整体式 6 7度时可为装配式 但应有圈梁 2 圈梁的布置多层内框架砖房的圈梁 应符合本标准5 2 4条第3款的规定 采用装配式混凝土楼 屋盖时 尚应符合下列要求 顶层应有圈梁 6度时和7度不超过三层时 隔层应有圈梁 7度超过三层和8 9度时 各层均应有圈梁 3 构造柱的布置多层内框架砖房在外墙四角和楼 电梯间四角及大房间内外墙交接处 7 8度时超过三层和9度时 应有构造柱或沿墙高每10皮砖应有2 6拉结钢筋 4 大梁的支承长度内框架砖房大梁在外墙上的支承长度不应小于240mm 且应与垫块或圈梁相连 5 局部易损易倒部位的要求房屋中易引起局部倒塌的构件 部件及其连接的构造 可按照 建筑抗震鉴定标准 第5 2节的有关规定鉴定 底层框架 底层内框架砖房的上部各层的第一级鉴定 应符合本标准5 2节的有关要求 框架梁 柱的第一级鉴定 应符合本标准第6 2节的有关要求 6 第一级鉴定时 不必进行抗震验算的条件结构体系满足要求且整体性连接及易引起倒塌部位都良好的房屋 可类似多层砖房 考虑框架承担了的地震作用 本条规定的限值与多层砖房有所不同 按横墙间距 房屋宽度及砌筑砂浆强度等级来判断是否满足抗震要求而不进行抗震验算 这主要是根据震害经验及统计分析提出的 以减少鉴定计算的工作量 抗震横墙间距和房屋宽度不超过下列限值时 可不进行抗震验算 1 底层框架 底层内框架砖房的上部各层 抗震横墙间距和房屋宽度的限值应按本标准第5 2 9条的有关规定采用 底层框架砖房的底层 横墙厚度为370mm时的抗震横墙间距和纵墙厚度为240mm时的房屋宽度 其限值宜按表6 2 6采用 其他厚度的墙体 表内数值可按墙厚的比例相应换算 设计基本地震加速度为0 15g和0 30g时 应按表中数值采用内插法确定 底层内框架房屋的底层 横墙间距和房屋宽度的限值 可按底层框架砖房的0 85倍采用 9度时不适用 4 多排柱到顶的内框架砖房的横墙间距和房屋宽度限值 顶层可按本标准第5 2 9条规定限值的0 9倍采用 底层可分别按本标准第5 2 9条规定限值的1 4倍和1 15倍采用 其他各层限值的调整可用内插法确定 5 单排柱到顶砖房的横墙间距和房屋宽度限值 可按多排柱到顶砖房相应限值的0 85倍采用 表6 2 6底层框架砖房第一级鉴定的底层横墙间距和房屋宽度限值 m 注 L指370mm厚横墙的间距限值 B指240mm厚纵墙的房屋宽度限值 7 不需进行第二级鉴定而评为不符合鉴定要求的情况1 横墙间距超过表6 2 6的规定 2 构件支承长度少于规定值的75 3 底层框架 底层内框架砖房第二层与底层侧移刚度比不符合规定 4 8 9度时混凝土强度等级低于C13 5 仅有非结构构件的构造不符合有关要求 可只对非结构构件局部处理 二 第二级鉴定1 鉴定方法内框架和底层框架砖房的第二级鉴定 直接借用多层砖房和框架结构的方法 使本标准的鉴定方法比较协调 1 一般情况下 可采用综合抗震能力指数的方法 使抗震承载力验算可有所简化 还可考虑构造对抗震承载力的影响 2 房屋层数超过本标准规定时 应采用现行国家标准 建筑抗震设计规范 GB50011的方法进行抗震承载力验算 并可计入构造影响因素 进行综合评定 2 底层框架 底层内框架砖房采用综合抗震能力指数方法进行第二级鉴定时 应符合下列要求 1 上部各层应按本标准第5 2节的规定进行 2 底层的砖抗震墙部分 可根据房屋的总层数按照本标准第5 2节的规定进行 其抗震墙基准面积率 应按本标准附录B 0 2采用 烈度影响系数 6 7 8 9度时 