任剛

摘 要：對震后中小學校舍進行安全鑒定及抗震加固是我國各級政府在汶川地震后給工程技術人員提出的重要課題。本文對西安地區(qū)中小學校舍的質(zhì)量檢測、安全鑒定和抗震加固設計等方面進行了較為全面的論述，針對存在的安全隱患，依據(jù)抗震鑒定的結論及現(xiàn)場實地勘察，綜合考慮施工進度、施工復雜程度、工期等因素，選用相應的抗震加固方案。根據(jù)設計過程中的問題提出工程建議，給后續(xù)的類似工程設計、施工提供借鑒。

關鍵詞：抗震加固；砌體結構；設防目標；校舍安全

1、引言

現(xiàn)有中小學校舍多以砌體結構和鋼筋混凝土結構為主。早期建成的校舍多為磚混結構，近幾年鋼筋混凝土結構的校舍才日趨增多，但總體來說磚混結構占的比例較大。不同結構體系差異較大，框架結構傳力明確，較砌體結構在地震中表現(xiàn)出較好的延性，發(fā)生的震后災害較??；磚混結構是脆性性質(zhì)，易導致震害發(fā)生，特別是學校建筑為橫墻較少建筑，當?shù)卣鹆叶容^高，地震作用很大，墻體不能勝任所承擔的地震力時，即發(fā)生震害。往往震害呈現(xiàn)脆性破壞，損失慘重。所以對磚混結構的校舍建筑進行抗震加固，改善和提高其抗震能力具有重要的意義。

2、多層砌體校舍典型安全隱患及分析

2.1砌筑砂漿采用混合砂漿，大量鑒定報告顯示砌筑砂漿含水泥量少，強度過低，達不到設計要求，也達不到規(guī)范最低要求，使墻體的承載能力存在安全隱患。如圖1所示。

2.2門窗角上墻體出現(xiàn)斜裂縫。門窗洞口四角由于截面突變在角部易于應力集中，若洞口兩邊未設置構造柱，則過大的應力將導致門窗洞口角部普遍出現(xiàn)裂縫。如圖2所示。

窗下墻起著將兩片墻成整體工作作用，相當于連梁，在水平力作用下易出現(xiàn)剪切斜裂縫。

2.3預制板間、板在支座處均出現(xiàn)大量裂縫。樓板和屋蓋是地震時傳遞水平地震作用的主要構件，其水平剛度對房屋抗震性能影響很大。當采用預制板時整體性較差，板縫偏小而混凝土灌縫不夠密實。地震時板縫易于拉裂。西安市區(qū)中小學校舍大量磚混房屋預制板間出現(xiàn)這種板縫，板與墻體頂部連接處也有被震松而出現(xiàn)水平裂縫，如圖3所示。

汶川地震中，預制板出現(xiàn)的另一個嚴重震害是，預制板端部擱置長度過短或無可靠的拉結措施，加之預制板強度相對偏低易折斷，導致預制板在沖擊荷載下易掉落或折斷。

2.4樓梯間的四角和梯梁下未按規(guī)范要求設置鋼筋混凝土構造柱。特別是梯梁直接放置于砌體墻上未設構造柱時樓梯間承重墻普遍出現(xiàn)斜裂縫，沿著梯梁角部斜向下開展斜裂縫，在高烈度區(qū)，樓梯作為疏散通道，存在較大的安全隱患。如圖4所示。懸掛式樓梯，支撐不可靠，樓梯梯板抗彎承載力不足，成為抗震薄弱部位。

2.5單側(cè)外廊式結構平面布置，質(zhì)量和側(cè)向剛度分布不對稱。部分砌體欄板沒有可靠拉結，形成安全隱患。如圖5所示。

2.6懸挑走廊設計荷載較實際使用值小，計算方法與實際受力不完全吻合，以及受力鋼筋普遍下移，因此，懸挑走廊結構安全可靠性普遍偏低。

3、 建筑抗震加固的設防目標

加固規(guī)程中規(guī)定抗震加固的目標是使現(xiàn)有建筑做到抗震安全、經(jīng)濟、合理、有效和實用，其中抗震安全指加固后的現(xiàn)有建筑在預期的后續(xù)使用年限內(nèi)能夠達到不低于其抗震鑒定的設防目標。

