钢筋混凝土建筑抗震鉴定加固国家建筑工程质量监督检验

《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009《建筑抗震加固技术规程》JGJ116-2009应用讲评多层及高层钢筋混凝土房屋抗震鉴定与加固中国建筑科学研究院工程抗震研究所史铁花震害特征钢筋混凝土房屋抗震鉴定钢筋混凝土房屋加固技术抗震鉴定和加固实例分析一、震害特征（一）、结构体系引发的震害1、单跨框架单跨框架仅有框架作为抗震防线外、且冗余度小，因而在地震中很容易形成机构从而破坏继而倒塌，单跨框架对于抗震具有明显的不利因素，故本次《建筑抗震鉴定标准》修编中规定乙类建筑不应采用单跨框架，对于多层建筑也不宜采用单跨框架结构。对于不符合要求的建筑应进行改变结构体系以及加固或采取其它相应措施。都江堰市某六层单跨框架，部分倒塌都江堰市烟草公司八层单跨框架，结构中等破坏填充墙破坏严重，部分倒塌台湾集集地震中彰化县林镇龙邦富贵名门大楼倒塌，十六层单跨框架，下面八层倒塌2、单向框架特点：（1）仅对横向框架进行平面结构分析。（2）对纵向按连续梁计算，仅考虑其承担垂直荷载，在箍筋配置和纵筋的锚固上也常按一般梁考虑。而地震作用时，实际上横向的基本周期和纵向的基本周期相当接近，纵横向的总地震力也大致接近，每个柱子在纵向和横向承受的地震剪力和弯矩也差不多。3、主体结构的抗震体系（1）钢筋混凝土框架整体倒塌或倾覆；薄弱层倒塌(底层破坏、顶层塔楼破坏、中间层破坏)；框架节点破坏、强梁弱柱破坏；填充墙与主体结构连接不牢倒塌；填充墙设置不合理使框架柱形成短柱而剪切破坏等形式。（2）填充墙框架这种结构形式主要在上世纪八十年代前应用较多。特点：嵌砌于框架间的填充砖墙在地震时与钢筋混凝土框架共同承受地震水平作用，在一定程度上约束了填充墙框架的侧移；填充墙的破坏是最为普遍;框架平面内嵌砌砖填充墙时，柱上端易发生剪切破坏。外墙框架柱在窗洞处因受窗下墙的约束而发生短柱型剪切破坏。（3）框架－抗震墙结构a钢筋混凝土框架和钢筋混凝土抗震墙两类抗侧力构件组成，抗震墙提供比框架大得多的抗侧移刚度，承受整体弯曲能力占70％以上;b由于框架、抗震墙协同工作时，抗震墙顶部框架的反向水平力将使抗震墙各个截面弯矩大幅度减小，墙体弯曲变形以及由此产生的侧移和层间侧移显著减少，震害也相对减轻。也使砖围护墙和填充墙的震害显著减轻。（4）钢筋混凝土抗震墙结构钢筋混凝土抗震墙结构一般多用于民用建筑的住宅、宿舍，其震害都较轻。小开间现浇抗震墙也只是出现轻微裂缝。4、竖向刚度不均匀使震害加重（1）底部刚度小由于底层抗侧移刚度和屈服强度骤然减低，位移增大，屈服强度系数比上面各层小的多，引起底层严重破坏甚至倒塌。都江堰市华夏广场某住宅楼五层框架结构，建于2003年，底部两层完全倒塌，5层变成3层都江堰市宁江集团对面某五层框架结构，底部两层完全倒塌，五层变成三层彭州市小渔洞商店底层倾斜侧移三层框架结构，底层柱上下端破坏倾斜移侧底层柱上下端产生塑性铰，形成机构都江堰施工中六层框架结构，底层柱上下端破坏倾斜移侧都江堰市某框架结构底层倾斜侧移，六层框架结构，底层柱上下端破坏倾斜移侧多层和高层框架房屋的中间层，强地震时常出现异常的震害，这些层可能是结构布置较弱的楼层，而且高层房屋的竖向地震作用也是破坏的原因，这些楼层也出现最大压应力或最大拉应力，在竖向刚度突变时，刚度小的楼层在水平和竖向地震的共同作用下，由于抗震承载力不足而毁坏倒塌。（2）中间柔弱层（3）顶部柔弱层（4）上下两端柔弱层阪神地震中某医院中间五层薄弱层倒塌，一层完好无损（二）、建筑体型布置1、平面布置刚度不均匀；L形等不对称平面的建筑；开口房屋由于刚度极不均匀，破坏率显著增高；电梯间布置上存在较大偏心也将使震害加重；带有较长翼缘或凸出的T形、十字形、U形、H形、Y形平面由于地震时侧移差异而使震害加重。都江堰市中医院住院部大楼，七层框架结构，平面L形，一翼完全倒塌2、立面布置a有裙房等的大底盘建筑，若裙房与主楼相连而不设缝，体形的突变引起刚度突变，使主楼在接近裙房的楼层相对较为柔弱，地震时因塑性变形集中效应而产生过大层间侧移，导致严重破坏；b房屋高度与高宽比。