可分别按0 7 1 0 1 7 3 0采用 设计基本地震加速度为0 15g和0 30g 分别按1 35和2 35采用 3 底层的框架部分 可按本标准第6 2节的规定进行 其中 框架承担的地震剪力可按现行国家标准 建筑抗震设计规范 GB50011有关规定采用 按有效侧向刚度比例分配 3 多层内框架砖房采用综合抗震能力指数方法进行第二级鉴定时 应符合下列要求 1 砖墙部分可按照本标准5 2节的规定进行 其中 纵向窗间墙不符合第一级鉴定时 其影响系数应该按体系影响系数处理 抗震墙基准面积率 应按本标准附录B 0 3采用 烈度影响系数 6 7 8 9度时 可分别按0 7 1 0 1 7 3 0采用 设计基本地震加速度为0 15g和0 30g 分别按1 35和2 35采用 2 框架部分可按照本标准第6 2节的规定进行 其外墙砖柱 墙垛 的现有受剪承载力 可根据对应于重力荷载代表值的砖柱轴向压力 砖柱偏心距限值 砖柱 包括钢筋 的截面面积和材料强度标准值等计算确定 多层内框架砖房的体系影响系数和局部影响系数 除参照多层砖房和钢筋混凝土框架的有关规定确定外 其纵向窗间墙的影响系数由局部影响系数改按整体影响系数对待 多层内框架砖房的烈度影响系数 取值与底层框架 底层内框架砖房相同 考虑框架承担一部分地震作用 基准面积率取值不同于多层砖房及底层框架 底层内框架砖房 内框架楼层屈服强度系数的具体计算方法 见本标准附录C的说明 三 B类内框架与底框砖房的抗震鉴定B类内框架和底层框架砖房的砌体部分和框架部分 应分别符合本标准第5章 第6章B类建筑的有关规定 不同点 不允许使用底层内框架结构 类似于A类建筑 从结构体系合理性 材料强度 梁柱墙体等构件自身的构造和连接的整体性 易损易倒的非结构构件的局部连接构造等方面和构件承载力加以综合评定 对于明显影响抗震安全性的问题 如房屋总高度和底部框架房屋的上下刚度比等不符合规定时 应提出加固或减灾处理措施 现有B类内框架和底层框架砖房抗震鉴定时 特别强调对房屋的高度和层数 横墙的厚度和间距 墙体的砂浆强度等级和砌筑质量 底层框架和底层内框架砖房的底层楼盖类型及底层与第二层的侧移刚度比 结构平面质量和刚度分布及墙体 包括填充墙 等抗侧力构件布置的均匀对称性 多层内框架砖房的屋盖类型和纵向窗间墙宽度等重点检查 7 9度时 尚应检查框架的配筋和圈梁及其他连接构造 对B类内框架和底层框架砖房 应根据所属的抗震等级和构造柱设置等进行结构布置和构造检查 并通过内力调整进行抗震承载力验算 尚应允许按照A类房屋考虑构造影响 对综合抗震能力进行评定 一 抗震措施鉴定1 总高度和层数内框架和底层框架房屋的高度 需要严格控制 其总高度和层数不宜超过表6 3 1的规定 表6 3 1B类内框架和底层框架砖房最大高度 m 和层数限值 2 结构体系现有房屋的结构体系应符合下列规定 1 抗震横墙的最大间距表6 3 2B类内框架和底层框架砖房抗震横墙的最大间距 m 2 侧移刚度比底层框架砖房每个方向的第二层与底层侧移刚度的比值 7度时不应大于3 0 8 9度时不应大于2 0 且不应小于1 0 3 底层结构布置底层在纵横两个方向均应有一定数量的抗震墙 抗震墙宜为钢筋混凝土墙 6 7度时可为嵌砌于框架间的砌体墙 当底层的墙体在平面布置不对称时 应考虑扭转的不利影响 底层框架不应为单跨 4 轴压比限值框架柱的轴压比 7 8 9度分别不宜大于0 9 0 8 0 7 5 多渡层的墙体第二层的墙体宜与底层的框架梁对齐 在底层框架柱对应部位应有构造柱 