4、加固方案的探討

4.1抗震能力指數(shù)或墻體承載力不滿足要求

4.1.1當樓層的綜合抗震能力指數(shù)與規(guī)定值相差不大時，可采用在墻體的一側(cè)或兩側(cè)采用水泥砂漿面層、鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層進行加固；當樓層的綜合抗震能力指數(shù)與規(guī)定值相差較大時，可采用在墻體的一側(cè)或兩側(cè)采用鋼筋混凝土板墻進行加固；如圖6鋼筋混凝土板墻固。

水泥砂漿面層、鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層、鋼筋混凝土板墻進行加固進行加固對墻體抗震能力的提高，是采用抗震能力增強系數(shù)的方式來表達的，墻體抗震能力增強系數(shù)計算公式如下：

當采用樓層綜合抗震能力指數(shù)法驗算時，樓層的抗震能力增強系數(shù)按下式計算：

加固后樓層的綜合抗震能力指數(shù)應按下式計算：

4.1.2當校舍抗震橫墻間距過大時，可采用新增抗震墻的方法進行加固，以提高綜合抗震能力。

4.1.3當原有磚墻砂漿強度等級過低或是砌筑質(zhì)量較差時，可采用拆除重砌的方法。

4.1.4原有墻體有裂縫時，可采用壓力灌漿方式補強。

4.2局部易損易倒部位不滿足要求

4.2.1當墻肢寬度過小或抗震能力不滿足要求時，可采用增設鋼筋混凝土窗框進行加固；

4.2.2當墻肢寬度過小或抗震能力不滿足要求時，可采用增設鋼筋混凝土窗框進行加固；

4.2.3當支承大梁的墻段抗震能力不滿足要求時，要采用增設砌體柱、組合柱、鋼筋混凝土柱進行加固。

4.2.4支撐懸挑構件的墻體不符合鑒定要求時，可在懸挑構件端部增設鋼筋混凝土柱、砌體組合柱或鋼柱進行加固；局部懸挑部分挑出過長，可采用增設型鋼支座進行加固；

4.2.5窗洞邊可采用型鋼或鋼筋混凝土包角或鑲邊進行處理；

5、討論

中小學校舍抗震鑒定與加固工作，具有年代跨度大、結構形式復雜、工作量大、任務緊、并且加固設計比較復雜，施工現(xiàn)場配合任務比較繁重等特點。通過對本次西安市中小學校舍房屋勘察鑒定，對存在的安全隱患進行分析以及對加固方案的探討，有以下幾點啟示和建議：

1） 針對鑒定的結果和房屋的實際情況，確定是采用房屋整體加固、區(qū)段加固或構件加固以使房屋總體抗震能力達到規(guī)定設防要求；

2） 對結構的加固，要進行“內(nèi)加固”或“外加固”的比較；

3） 加固后結構的質(zhì)量、剛度、承載力和變形能力都發(fā)生變化，當采用以提高承載力為主的方案時，要使承載力的提高超過因質(zhì)量、剛度加大導致地震作用的加大；當采用以提高變形能力為主的方案時，要衡量現(xiàn)有承載力是否達到相應的最低要求；

4） 加固方法要便于施工，以減少對原結構承載力的損傷?！?/p>

參考文獻

[1] 中華人民共和國行業(yè)標準，建筑抗震加固技術規(guī)程JGJ 116-98[S].北京：中國建筑科學研究院， 1999

[2] 國家建筑標準設計圖集03SG611，磚混結構加固與修復[S].北京：中國建筑標準設計研究院

[3] 中華人民共和國國家標準，建筑抗震設計規(guī)范GB 50011-2001[S].北京：中國建筑科學研究院， 2002

[4] 住房和城鄉(xiāng)建設部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司，全國中小學校舍抗震鑒定與加固示例[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社， 2010

