砌体结构房屋抗震鉴定与抗震加固技术要点分析
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摘要:美术教师个人工作总结上世纪后半叶，由于造价低、施工便捷、保温隔热好等优点，我国建造了大量的砌体结构房屋，但同时由于砌体结构整体性较差以及砌体墙抗剪强度较低等缺点，致使大量砌体结构房屋在经历地震往复荷载作用下产生损伤积累，最终导致墙体开裂甚至整体倒塌。对未经历地震作用的砌体结构，很多已经接近其设计使用年限甚至超过其设计使用年限但仍在使用，因此，急需对这部分砌体结构进行抗震鉴定和抗震加固，以满足其抗震要求。本文围绕砌体结构房屋抗震鉴定和抗震加固的技术要点进行简要梳理，最后探讨轻质混凝土在结构加固中的可行性。
关键词:砌体结构；抗震鉴定；抗震加固
1、砌体结构抗震鉴定检测
在砌体结构抗震鉴定前，需对结构构件的力学参数和几何参数进行检测，其中砌体的抗压强度是必需检测的力学参数，可采用原位轴压法等方法直接检测砌体的抗压强度，也可采用分别检测砌块强度（回弹法等）及砂浆强度（如回弹法等）来“推算”砌体的强度。由于砌体结
构在抗震鉴定时需要分别判断砂浆、砖或砌块是否满足各自的最低强度等级限值，因此，在实际检测鉴定工作中，常采用分别检测砖（砌块）强度和砂浆强度的方式。
1.1取样法检测砖、砌块强度
对于既有砌体结构砖、砌块的强度检测，使用回弹法虽然具有简单便捷的优点，但对于一些特殊的砖、砌块的强度检测，回弹法的检测结果往往具有较大误差，此时，若使用取样法从砌体构件上取样，然后按照规定的程序进行抗压强度试验，就可得到直接准确的砖、砌块抗压强度。值得注意的是，如果需要依据块材强度和砂浆强度来确定砌体构件抗压强度，块材的取样位置应与砌筑砂浆的检测位置相对应。
1.2砂浆抗压强度检测
砌筑砂浆的抗压强度可采用取样的方法检测，如推出法、筒压法、砂浆片剪切法等；砌筑砂浆抗压强度的匀质性，可采用非破坏的方法检测，如回弹法、贯入法等，当这些方法用于检测砌筑砂浆抗压强度时，宜配合取样的检测方法进行对比校核。
1.3预制楼、屋面板承载力检测
对于建造年代较久远的砌体结构房屋，很多时候由于缺少图纸，且楼板采用预制板的形式，预制板的规格难以确定，此时可采用静载试验的方法检验预制楼板的承载力。首先需计算出板面荷载设计值，然后采用堆水袋的方式模拟板面荷载（水袋易于运输，水袋中的水也易于增减，模拟的静荷大小也可逐级加载或卸载），同时还需使用千分计测量在试验过程中，板跨跨中等部位的挠度值。
2、砌体结构抗震鉴定技术要点
2.1A类砌体结构抗震鉴定
A类砌体结构不满足第一级鉴定要求，又未出现规范规定的5种超限情况时（①房屋层数超过规范规定限值；②房屋横墙间距超过规范规定的刚性体系最大值4m及以上；③房屋的高宽比大于3；④纵横墙交界处连接不符合要求；⑤楼屋盖构件支撑长度少于规范规定最小支撑长度的75%），则应进行第二级鉴定。第二级鉴定是以抗震验算为主结合构造影响进行的综合评价，应按房屋的纵横两个方向分别进行，验算的方法有简化法（验算抗震横墙间距和宽度）、综合能力指数法和抗震设计规范承载力验算法（其中材料的力学性能采用89版抗震设计规范数据）。
一般情况下，A类砌体结构的第二级鉴定采用综合能力指数法即可判断其抗震鉴定是否满足要求；对于结构的质量和刚度沿高度分布明显不均匀或设防烈度为7、8、9度，房屋层数分别超过6、5、3层时，应采用抗震设计规范的抗震承载力验算方法并结合楼层综合能力指数法进行验算分析，最终判断结构是否满足抗震鉴定要求。
2.2 B类砌体结构抗震鉴定
B类砌体结构必须进行第二级抗震鉴定，B类砌体结构房屋的抗震承载力验算（第二级抗震鉴定）可根据房屋的实际情况分别选用简化验算法、综合能力指数法或抗震设计规范法。当砌体砌筑砂浆实测强度大于2.5Mpa，各层层高相等，结构较规则均匀且层高和墙体开洞情况符合刚性体系房屋条件时，其横向抗震承载力可采用简化验算法。当砌体砌筑砂浆实测强度不大于2.5Mpa，各层层高相当且较规则均匀的B类多层砌体结构房屋的抗震承载力验算可采用综合抗震能力指数法；除烈度影响系数λ比A类砌体结构有所提高外，其余鉴定方法与A类砌体结构的第二级鉴定相同。抗震设计规范法是指按底部剪力法或振型分解反应谱法求出地震作用，当场地处于抗震不利地段时，尚应对地震作用乘以1.1~1.6的增大系数，然后选择从属面积较大或竖向应力较小的墙段进行抗震承载力验算。当第一级鉴定中