其实测砂浆强度等级应高于第三层 6 纵向窗间墙宽度多层内框架砖房的纵向窗间墙宽度不应小于1 5m 7 外墙上梁的搁置长度外墙上梁的搁置长度 不应小于300mm 梁应与圈梁连接 3 材料实测强度砖实际达到的强度等级不应低于MU7 5 砌筑砂浆实际达到的强度等级 6 7度时不应低于M2 5 8 9度时不应低于M5 框架梁 柱实际达到的强度等级不应低于C20 9度时不应低于C30 4 整体性连接构造房屋的整体性连接构造应符合下列规定 1 楼屋盖的整体性底层框架砖房的底层楼盖和多层内框架砖房的屋盖 应有现浇或装配整体式钢筋混凝土板 采用装配式钢筋混凝土楼 屋盖的楼层 均应有现浇钢筋混凝土圈梁 2 构造柱的设置底层框架砖房的上部 应根据房屋的高度和层数按多层砖房的要求检查钢筋混凝土构造柱设置 多层内框架砖房的下列部位应有钢筋混凝土构造柱 外墙四角和楼 电梯间四角 6度不低于五层时 7度不低于四层时 8度不低于三层时和9度时 抗震墙两端以及内框架梁在外墙的支承处 无组合柱时 二 抗震承载力验算1 底层框架砖房和多层内框架砖房的抗震验算方法底层框架砖房和多层内框架砖房的抗震验算 可采用底部剪力法 应按现行国家标准 建筑抗震设计规范 GB50011的规定调整地震作用效应 并按本标准3 0 5条规定进行截面抗震验算 当抗震构造不满足要求时 可参照本标准第6 2节的方法对构造的影响进行综合评价 其中 当构造柱的设置不满足本节的相关规定时 体系影响系数尚应根据不满足程度乘以0 8 0 95的系数 2 多层内框架砖房各柱的地震剪力的验算方法式中 Vc 各柱的地震剪力设计值 V 楼层地震剪力设计值 c 柱类型系数 钢筋混凝土内柱可采用0 012 外墙组合砖柱可采用0 0075 无筋砖柱 墙 可采用0 005 nb 抗震横墙间的开间数 ns 内框架的跨数 抗震横墙间距与房屋总宽度的比值当小于0 75时 采用0 75 1 2 分别为计算系数 可按表6 3 6采用 表6 3 6计算系数 3外墙砖柱的抗震验算内框架房屋的抗侧力构件有砖墙及钢筋混凝土柱与砖柱组合的混合框架两类构件 外墙砖壁柱的抗震验算 参照现行国家标准 建筑抗震设计规范 GB50011第9 3节 单层砖柱厂房 作法 1 无筋砖柱地震组合轴向力设计值的偏心距 不宜超过0 9倍截面形心到轴向力所在截面边缘的距离 承载力调整系数可采用0 9 2 组合砖柱的配筋应按计算确定 承载力调整系数可采用0 85 4 钢筋混凝土结构抗震等级的划分底层框架砖房的框架和内框架均可按本标准第6章的框架结构采用 抗震墙可按三级采用 鉴于这类房屋的抗震能力较差 本次修订 明确这类房屋仅适用于丙类设防 标准设防类 的情况 四 内框架与底层框架砖房抗震加固技术 一 加固设计的一般原则内框架和底层框架房屋加固设计的基本要求与多层砌体房屋 多层钢筋混凝土房屋相同 针对内框架和底层框架砖房的结构特点 加固设计时需要注意以下几点问题 1 加固的总体决策 除采取提高承载力或增强整体性的加固方案外 尚应采取措施调整二层与底层的侧移刚度比 使之符合现行国家标准 建筑抗震设计规范 GB50011的相应规定 避免形成柔底层或薄弱层转移至二层 A类内框架和底层框架房屋的加固设计 通常采用综合抗震能力指数方法 应确保不出现新的抗震薄弱层和薄弱部位 2 加固措施还应避免造成短柱或强梁弱柱等不利于抗震受力的状态 是加固规程第3章抗震概念加固设计的具体体现 3 抗震验算所采用的计算模型和参数 应按加固后的实际情况取值 例如 墙体采用钢筋混凝土板墙加固 