学校抗震加固设计

附件1：山西省高级任职资格评审答辩论文打印纸姓名性别工作单位（印章）从事专业申报资格推荐部门审核意见（印章）年月日李雪峰男山西省建筑科学研究院结构设计高级工程师论文发表刊物刊号刊物主办单位发行时间本人角色山西建筑ISSN1009-6825山西省建筑科学研究院2010年2月独著评审委员会办事机构收审人签字：说明：1、答辩论文一律用A3（420×297）纸打印，格式照此表原样设置。须打印提交一式五份。连同刊物原件一起提交。2、打印的答辩论文须为本人在任现职期间以独立或合作第一，在本专业学术刊物公开发表的学术论文。3、评审答辩者的有关个人信息只准在打印纸头的密封栏内显示，论文中涉及的个人信息内容：一律用“本人、本单位、本部门、本市（县）”等表示。4、推荐部门系指各市人事局或省直主管部门。5、各推荐部门和各评委会办事机构对打印论文须认真核对审核，不符合要求者，不得推荐，收受。6、一页打印不完可原样续页。……..……..……..……..……..……..……..……..……..……..……○…密…○…○…封…○…○…线…○……80mm论文题目：谈学校抗震加固设计在举世瞩目的5.12汶川地震中，由于学校、医院等人员密集场所的房屋建筑抗震设防水平偏低，造成大量伤亡，引起了社会各界对学校建筑等抗震设计的广泛关注。依据地震后新颁布的《建筑工程抗震设防分类标准》中规定，幼儿园、小学、中学的教学用房以及宿舍和食堂，抗震设防类别应不低于重点设防类，即不低于乙类。按照国务院部署，2009年全国普遍开始对学校的既有建筑物展开大规模的抗震加固，太原市直属学校校舍也开展抗震加固。其中加固设计对抗震加固效果影响巨大，业主对设计是否合理（选择何种加固方法）提出很高的要求。一.现有建筑物存在的问题本次抗震加固设计的学校建筑（教学楼、学生公寓、食堂等）均建于1971至1994年，因设计年代久远，绝大部分为砖混结构。太原市中小学校舍建筑结构安全与抗震鉴定报告显示本批建筑物存在如下问题：1.建筑高度超限。按照根据《建筑抗震设计规范》7.1.2规定，对于一般教学用房，砖混结构高度限值为15米，对于横墙较少的教学楼建筑，高度限值为12米，对于横墙很少的教学楼则应再减少一层，高度降低3米。本批中小学校舍中，大部分建筑物横墙较少，均超过上述规定限值。2.横墙间距超限，建筑物整体性差。大部分建筑均为预制楼板，整体刚度差。《建筑抗震设计规范》7.1.5中规定砖混结构横墙间距限值为7米。而本批建筑物的横墙间距均超过了规范，尤其是教学楼，由于教学需要较大空间，横墙间距有的竟达到11米。3.抗震构造中，大部分建筑的圈粱、构造柱措施均不符合《建筑抗震设计规范》7.3规定设置，导致房屋的整体性差、抗震性能差。承重结构的连接构造无法保证结构安全。4.建筑材料不满足抗震鉴定标准。砌筑砂浆、砌体材料等强度偏低，导致抗震节点构造差，大部分砌体均有裂缝，局部挑梁接近破坏，局部建筑物有地基下沉，房屋整体性差等，5.由于设计年代比较久，由于长期的建筑物自然条件和人为条件，有的建筑已墙体开裂，竖向承载力不够，导致地基下沉现象。综上所述，建筑物的抗震性能上已经不能满足现有国家的抗震设计规范要求。二．抗震结构整体性抗震加固方法：1.抗震加固施工方法主要有外加固法，内加固法，夹板墙加固法。外加固法一般结合砖混结构的层数及抗震鉴定的结果，需要在建筑外侧增加不同数量的构造柱、圈梁以及保证构造柱、圈梁和抗震墙体协同工作的拉杆。这种方法一般不占用室内建筑面积，对用户影响较小，但对建筑立面造型影响较大；内加固法基本原理同外加固法，也需要增设构造柱,圈梁及拉杆，必要时，如原有抗震墙体间距过大，需加设抗震墙体，内加固法不会改变建筑立面造型，一般适用于公共建筑。