[5] 趙恩平，楊娜茵等. 北京中小學校、幼兒園建筑抗震調(diào)查研究[J]. 工程抗震與加固改造， 2009，33（4）： 94endprint

摘 要：對震后中小學校舍進行安全鑒定及抗震加固是我國各級政府在汶川地震后給工程技術人員提出的重要課題。本文對西安地區(qū)中小學校舍的質(zhì)量檢測、安全鑒定和抗震加固設計等方面進行了較為全面的論述，針對存在的安全隱患，依據(jù)抗震鑒定的結論及現(xiàn)場實地勘察，綜合考慮施工進度、施工復雜程度、工期等因素，選用相應的抗震加固方案。根據(jù)設計過程中的問題提出工程建議，給后續(xù)的類似工程設計、施工提供借鑒。

關鍵詞：抗震加固；砌體結構；設防目標；校舍安全

1、引言

現(xiàn)有中小學校舍多以砌體結構和鋼筋混凝土結構為主。早期建成的校舍多為磚混結構，近幾年鋼筋混凝土結構的校舍才日趨增多，但總體來說磚混結構占的比例較大。不同結構體系差異較大，框架結構傳力明確，較砌體結構在地震中表現(xiàn)出較好的延性，發(fā)生的震后災害較小；磚混結構是脆性性質(zhì)，易導致震害發(fā)生，特別是學校建筑為橫墻較少建筑，當?shù)卣鹆叶容^高，地震作用很大，墻體不能勝任所承擔的地震力時，即發(fā)生震害。往往震害呈現(xiàn)脆性破壞，損失慘重。所以對磚混結構的校舍建筑進行抗震加固，改善和提高其抗震能力具有重要的意義。

2、多層砌體校舍典型安全隱患及分析

2.1砌筑砂漿采用混合砂漿，大量鑒定報告顯示砌筑砂漿含水泥量少，強度過低，達不到設計要求，也達不到規(guī)范最低要求，使墻體的承載能力存在安全隱患。如圖1所示。

2.2門窗角上墻體出現(xiàn)斜裂縫。門窗洞口四角由于截面突變在角部易于應力集中，若洞口兩邊未設置構造柱，則過大的應力將導致門窗洞口角部普遍出現(xiàn)裂縫。如圖2所示。

窗下墻起著將兩片墻成整體工作作用，相當于連梁，在水平力作用下易出現(xiàn)剪切斜裂縫。

2.3預制板間、板在支座處均出現(xiàn)大量裂縫。樓板和屋蓋是地震時傳遞水平地震作用的主要構件，其水平剛度對房屋抗震性能影響很大。當采用預制板時整體性較差，板縫偏小而混凝土灌縫不夠密實。地震時板縫易于拉裂。西安市區(qū)中小學校舍大量磚混房屋預制板間出現(xiàn)這種板縫，板與墻體頂部連接處也有被震松而出現(xiàn)水平裂縫，如圖3所示。

汶川地震中，預制板出現(xiàn)的另一個嚴重震害是，預制板端部擱置長度過短或無可靠的拉結措施，加之預制板強度相對偏低易折斷，導致預制板在沖擊荷載下易掉落或折斷。

2.4樓梯間的四角和梯梁下未按規(guī)范要求設置鋼筋混凝土構造柱。特別是梯梁直接放置于砌體墻上未設構造柱時樓梯間承重墻普遍出現(xiàn)斜裂縫，沿著梯梁角部斜向下開展斜裂縫，在高烈度區(qū)，樓梯作為疏散通道，存在較大的安全隱患。如圖4所示。懸掛式樓梯，支撐不可靠，樓梯梯板抗彎承載力不足，成為抗震薄弱部位。

2.5單側(cè)外廊式結構平面布置，質(zhì)量和側(cè)向剛度分布不對稱。部分砌體欄板沒有可靠拉結，形成安全隱患。如圖5所示。

2.6懸挑走廊設計荷載較實際使用值小，計算方法與實際受力不完全吻合，以及受力鋼筋普遍下移，因此，懸挑走廊結構安全可靠性普遍偏低。

3、 建筑抗震加固的設防目標

加固規(guī)程中規(guī)定抗震加固的目標是使現(xiàn)有建筑做到抗震安全、經(jīng)濟、合理、有效和實用，其中抗震安全指加固后的現(xiàn)有建筑在預期的后續(xù)使用年限內(nèi)能夠達到不低于其抗震鑒定的設防目標。