承载力增强系数 楼盖支承长度的体系影响系数等均可按本规程第5章对砌体墙加固的相关规定取值 增设横墙后 原横墙间距的影响系数相应改变 壁柱加固后 外纵墙局部尺寸 大梁与墙体连接的有关影响系数也可能相应变化 4 现有内框架 底层框架与砖墙混合承重的多层房屋加固 其适用的最大高度和层数应符合现行国家标准 建筑抗震鉴定标准 GB50023第7章的有关规定 防止认为通过抗震加固就可以随便超越最大高度 随便增加层数的作法 5 当加固后按本规程第3 0 4条的规定采用现行国家标准 建筑抗震设计规范 GB50011规定的方法进行抗震承载力验算时 应计入构造的影响 加固后构件的抗震承载力应按本章确定 内框架和底层框架砖房加固后的抗震验算方法 当采用现行国家标准 建筑抗震设计规范 GB50011规定的方法时 其中结构的地震作用 构件的抗震承载力和构造影响系数 要根据加固后的实际情况 按本章的有关规定确定 6 现有的底层框架砖房的层数和总高度超过规定限值的处理方法1 当现有的A B类底层框架砖房的层数和总高度超过现行国家标准 建筑抗震鉴定标准 GB50023规定的层数和高度限值 但未超过现行国家标准 建筑抗震设计规范 GB50011规定的层数和高度限值时 应提高其抗震承载力并采取增设外加构造柱等措施 达到现行国家标准 建筑抗震设计规范 GB50011对其承载力和构造柱的相关要求 2 当其层数超过现行国家标准 建筑抗震设计规范 GB50011规定的层数时 应改变结构体系或减少层数 7 底层框架 底层内框架砖房上部各层的加固 应符合 抗震加固规程 第5章的有关规定 其竖向构件的加固应延续到底层 底层加固时 应计入上部各层加固后对底层的影响 框架梁柱的加固 应符合 抗震加固规程 第6章的有关规定 具体来说 对底层框架和底层内框架砖房 其上部各层按多层砖房的有关规定进行加固的竖向构件需延续到底层 如混凝土板墙 构造柱等需通过底层落到基础上 面层需锚固在底层的框架梁上 不必延续到底层 底层的框架和内框架 也需考虑上部各层加固后重量 刚度变化造成的影响 二 加固设计方法的选择1 底层框架 底层内框架砖房的底层和多层内框架砖房的结构体系和抗震承载力不满足要求时的加固方法和原则内框架和底层框架砖房经常遇到的抗震问题 1 抗震横墙间距过大2 横墙或外纵墙承载力不足3 底层与过渡层刚度比不满足要求4 底层为单跨框架 抗震赘余度不足 1 抗震横墙间距符合要求而承载力不足时 采用钢筋网面层加固可提高承载力并改善结构延性 而且施工比较方便 当原墙体抗震承载力与设防要求相差太大时 可采用钢筋混凝土板墙加固 2 抗震横墙间距超过限值 或房屋横向抗震承载力不足 应优先增设抗震墙加固 因为这种加固方法的效果最好 增设的抗震墙可采用砖墙 当楼盖整体性较好且横向抗震承载力与设防要求相差较大时 也可增设钢筋混凝土抗震墙加固 3 钢筋混凝土柱配筋不满足要求时 可增设钢构套架 现浇钢筋混凝土套等方法加固柱的抗弯 抗剪和抗压能力 也可采用粘贴纤维布 钢绞线网 聚合物砂浆面层等方法提高柱的抗剪能力 也可增设抗震墙减少柱承担的地震作用 4 横向抗震验算时 承载力不足的外纵墙可用钢筋混凝土壁柱加固 壁柱可设在纵墙的内侧或外侧 也可内外侧同时增设 仅增设外壁柱时 要采取措施加强壁柱与楼盖梁的连接 也可增设抗震墙减少砖柱 墙垛 承担的地震作用 5 当底层框架砖房的框架柱轴压比不满足要求时 可增设钢筋混凝土套加固或按现行国家标准 建筑抗震设计规范 GB50011的相关规定增设约束箍筋提高体积配箍率 