房屋愈高，受到的地震作用和倾覆力矩愈大，破坏的可能性也愈大；c上部为抗震墙等刚性结构，下部为框架，出现的倾覆破坏；d突出屋顶的收进建筑破坏严重；e顶层空旷大房间震害严重；f高低层毗连房屋震害加重。都江堰市基督教堂框架结构，底部结构轻微破坏，出屋面塔楼严重破坏。都江堰市天地仁商务酒店，五层框架结构，建于2007年，屋顶小塔楼倾倒。3、防震缝和变形缝的震害a缝宽不足；b缝内落入物造成破坏；c防震缝两侧相邻建筑物楼层高度不同发生互撞时，缝两侧为不同材料建造时由于结构动力特性不同，地震反应不同可能有相位差，地震时碰撞的震害加重；d防震缝未彻底断开造成震害.（三）、各类结构构件破坏形态1、框架结构整体倒塌都江堰市某五层框架结构，整体叠压式倒塌汶川县映秀镇漩口中学某框架结构，建筑整体退台式倒塌2、框架柱a柱顶部破坏是现浇混凝土框架柱最多见的震害：(1)柱端混凝土酥碎、散落、竖向钢筋压屈；柱顶大偏心受压，使受拉侧作用效应超过钢筋混凝土柱的弯曲抗拉强度。(2)斜裂缝柱头顺斜裂缝下滑错动，钢筋顺斜裂缝方向弯曲，严重者混凝土全部崩落，上层梁板下塌，柱内纵筋压弯成灯笼状。其主要原因是水平地震作用使柱顶受到压、弯、剪联合作用下，在柱顶刚度变化处，由于主拉应力破坏而形成45度斜裂缝或在地震反覆作用下形成交叉裂缝，进而压崩斜裂缝端部混凝土，严重时全部崩落并使纵筋外露弯曲。(3)竖向裂缝主要是箍筋不足或梁柱相交处箍筋布置较差所致。都江堰市华夏广场商住楼，五层框架结构，底层柱上端破坏绵竹市汉旺镇某商住楼框架结构，底层柱上端严重破坏柱顶主筋沿水平截面呈灯笼状破坏，箍筋弯钩进开都江堰市金叶宾馆六层框架结构，严重破坏。底层柱上端混凝土压碎主筋压曲b柱底柱根部的破坏率相对柱顶较低；c柱身中段的震害与对柱顶和柱底对比相对较少，但同样存在严重震害：(1)柱身配箍太小引起的柱身剪切破坏。(2)柱身的短柱破坏d角柱框架角柱的震害常比边柱和中柱更为严重：(1)在双向刚接框架中，地震作用的双向偏心与重力荷载的双向偏心叠加，使角柱的地震承载力更显不足。(2)多层和高层建筑中，水平地震作用引起较大倾复力矩，在框架整体斜向弯曲时，使角柱受到的附加轴力最大。(3)结构体系或重力荷载分布不均匀时，各楼层的质心与刚心间偏心使在地震平动作用下出现扭转振动，同时地震动还存在扭转分量，它加剧了结构的扭转振动，角柱在扭转振动过程中比其他框架柱相对侧移大，承受的扭转作用也最多。绵竹市东方汽轮机厂材料研究中心，六层框架结构，底层角柱上端开裂绵竹市汉旺镇东汽小学教学楼四层框架结构，角柱节点剪切破坏安县安昌镇血站综合楼四层框架结构，建于2001年，底层框架角柱节点剪切破坏底层角柱上下端破坏f短柱(1)短柱破坏特点剪切承载力不足的震害；(2)长短柱在同一层中同时存在时，短柱破坏严重；(3)框架柱由于墙的嵌固出现短柱而震害加重。g楼梯柱(1)框架中的楼梯斜梁和踏步板构成类似竖向钢筋混凝土斜撑，作用于楼梯柱或支承中间平台梁板的框架柱，以致这些柱承受更大的地震剪力。(2)有时，楼梯平台柱上下与框架梁连接，实际形成短柱而加重了震害。(3)在构造上应按短柱考虑，控制轴压比，加密箍筋间距是合适的。3、框架梁a梁端：斜裂缝裂缝正八字形、竖裂缝；b梁的跨中在中部1／3跨度范围内出现竖向裂缝；c短梁出现斜裂缝，且斜裂缝延伸很长。4、梁柱节点梁柱节点在水平地震作用下，左、右梁顺时针绕节点的同方向弯矩和上、下柱逆时针绕节点的反方向弯矩的作用，在节点处引起的剪力比柱子的剪力大得多。并使节点域受到一个对角方向的压力和另一对角方向的拉力，当节点域的主拉应力超过混凝土抗拉强度时，即产生剪切型的斜向裂缝。地震作用反向时，将在另一方面产生斜裂缝，地震作用的往复作用，节点域可能产生多条交叉裂缝，混凝土剥落、酥裂，梁、柱纵筋在节点区的锚固失效。绵竹市汉旺镇东方汽轮机厂某框架结构底部角柱节点破坏映秀镇漩口中学教学楼,四层框架结构，严重破坏。