4、加固方案的探討

4.1抗震能力指數(shù)或墻體承載力不滿足要求

4.1.1當樓層的綜合抗震能力指數(shù)與規(guī)定值相差不大時，可采用在墻體的一側(cè)或兩側(cè)采用水泥砂漿面層、鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層進行加固；當樓層的綜合抗震能力指數(shù)與規(guī)定值相差較大時，可采用在墻體的一側(cè)或兩側(cè)采用鋼筋混凝土板墻進行加固；如圖6鋼筋混凝土板墻固。

水泥砂漿面層、鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層、鋼筋混凝土板墻進行加固進行加固對墻體抗震能力的提高，是采用抗震能力增強系數(shù)的方式來表達的，墻體抗震能力增強系數(shù)計算公式如下：

當采用樓層綜合抗震能力指數(shù)法驗算時，樓層的抗震能力增強系數(shù)按下式計算：

加固后樓層的綜合抗震能力指數(shù)應按下式計算：

4.1.2當校舍抗震橫墻間距過大時，可采用新增抗震墻的方法進行加固，以提高綜合抗震能力。

4.1.3當原有磚墻砂漿強度等級過低或是砌筑質(zhì)量較差時，可采用拆除重砌的方法。

4.1.4原有墻體有裂縫時，可采用壓力灌漿方式補強。

4.2局部易損易倒部位不滿足要求

4.2.1當墻肢寬度過小或抗震能力不滿足要求時，可采用增設鋼筋混凝土窗框進行加固；

4.2.2當墻肢寬度過小或抗震能力不滿足要求時，可采用增設鋼筋混凝土窗框進行加固；

4.2.3當支承大梁的墻段抗震能力不滿足要求時，要采用增設砌體柱、組合柱、鋼筋混凝土柱進行加固。

4.2.4支撐懸挑構件的墻體不符合鑒定要求時，可在懸挑構件端部增設鋼筋混凝土柱、砌體組合柱或鋼柱進行加固；局部懸挑部分挑出過長，可采用增設型鋼支座進行加固；

4.2.5窗洞邊可采用型鋼或鋼筋混凝土包角或鑲邊進行處理；

5、討論

中小學校舍抗震鑒定與加固工作，具有年代跨度大、結構形式復雜、工作量大、任務緊、并且加固設計比較復雜，施工現(xiàn)場配合任務比較繁重等特點。通過對本次西安市中小學校舍房屋勘察鑒定，對存在的安全隱患進行分析以及對加固方案的探討，有以下幾點啟示和建議：

1） 針對鑒定的結果和房屋的實際情況，確定是采用房屋整體加固、區(qū)段加固或構件加固以使房屋總體抗震能力達到規(guī)定設防要求；

2） 對結構的加固，要進行“內(nèi)加固”或“外加固”的比較；

3） 加固后結構的質(zhì)量、剛度、承載力和變形能力都發(fā)生變化，當采用以提高承載力為主的方案時，要使承載力的提高超過因質(zhì)量、剛度加大導致地震作用的加大；當采用以提高變形能力為主的方案時，要衡量現(xiàn)有承載力是否達到相應的最低要求；

4） 加固方法要便于施工，以減少對原結構承載力的損傷。■

參考文獻

[1] 中華人民共和國行業(yè)標準，建筑抗震加固技術規(guī)程JGJ 116-98[S].北京：中國建筑科學研究院， 1999

[2] 國家建筑標準設計圖集03SG611，磚混結構加固與修復[S].北京：中國建筑標準設計研究院

[3] 中華人民共和國國家標準，建筑抗震設計規(guī)范GB 50011-2001[S].北京：中國建筑科學研究院， 2002

[4] 住房和城鄉(xiāng)建設部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司，全國中小學校舍抗震鑒定與加固示例[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社， 2010