6 底层框架砖房的底层为单跨框架时 应增设框架柱形成双跨或结合使用功能增设钢筋混凝土抗震墙以增加底层刚度 同时减少框架柱承担的地震作用 当底层刚度较弱或有明显扭转效应时 可在底层增设钢筋混凝土抗震墙或翼墙加固 当过渡层刚度 承载力不满足鉴定要求时 可对过渡层的原有墙体采用钢筋网砂浆面层 钢绞线网 聚合物砂浆面层加固或采用钢筋混凝土墙替换底部为钢筋混凝土墙的部分砌体墙等方法加固 2 内框架和底层框架砖房整体性不满足要求时的加固方法1 底层框架 底层内框架砖房的底层楼盖为装配式混凝土楼板时 可增设钢筋混凝土现浇层加固 2 圈梁布置不符合鉴定要求时 应增设圈梁 外墙圈梁宜采用现浇钢筋混凝土 内墙圈梁可用钢拉杆或在进深梁端加锚杆代替 当墙体采用双面钢筋网砂浆面层或板墙进行加固且在上下两端增设配筋加强带时 可不另设圈梁 3 当构造柱设置不符合鉴定要求时 应增设外加柱 当墙体采用双面钢筋网砂浆面层或板墙进行加固且在对应位置增设相互可靠拉结的配筋加强带时 可不另设外加柱 4 外墙四角或内 外墙交接处的连接不符合鉴定要求时 可增设钢筋混凝土外加柱加固 5 楼 屋盖构件的支承长度不满足要求时 可增设托梁或采取增强楼 屋盖整体性的措施 3 底层内框架 单排柱内框架房屋的加固处理由于底层内框架 单排柱内框架房屋的结构形式极为不利于抗震 存在较大抗震安全隐患 因此针对现有的A类底层内框架 单排柱内框架房屋 应结合规划拆除重建 对于暂时需要继续使用的建筑 应在原壁柱处增设钢筋混凝土柱形成梁柱固接的结构体系或采取增设墙体等方式改变其结构体系 三 加固设计方法的具体规定1 增设混凝土壁柱的构造和计算要求壁柱加固主要适用于纵向抗震能力不足 或者横墙间距过大需考虑楼盖平面内变形导致砌体柱 墙垛 承载力不足的加固方法 使用时注意 1 壁柱与多层砖房的构造柱有所不同 其截面应严格控制 其构造应能使壁柱与砖柱 墙垛 形成组合构件 按组合构件进行验算 壁柱可单面或双面设置 与砖柱四周的钢筋混凝土套也有所不同 2 可采用外壁柱 内壁柱或内外侧同时设置 当需要保持外立面原貌时 应采用内壁柱 壁柱需与砖柱 墙垛 形成组合构件 按组合构件计算刚度并进行验算 3 抗震加固时 对多道抗震设防的要求稍低 故加固后砖柱 墙垛 承担的地震作用少于设计规范的要求 墙体有效侧移刚度的取值比规范大些 此外 根据试验结果 提出了横墙间距超过规定值时 加固后砖柱 墙垛 受力的计算方法 4 作为简化 砖柱 墙垛 用壁柱加固后按组合构件计算其抗震承载力 考虑增设的部分受力滞后 新增的混凝土和钢筋的强度需乘以0 85的折减系数 为使壁柱的加固有效 强调了以下几点 壁柱应从底层设起 沿砖柱 墙垛 全高贯通 壁柱应满足最小截面和最小纵筋 箍筋设置要求 壁柱应在楼屋盖处与原结构拉结 并应有基础 2 楼盖现浇层加固的构造要求增设钢筋混凝土现浇层加固楼盖 可使底层框架房屋满足抗震鉴定对楼盖整体性的要求 为确保现浇面层的加固有效 楼盖面层加固的细部构造 要确实加强原预制楼盖的整体性 强调了以下几点 现浇层的最小厚度不得过小 现浇层的最小分布钢筋应满足构造要求 3 增设面层 板墙 抗震墙 外加柱加固的要求内框架和底层框架砖房采用面层 板墙和抗震墙进行加固的材料 构造 抗震验算设计及施工 直接引用了加固规程第5章的有关规定 其中 参照抗震设计规范的规定 各方向的地震作用最好由该方向的抗震墙承担 4 框架柱的加固要求内框架和底层框架砖房的钢筋混凝土柱采用钢构套 现浇钢筋混凝土套 