夹板墙加固法为在加固原有抗震墙体的基础上提高抗震性能，目前最常用的是钢筋网水泥砂浆面层加固法和混凝土板墙钢筋网面层加固，即在要加固墙体的单面或双面加设钢筋网，用锚筋、插入短筋、拉结筋等方法把钢筋网四周与楼板或大梁、柱或墙体连接。国内外的试验表明，M10混合砂浆砌筑的240厚砖墙，通过夹板墙加固加固，墙体抗剪能力比原砖墙提高二倍以上。2.单个混凝土构件或砖砌体构件方法。对于砖混结构中的单个构件，如砖柱、混凝土柱、大梁、窗过梁等构件，一般采用以下几种方法。对于独立砖柱，通常采用外包混凝土法、外包角钢法等；而对于独立混凝土柱，采用外包混凝土加大截面法和粘钢法等，对混凝土大梁采用粘钢法和贴碳纤维布法等方法；柱采用混凝土加大面积法加固时，可以提高构件的竖向承载力和水平力刚度，当采用外包角钢时，只能提高构件柱子的竖向承载力。但这种方法占用使用面积小、使用简便的优点，选择加固方案时应根据实际情况，选用有针对性的选择。三.加固设计方案的优选。1.优秀的加固方案，体现在其施工作业方便，施工技术先进、经济效果好、加固质量高等四个方面的特点：附件1：山西省高级任职资格评审答辩论文打印纸姓名性别工作单位（印章）从事专业申报资格推荐部门审核意见（印章）年月日李雪峰男山西省建筑科学研究院结构设计高级工程师论文发表刊物刊号刊物主办单位发行时间本人角色山西建筑ISSN1009-6825山西省建筑科学研究院2010年2月独著评审委员会办事机构收审人签字：说明：1、答辩论文一律用A3（420×297）纸打印，格式照此表原样设置。须打印提交一式五份。连同刊物原件一起提交。2、打印的答辩论文须为本人在任现职期间以独立或合作第一，在本专业学术刊物公开发表的学术论文。3、评审答辩者的有关个人信息只准在打印纸头的密封栏内显示，论文中涉及的个人信息内容：一律用“本人、本单位、本部门、本市（县）”等表示。4、推荐部门系指各市人事局或省直主管部门。5、各推荐部门和各评委会办事机构对打印论文须认真核对审核，不符合要求者，不得推荐，收受。6、一页打印不完可原样续页。……..……..……..……..……..……..……..……..……..……..……○…密…○…○…封…○…○…线…○……80mm1）良好施工性是加固工程方案的必须考虑的条件之一，加固工程方案的优劣，首先要把是否具有施工作业方便作为必要条件，没有良好的施工性是抗震加固工程的一大障碍。有的加固方案虽然具有解决问题的可行性。可是，由于其方案在施工过程中，增加了一定的施工难度，而造成施工工期长，劳动费用工大，安全系数低的弊端，结果影响到加固质量。2）施工技术先进，才能保证施工进度。对同一个加固工程，施工技术的先进与否是能否保证施工进度的关键，这对有施工工期有特殊限制的加固工程尤为重要。3）经济效果好是加固方案的关键。根据本批教学楼检测中存在的问题，针对每栋建筑的特点，有针对性的选择加固方法，所选择的加固方案要确实能解决问题，并且还要考虑经济实用性，这样才能具有实际意义。2.经过对各种加固方案，按照上述原则，认真细致的比选，考虑采用如下方法加固学校建筑物。1）对原墙体的加固：对原砖墙体的加固采用夹板墙加固法（水泥砂浆钢筋网片和混凝土板墙钢筋网片），混凝土板墙钢筋网片施工方法采用喷射混凝土法施工。对于层数较少，抗震验算相差不多的建筑采用水泥砂浆钢筋网片法加固。对于层数较多（四层以上）、高度超高的建筑则采用混凝土板墙钢筋网片法加固，其配筋量由设计时计算确定，这样一方面针对性解决墙体抗震承载力不足的问题，又由于采用喷射混凝土施工方法，可保证施工进度和质量。