[5] 趙恩平，楊娜茵等. 北京中小學校、幼兒園建筑抗震調(diào)查研究[J]. 工程抗震與加固改造， 2009，33（4）： 94endprint

摘 要：對震后中小學校舍進行安全鑒定及抗震加固是我國各級政府在汶川地震后給工程技術人員提出的重要課題。本文對西安地區(qū)中小學校舍的質(zhì)量檢測、安全鑒定和抗震加固設計等方面進行了較為全面的論述，針對存在的安全隱患，依據(jù)抗震鑒定的結論及現(xiàn)場實地勘察，綜合考慮施工進度、施工復雜程度、工期等因素，選用相應的抗震加固方案。根據(jù)設計過程中的問題提出工程建議，給后續(xù)的類似工程設計、施工提供借鑒。

關鍵詞：抗震加固；砌體結構；設防目標；校舍安全

1、引言

現(xiàn)有中小學校舍多以砌體結構和鋼筋混凝土結構為主。早期建成的校舍多為磚混結構，近幾年鋼筋混凝土結構的校舍才日趨增多，但總體來說磚混結構占的比例較大。不同結構體系差異較大，框架結構傳力明確，較砌體結構在地震中表現(xiàn)出較好的延性，發(fā)生的震后災害較小；磚混結構是脆性性質(zhì)，易導致震害發(fā)生，特別是學校建筑為橫墻較少建筑，當?shù)卣鹆叶容^高，地震作用很大，墻體不能勝任所承擔的地震力時，即發(fā)生震害。往往震害呈現(xiàn)脆性破壞，損失慘重。所以對磚混結構的校舍建筑進行抗震加固，改善和提高其抗震能力具有重要的意義。

2、多層砌體校舍典型安全隱患及分析

2.1砌筑砂漿采用混合砂漿，大量鑒定報告顯示砌筑砂漿含水泥量少，強度過低，達不到設計要求，也達不到規(guī)范最低要求，使墻體的承載能力存在安全隱患。如圖1所示。

2.2門窗角上墻體出現(xiàn)斜裂縫。門窗洞口四角由于截面突變在角部易于應力集中，若洞口兩邊未設置構造柱，則過大的應力將導致門窗洞口角部普遍出現(xiàn)裂縫。如圖2所示。

窗下墻起著將兩片墻成整體工作作用，相當于連梁，在水平力作用下易出現(xiàn)剪切斜裂縫。

2.3預制板間、板在支座處均出現(xiàn)大量裂縫。樓板和屋蓋是地震時傳遞水平地震作用的主要構件，其水平剛度對房屋抗震性能影響很大。當采用預制板時整體性較差，板縫偏小而混凝土灌縫不夠密實。地震時板縫易于拉裂。西安市區(qū)中小學校舍大量磚混房屋預制板間出現(xiàn)這種板縫，板與墻體頂部連接處也有被震松而出現(xiàn)水平裂縫，如圖3所示。

汶川地震中，預制板出現(xiàn)的另一個嚴重震害是，預制板端部擱置長度過短或無可靠的拉結措施，加之預制板強度相對偏低易折斷，導致預制板在沖擊荷載下易掉落或折斷。

2.4樓梯間的四角和梯梁下未按規(guī)范要求設置鋼筋混凝土構造柱。特別是梯梁直接放置于砌體墻上未設構造柱時樓梯間承重墻普遍出現(xiàn)斜裂縫，沿著梯梁角部斜向下開展斜裂縫，在高烈度區(qū)，樓梯作為疏散通道，存在較大的安全隱患。如圖4所示。懸掛式樓梯，支撐不可靠，樓梯梯板抗彎承載力不足，成為抗震薄弱部位。

2.5單側(cè)外廊式結構平面布置，質(zhì)量和側(cè)向剛度分布不對稱。部分砌體欄板沒有可靠拉結，形成安全隱患。如圖5所示。

2.6懸挑走廊設計荷載較實際使用值小，計算方法與實際受力不完全吻合，以及受力鋼筋普遍下移，因此，懸挑走廊結構安全可靠性普遍偏低。

3、 建筑抗震加固的設防目標

加固規(guī)程中規(guī)定抗震加固的目標是使現(xiàn)有建筑做到抗震安全、經(jīng)濟、合理、有效和實用，其中抗震安全指加固后的現(xiàn)有建筑在預期的后續(xù)使用年限內(nèi)能夠達到不低于其抗震鑒定的設防目標。