纤维布加固进行加固的材料 构造 抗震验算及施工 直接引用了本规程第6章的有关规定 5 关于后续使用年限的说明前述砌体结构 混凝土框架结构和底框 内框架结构加固使用年限为30年 40年 而某些加固材料的耐久性可能达不到这一年限 如结构胶耐久性为20年 涉及到植筋 粘贴碳纤维 粘钢等 所以加固设计时应注明定期检查维修 6 加固施工应由具有相应资质的单位完成 加固专项资质 不分级 7 加固设计应结合现场实际情况设计 不能纸上谈兵 设计图纸具有可操作性 可实施性 特别是节点细部构造的处理 尽可能详尽 施工过程中现场配合工作量较大 特别是对老旧建筑 8 施工监理的注意事项粘钢 防空鼓 防高温 粘贴后不得焊接 粘碳纤维 防空鼓 防火 防折断 打磨成圆角 植筋 清孔检查 灌胶密实 拉拔试验加固施工具体作法尚应满足 混凝土结构加固设计规范 的要求 五 鉴定加固实例实例一 某国家机关办公大楼 内框架 抗震鉴定某国家机关办公楼建于1959年 建筑面积为5919m2 变形缝将建筑分为I段和 段 I段为六层双排柱内框架结构 段为五层单排柱内框架结构 层高 一层为5 3m 二 四层为3 6m 五层为4 2m 六层为6 7m 室内外高差为0 45m I段总高为26 7m 段总高为19 8m 建筑正立面 一层平面图 标准层平面图 各层材料设计强度 砖均为100号 I段砂浆 一 二层为50号 三 四层为25号 五 六层为10号 段砂浆 一层外墙为100号 内墙为50号 二层外墙为100号 内墙为25号 三层外墙为50号 内墙为25号 四层外墙为50号 内墙为10号 五层外墙为25号 内墙为10号 部分隔墙为空心砖墙 用25号砂浆砌筑 并且与实心墙用钢筋拉接 地下室为现浇混凝土墙 地下室顶板厚300mm 混凝土设计强度为200号 底板厚120mm 混凝土设计强度为150号 楼 屋面板均为现浇混凝土板 各层内框架梁 板 柱混凝土设计强度均为150号 依据现行标准 对砌筑用砖 砂浆 混凝土强度进行了检测 混凝土实测强度推定值为16MPa 砌筑用砖实测强度推定值为MU10 I段砌筑砂浆回弹强度平均值一 二层为4 40MPa 三 四层为2 38MPa 五 六层为2 16MPa 段内墙砌筑砂浆回弹强度平均值一层为5 13MPa 二 三层为2 46MPa 四 五层为1 30MPa 段外墙砌筑砂浆回弹强度平均值一 二层为5 76MPa 三 四层为4 43MPa 五层为1 65MPa 1 抗震鉴定对该建筑 A类 的鉴定主要从房屋外观和内在质量 结构体系 房屋整体性连接 局部易损易倒部位的构造及砖墙和框架的抗震承载力等五个方面 在现场调查 检测的基础上 按8度抗震设防的鉴定要求对整栋房屋的综合抗震能力进行两级鉴定 1 1一级鉴定1 1 1砖墙部分内在和外观质量 顶层墙体有裂缝 经分析为温度变化所致 底层墙体碱蚀 其他未见有明显裂缝情况 结构体系 段总高度为26 7m 大于其长边尺寸22 25m 不符合要求 纵向窗间墙的最小宽度为1 0m 不符合要求 段 多排柱内框架砖房 最大高度为26 7m 大于15m 层数为六层 属于超高超层建筑 段抗震横墙最大间距为19 5m 大于15m 不符合要求 纵向窗间墙的最小宽度为0 825m 不符合要求 房屋楼层质心和计算刚心存在偏心和扭转现象 段 单排柱内框架砖房 最大高度为19 5m 大于12m 层数为五层 也属于超高超层建筑 墙体材料 实际砌筑用砖实测强度推定值为MU10 符合 建筑抗震鉴定标准 要求 实际砌筑砂浆实测强度推定值 段1 