存在不满足的情况时，可根据不满足的具体内容按A类砌体结构第二级鉴定中的方法确定体系影响系数φ1和局部影响系数奶酪煎蛋φ2。
2.3基准面积率ξoi的确定
综合能力指数法分为楼层平均抗震能力指数法、楼层综合抗震能力指数法和墙段综合抗震能力指数法；这三种“指数”的计算，均需要先按纵、横两个方向确定抗震墙基准面积率ξoi。值得注意的是，在使用规范相关表格进行查表的时候，其前提是楼层单位面积重力荷载代表gE（gE可根据现行《建筑抗震设计规范》GB50011进行计算）为12kN/m2，当楼层单位面积重力荷载代表gE为其他数值时，查表时，规范表格中的数值需乘以gE/12。
2.4从属面积Abij的计算
在计算墙段综合抗震能力指数时，需要确定第i层第j墙段及楼盖影响的从属面积Abij，在横向上，其计算方法如下：
1)刚性楼盖体系。从属面积Abij按第i层的侧向刚度进行分配：Abij=(Kij/ΣKij)Abi，Abi为第i楼层建筑平面面积(计算墙体外沿)。
2)柔性楼盖体系。从属面积Abij按墙段实际承荷面积计算：Abij=Abij,o洛克王国雪精灵练级，Abij,o为第i层第j墙段实际承荷面积。
3)中等刚性楼盖体系。从属面积Abij按上述两种方法的平均值计算：Abij=0.5[(Kij/ΣKij)Abi+Abij,o]。
对于纵墙上墙段的从属面积Abij计算，当房屋纵向尺寸比横向尺寸大很多，且纵墙的间距又比较小的时候，无论楼盖采用哪种形式（装配式楼盖需保证其自身的整体性），房屋纵向的刚度都比较大，可按刚性楼盖考虑，也就是说，纵墙上墙段从属面积Abij可依据刚性楼盖体系相应的公式进行计算。
3、砌体结构抗震加固
既有砌体结构的抗震加固，并不是简单依据抗震鉴定报告的结果，针对缺乏抗震构造措施或承载力不足的抗侧力构件执行“头痛医头，脚痛医脚”的加固方式，而是应该把建筑结构视为一个整体，在整体上提高结构的抗震构造措施或提高结构承载力，或者两者同时提高。只有这种不局限于结构局部的加固理念，才能使最终的加固结果达到技术先进、造价较优的效果。
3.1地基基础加固
抗震加固时，天然地基承载力可计入建筑长期压密的影响，并按现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023规定的方法进行验算。其中，基础底面压力设计值应按加固后的情况计算，而地基土长期压密提高系数仍按加固前取值。当基础底面压力设计值超过地基承载力特征值在10%以内时，可采用提高上部结构抵抗不均匀沉降能力的措施；当基础底面压力设计值超过地基承载力特征值在10%及以上时或建筑已出现不容许的沉降和裂缝时，可采取放大基础底面积、加固地基或减少荷载的措施。
3.2砌体结构上部结构抗震加固技术要点
当采用楼层综合抗震能力指数进行结构加固后抗震能力验算时，体系影响系数和局部影响系数应根据房屋加固后的状态取值，加固后楼层综合抗震能力指数应不小于1.0，并应防止出现新的综合抗震能力指数突变的楼层（具体操作时，可按楼层综合抗震能力指数不大于下一楼层的20%进行控制）。对于A类和B类建筑，多层砌体房屋加固后的楼层综合抗震能力指数应按公式βs=ηφ1sφ2sβ0计算。式中βs为加固后楼层的综合抗震能力指数；η为加固增强系数；β0为楼层原有的抗震能力指数；φ1s、φ2s分别为加固后体系影响系数和局部影
响系数。
当采用抗震承载力验算砌体结构抗震加固后的承载能力时，应按公式S≤φ1sφ2sRs/中国女装十大品牌γRS（式中S为加固后结构构件内力组合的设计值；Rs为加固后计入应变滞后等因素的构件承载力设计值；γRS为抗震加固的承载力调整系数）计算，并应防止加固后出现新的层间受剪承载力突变的楼层。
结构的整体加固方案应根据结构类型，从结构体系、抗震构造措施、抗震承载力及易倒易损构件等方面综合考虑后确定。目前常用的整体加固方案有“水泥砂浆和钢筋网砂浆面层加固”、“钢绞线网-聚合物砂浆面层加固”、“板墙加固”、“增设抗震墙加固”及“外加圈梁-钢筋混凝土柱加固”等方法。
3.3轻骨料混凝土在砌体结构加固中的应用
轻骨料混凝土相对于普通混凝土来说，其力学性能稍差，但其材料重度却可大幅降低；当结构对混凝土的延性需求不高，并希望拥有较低的结构自重时，可用轻骨料混凝土替代普通混凝土。在构件层次，在减小自重的同时，可使使用荷载得到提高；对结构整体来说，结构自重的减小，可减轻地震作用，最终取得较优的技术和经济效果。

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