底层角柱节点弯剪破坏汶川县映秀镇漩口中学教学楼严重破坏框架节点，两侧梁标高不一致，边跨中间节点弯剪破坏汶川县映秀镇漩口中学教学楼严重破坏，角柱节点弯剪破坏5、钢筋混凝土抗震墙a现浇钢筋混凝土抗震墙结构体系，多次地震的调害表明，破坏程度均较轻；现浇抗震墙的空间整体性强，水平荷载下的侧向变形小，承载能力富裕很大，地震时剪力墙即使严重开裂，强度衰减，其承载能力也很少降低到承重所需要的临界承载力以下，该体系具有较高的抗震能力。都江堰市中国移动电信大楼基本完好抗震墙连梁X形裂缝底层抗震墙底部混凝土压碎b框架抗震墙结构中的抗震墙框架一抗震墙结构体系，是框架结构体系和的抗震墙组成的双重结构体系。总体耐震性能好，延性较好，震害很轻，。都江堰市公安局大楼中等破坏，11层框架－抗震墙结构抗震墙连梁X形裂缝都江堰市岷江国际大厦轻微破坏抗震墙底部混凝土压碎主筋压屈抗震墙连梁X形裂缝6、钢筋混凝土房屋中的砌体填充墙a砌体填充墙体局部或全部平面外倒塌;b砌体填充墙的斜裂缝和交叉裂缝是常见的震害;c填充墙的做法对震害有很大影响：(1)现浇抗震带的震害较轻；(2)设有与柱拉结钢筋的填充墙震害次之；(3)嵌砌于框架内的砌体填充墙施工时未与周边框架柱、梁、板顶紧者震害最重，因其实际上成为平面外独立悬臂墙，平面外全部倒塌或顶部倒塌；(4)电楼梯间的砌体填充墙震害比较普遍，也较严重。都江堰市小憩驿站酒店填充墙破坏，五层框架结构，建于2008年汉中市锦绣华庭填充墙开裂，十二层现浇框架装配式楼盖结构，围护墙开裂，三层楼梯间填充墙开裂都江堰市地税局办公楼填充墙破坏都江堰市宁江集团学校教学楼填充墙，六层框架结构，填充墙开裂倒塌7、楼梯间的破坏a在地震往复作用下，楼梯板相当于斜撑，受力为拉弯压弯构件，而在以往的结构设计中，仅将梯板当受弯构件计算；b楼梯梁在承受地震力的同时，还承受来自双方向楼梯板的剪切扭转作用。下图都江堰市规划局办公楼，六层框架结构，建于2005年，楼梯板两处水平断裂裂缝，主筋弯曲。上图都江堰市华夏广场三期商业楼，五层框架结构，建于2003年。梯梁开裂破坏，并与梯板拉开。二、钢筋混凝土房屋的抗震鉴定（一）、适用范围：A类钢筋混凝土房屋抗震鉴定时，房屋的总层数不超过10层；（适用于约上世纪七十年代及以前的建筑，后续使用年限为30年）；B类钢筋混凝土房屋抗震鉴定时，房屋的适用的最大高度参考89规范的规定。（适用于约上世纪八十年代及至2001年建筑，后续使用年限为40年）；C类钢筋混凝土房屋抗震鉴定时，按照现行抗震规范GB50011进行，（适用于2001年以后的建筑，后续使用年限为50年）。《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009针对于A、B类建筑的抗震鉴定。（二）、检查项目1、应依据其设防烈度重点检查下列薄弱部位：（强制）6度时，应检查局部易掉落伤人的构件、部件以及楼梯间非结构构件的连接构造；7度时，尚应检查梁柱节点的连接方式、框架跨数及不同结构体系之间的连接构造。8、9度时，尚应检查梁、柱的配筋，材料强度，各构件间的连接，结构体型的规则性，短柱分布，使用荷载的大小和分布等。2、钢筋混凝土房屋的外观和内在质量宜符合下列要求：梁、柱及其节点的混凝土仅有少量微小开裂或局部剥落，钢筋无露筋、锈蚀；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、倾斜或歪扭。（三）、鉴定方法1、方法：现有钢筋混凝土房屋的抗震鉴定，应按结构体系的合理性、结构构件材料的实际强度、结构构件的纵向钢筋和横向箍筋的配置和构件连接的可靠性、填充墙等与主体结构的拉接构造以及构件抗震承载力的综合分析，对整幢房屋的抗震能力进行鉴定。当梁柱节点构造和框架跨数不符合规定时，应评为不满足抗震鉴定要求；当仅有出入口、人流通道处的填充墙不符合规定时，应评为局部不满足抗震鉴定要求。2、A、B类建筑如何进行抗震鉴定：（强条）A类：逐级鉴定，一级符合要求可不进行第二级鉴定（除9度外）B类：结构布置和构造检查和抗震承载力两级鉴