2层为M5 3 6层为M2 5 不符合一级鉴定要求 段内墙 1层为M5 2 3层为M2 5 4 5层为M1 段外墙 1 4层为M5 5层为M1 不符合一级鉴定要求 整体性连接构造 该建筑为现浇钢筋混凝土楼 屋盖 且1 3 5 6层设有圈梁 符合要求 楼屋盖大梁的最小支撑长度为250mm 符合要求 但是该建筑未设置构造柱 纵横墙交接处等部位也无拉接钢筋 不符合要求 局部易损易倒部位的构造 实际承重门窗间墙最小宽度 段为0 96m 段为0 825m 均小于8度抗震要求的最小尺寸1 0m 不符合要求 两段空心砖墙与两侧墙体或柱均有2 6 1000钢筋拉接 但墙顶与梁板无连接 女儿墙的砂浆强度为M1 小于M2 5 无锚固女儿墙突出屋面的高度为1 2m 大于0 5m 不符合要求 1 1 2框架部分外观和内在质量 梁柱及其节点的混凝土有少量微小裂缝和局部剥落 地下室顶板钢筋有较严重的露筋 锈蚀现象 主体结构构件无明显变形 倾斜或歪扭 结构体系 抗震横墙平均间距 五层 为13 1m 大于12m 不符合要求 材料强度 梁柱实际达到的混凝土强度等级为C16 低于C18 不符合要求 构件配筋 I段柱的纵向钢筋总配筋率 Z2四 六层为0 5 Z1的四 五层为0 37 小于0 6 不符合要求 两段柱的箍筋均不符合要求 梁的箍筋为 6 250 8 400 无加密区 不符合要求 整体性连接 两段隔墙与柱有2 6 1000钢筋拉接 小于2 6 600 伸入墙内的长度为500mm 小于700mm 不符合要求 墙内无连系梁与柱相连 空心砖墙顶部与梁无连接 不符合要求 地下室顶板钢筋有较严重的露筋 锈蚀现象 1 1 3第一级鉴定结论通过第一级鉴定 发现该建筑存在的主要问题是超高 超层 I段高宽比较大 段抗震横墙间距过大 砌筑砂浆强度偏低 未设置构造柱 纵横墙交接处也无拉接钢筋 整体性较差 承重的门窗间墙和外墙尽端至门窗洞边的距离较小 存在局部薄弱环节 空心砖隔墙较高 较长 但与梁板无连接 而且女儿墙高度较大 砌筑砂浆强度偏低 地震时均易倒塌 内框架梁柱混凝土强度偏低 部分柱的纵筋和全部梁柱的箍筋配置量偏低 抗震能力不足 隔墙与柱拉接钢筋配置量偏少 拉筋埋入墙内的长度较小 整体性连接较差 1 2第二级鉴定1 2 1砖墙部分根据墙体面积和实际砂浆强度等级并考虑构造影响 二级鉴定采用楼层综合抗震能力指数在纵横两个方向分段进行 计算结果表明砌筑砂浆强度偏低 楼层综合抗震能力指数小于1 砖墙抗剪能力不足 1 2 2框架部分根据 建筑抗震鉴定标准 第7 3 1条之规定 8度时 多排柱内框架房屋层数超过四层 或单排柱内框架房屋层数超过三层时 应按 建筑抗震鉴定标准 第3 0 5条的规定 采用现行国家规范 建筑抗震设计规范 的方法验算其抗震承载力 并可按照规定计入构造影响因素 进行综合评定 多层内框架砖房各柱的地震剪力设计值 按下式确定 根据上述方法 按照实测混凝土强度等级 计算了框架梁柱的配筋 并与实际配筋比较 计算结果表明内框架梁柱混凝土强度偏低 纵筋和箍筋配置量偏低 抗弯 抗剪能力不足 1 2 3二级鉴定结论主要抗震问题是 砌筑砂浆强度偏低 砖墙抗剪能力不足 内框架梁柱混凝土强度偏低 纵筋和箍筋配置量偏低 抗弯 抗剪能力不足 2 抗震加固方案针对该建筑存在的问题 本着加强结构的整体性 提高结构的综合抗震能力的原则 对结构进行加固 避免头痛医头 脚痛医脚 同时业主提出保持原有外立面的建筑效果不变 因此考虑对该建筑进行内部加固 段平面布置规则对称 这是有利于抗震的因素 