另一方面由于采用混凝土板墙加固墙体结构，使原来的纯砖砌体变为组合砌体结构，可以间接地解决建筑超高问题。2）对空心楼板及房屋横墙间距过大的问题处理。由于规范对横墙间距的要求，是根据不同的楼盖，屋盖形式确定的，所以改变楼盖、屋盖的形式可以解决规范对横墙间距要求的问题，对原空心楼板的楼盖、屋盖，采用现浇钢筋网片叠合层可以解决楼层刚度低，整体性差的弱点，使之满足规范对横墙问距的要求。3）对抗震构造措施，圈梁，构造柱设置不满足规范的处理。一般采用外包构造柱，外包圈梁或内置构造柱、钢拉杆等方法可以解决抗震构造措施，满足规范要求。但是由于采用上述办法，即影响既有建筑的立面，或减少室内的使用面积，同时，施工周期长，费用大，难以在短期内完成加固工程,不能适应本工程施工速度快、工期短的要求。所以在墙体采用混凝土板墙钢筋网片加固后，在混凝土板墙中楼层标高处同时设置混凝土暗梁，在纵横墙交接处设置暗构造柱，这样既能满足规范对砖混结构，圈梁、构造柱设置的要求，又能满足施工进度的要求。同时，又不影响建筑立面及室内使用面积和空间。4）对混凝土梁、柱的加固。当砖墙体采用水泥砂浆钢筋网片或混凝土板墙加固时，楼板采用细石混凝土钢筋网片叠合层加固后，建筑物自重将会增加15-20%左右，对建筑物的基础、柱、梁将产生加大荷载的影响，有的甚至会造成地基基础、柱、梁等结构构件承载力不足的负面结果，经结构计算后，必要时还要对混凝土梁柱、砖柱构件进行加固。对混凝土柱、砖柱等可采用外包混凝土、外包角钢法加固，混凝土梁可采用粘钢法或贴碳纤维布法加固，这些加固技术在目前都是比较常用、成熟的，同时也是被实践证明的行之有效的方法。5）对于个别需进行地基基础加固的建筑，考虑到加固效果，经济效益，施工简便易行等因素，拟采用压力注浆加固地基，基础加宽法等加固基础。上述加固方法已经应用于实际加固工程当中，施工作业方便，技术先进，进度迅速，经济效果突出，加固效果良好，在各方面都取得了良好的效益。参考文献：1、《砌体结构设计规范》GB50003-20012、《混凝土结构设计规范》GB50367-20063、《建筑抗震加固技术规程》JGJ116-20094、《建筑抗震鉴定标准》GB50023-20095、《建筑抗震设计规范》GB50011—2001（2008年版）6、《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223—20087、《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006附件1：山西省高级任职资格评审答辩论文打印纸姓名性别工作单位（印章）从事专业申报资格推荐部门审核意见（印章）年月日李雪峰男山西省建筑科学研究院结构设计高级工程师论文发表刊物刊号刊物主办单位发行时间本人角色山西建筑ISSN1009-6825山西省建筑科学研究院2010年2月独著评审委员会办事机构收审人签字：说明：1、答辩论文一律用A3（420×297）纸打印，格式照此表原样设置。须打印提交一式五份。连同刊物原件一起提交。2、打印的答辩论文须为本人在任现职期间以独立或合作第一，在本专业学术刊物公开发表的学术论文。3、评审答辩者的有关个人信息只准在打印纸头的密封栏内显示，论文中涉及的个人信息内容：一律用“本人、本单位、本部门、本市（县）”等表示。4、推荐部门系指各市人事局或省直主管部门。5、各推荐部门和各评委会办事机构对打印论文须认真核对审核，不符合要求者，不得推荐，收受。6、一页打印不完可原样续页。……..……..……..……..……..……..……..……..……..……..……○…密…○…○…封…○…○…线…○……80mm