4、加固方案的探討

4.1抗震能力指數(shù)或墻體承載力不滿足要求

4.1.1當樓層的綜合抗震能力指數(shù)與規(guī)定值相差不大時，可采用在墻體的一側(cè)或兩側(cè)采用水泥砂漿面層、鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層進行加固；當樓層的綜合抗震能力指數(shù)與規(guī)定值相差較大時，可采用在墻體的一側(cè)或兩側(cè)采用鋼筋混凝土板墻進行加固；如圖6鋼筋混凝土板墻固。

水泥砂漿面層、鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層、鋼筋混凝土板墻進行加固進行加固對墻體抗震能力的提高，是采用抗震能力增強系數(shù)的方式來表達的，墻體抗震能力增強系數(shù)計算公式如下：

當采用樓層綜合抗震能力指數(shù)法驗算時，樓層的抗震能力增強系數(shù)按下式計算：

加固后樓層的綜合抗震能力指數(shù)應按下式計算：

4.1.2當校舍抗震橫墻間距過大時，可采用新增抗震墻的方法進行加固，以提高綜合抗震能力。

4.1.3當原有磚墻砂漿強度等級過低或是砌筑質(zhì)量較差時，可采用拆除重砌的方法。

4.1.4原有墻體有裂縫時，可采用壓力灌漿方式補強。

4.2局部易損易倒部位不滿足要求

4.2.1當墻肢寬度過小或抗震能力不滿足要求時，可采用增設鋼筋混凝土窗框進行加固；

4.2.2當墻肢寬度過小或抗震能力不滿足要求時，可采用增設鋼筋混凝土窗框進行加固；

4.2.3當支承大梁的墻段抗震能力不滿足要求時，要采用增設砌體柱、組合柱、鋼筋混凝土柱進行加固。

4.2.4支撐懸挑構件的墻體不符合鑒定要求時，可在懸挑構件端部增設鋼筋混凝土柱、砌體組合柱或鋼柱進行加固；局部懸挑部分挑出過長，可采用增設型鋼支座進行加固；

4.2.5窗洞邊可采用型鋼或鋼筋混凝土包角或鑲邊進行處理；

5、討論

中小學校舍抗震鑒定與加固工作，具有年代跨度大、結構形式復雜、工作量大、任務緊、并且加固設計比較復雜，施工現(xiàn)場配合任務比較繁重等特點。通過對本次西安市中小學校舍房屋勘察鑒定，對存在的安全隱患進行分析以及對加固方案的探討，有以下幾點啟示和建議：

1） 針對鑒定的結果和房屋的實際情況，確定是采用房屋整體加固、區(qū)段加固或構件加固以使房屋總體抗震能力達到規(guī)定設防要求；

2） 對結構的加固，要進行“內(nèi)加固”或“外加固”的比較；

3） 加固后結構的質(zhì)量、剛度、承載力和變形能力都發(fā)生變化，當采用以提高承載力為主的方案時，要使承載力的提高超過因質(zhì)量、剛度加大導致地震作用的加大；當采用以提高變形能力為主的方案時，要衡量現(xiàn)有承載力是否達到相應的最低要求；

4） 加固方法要便于施工，以減少對原結構承載力的損傷?！?/p>

參考文獻

[1] 中華人民共和國行業(yè)標準，建筑抗震加固技術規(guī)程JGJ 116-98[S].北京：中國建筑科學研究院， 1999

[2] 國家建筑標準設計圖集03SG611，磚混結構加固與修復[S].北京：中國建筑標準設計研究院

[3] 中華人民共和國國家標準，建筑抗震設計規(guī)范GB 50011-2001[S].北京：中國建筑科學研究院， 2002

[4] 住房和城鄉(xiāng)建設部工程質(zhì)量安全監(jiān)管司，全國中小學校舍抗震鑒定與加固示例[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社， 2010

[5] 趙恩平，楊娜茵等. 北京中小學校、幼兒園建筑抗震調(diào)查研究[J]. 工程抗震與加固改造， 2009，33（4）： 94endprint