但是 段超高 超层 高宽比也较大 砌筑砂浆强度偏低 墙体抗震能力不足 整体性较差 承重的门窗间墙宽度较小 存在局部薄弱环节 内框架梁柱混凝土强度偏低 部分柱的纵筋和全部梁柱的箍筋配置量偏低 抗震能力不足 针对这些问题 决定在I段的两端墙体采用喷射混凝土的方法进行加固 类似形成两个钢筋混凝土筒体 这样 既提高了结构的抗震强度 又加强了结构的整体性 同时由于刚度的增加 筒体吸收了绝大部分的地震力 减轻了对内框架梁柱的压力 使钢筋混凝土梁柱的抗震能力满足要求 同时 新砌部分墙体 将较大的门窗洞口改小 以满足局部尺寸的要求 段抗震横墙间距过大 且横墙布置明显偏于一边 刚度中心与质量中心不重合 在地震作用下容易由于扭转作用而引起结构破坏 砌筑砂浆强度偏低 墙体抗震能力不足 未设置构造柱 纵横墙交接处也无拉接钢筋 整体性较差 而且女儿墙高度较大 砌筑砂浆强度偏低 地震时均易倒塌 内框架梁柱混凝土强度偏低 部分柱的纵筋和全部梁柱的箍筋配置量偏低 抗震能力不足 针对这些问题 新砌一道横墙 解决扭转的问题 新砌两道内纵墙 改变其结构体系 解决了房屋较空旷 梁跨度较大 混凝土梁柱抗震能力不足的问题 避免对梁柱进行加固 同时 在 段的两端和部分内纵 横体以及过街通道两侧墙体采用喷射混凝土的方法进行加固 以形成钢筋混凝土筒体 这样 既提高了结构的抗震强度 又加强了结构的整体性 同时由于刚度的增加 筒体吸收了绝大部分的地震力 减轻了对内框架梁柱的压力 使钢筋混凝土梁柱的抗震能力满足要求 一层加固平面图 标准层加固平面图 实例二 北京某底框商住楼抗震鉴定与加固设计北京市某底框商住楼建于1996年 为底部一层框架 上部五层砖混的底层框架砖房 一层为商场 上部为住宅 总建筑面积约为5539m2 建筑总平面呈矩形 由一道变形缝将结构分为东 西两段 基本对称 建筑室内外高差为0 3m 一层层高为3 9m 二 五层层高为2 7m 六层层高为2 8m 建筑总高为17 8m 女儿墙高度为0 5m 本工程抗震设防烈度为8度 框架抗震等级为二级 在使用过程中发现一层墙体出现竖向裂缝 顶层墙体出现斜裂缝 顶板出现裂缝 楼板地砖开裂等情况 一层剪力墙厚度为250mm 二 六层砖墙厚度为240mm 各层主体结构材料设计强度等级 现浇混凝土梁 柱 墙 板均为C30 构造柱和圈梁为C20 一 五层砖均为MU10 六层砖为MU7 5 一 三层砂浆为M10混合砂浆 四 五层砂浆为M7 5混合砂浆 六层砂浆为M5混合砂浆 一层剪力墙配筋为 12 200双排双向 一层顶板为150mm厚现浇混凝土板 其余各层楼面和屋面为预制板 楼梯间四角 横墙 轴线 与外纵墙交接处 内纵墙与山墙交接处以及部分洞口边均设置了构造柱 二层构造柱配筋与一层柱相同 并深入一层柱内40d 三 六层构造柱配筋相同 框架柱与后砌隔墙内设置 10 500mm拉结筋 层层设置圈梁 女儿墙设构造柱予以拉结 构造柱间距3m 并锚入屋面圈梁内 非承重墙采用陶粒空心砖 与主体结构采用钢筋拉结 剪力墙外贴砌120mm厚砖墙 并与混凝土墙面采用钢筋拉结 1 抗震鉴定在现场调查 检测的基础上 按房屋高度和层数 混合承重结构体系的合理性 墙体材料的实际强度 结构构件之间整体性连接构造的可靠性 局部易损易倒部位构件自身及其与主体结构连接构造的可靠性以及墙体和框架抗震承载力的综合分析 对整幢房屋的抗震能力进行鉴定 1 1抗震措施鉴定总高度和总层数本工程属于B类建筑 总高度为17 8m 总层数为六层 属于超高建造建筑 不满足要求 应予以