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办公楼的抗震鉴定及加固

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我国是一个多地震的国家,地震活动的分布范围十分广泛,地震造成的危害不可忽视。在我国,砌体结构广泛应用于住宅、办公楼、办公楼、医院等建筑中。历次地震灾害表明砌体结构整体抗震性能差、延性低、易发生脆性破坏,造成了大量的人员伤亡及财产损失。

几十年来,对房屋建筑的抗震加固,传统上采用增设钢筋混凝土构造柱和圈梁、抗震墙、夹板墙、钢拉杆、钢支撑、钢构套,以及扩大受力构件截面等方法,这些方法都会对原建筑外观及功能造成影响,且在增加结构刚度的同时增加了地震作用。

一、工程概况

某办公楼抗震设防烈度为7度,地震分组为第二组,基本地震加速度为0.10g.为四层局部五层砖混结构,实心砖墙承重,现浇混凝土楼屋面,墙下条形基础和柱下独立基础。

该办公楼一至四层层高为3.6m,局部五层层高为4.5m.门宽0.9m,高3.3m;窗宽1m或1.5m,高2.4m。

二、结构抗震鉴定

根据《建筑抗震鉴定标准》(GB50023-95)(以下简称《鉴定标准》),抗震鉴定方法分为两级,第一级鉴定以宏观控制和构造为主进行综合评价,第二级鉴定以抗震验算为主结合构造影响进行综合评价。建筑物加固是根据建筑物的鉴定结论,针对建筑物的缺陷和损坏进行修复,以恢复或提高建筑物的安全性和耐久性。

(一)第一级鉴定

1.该办公楼平面布置较为规则,结构上沿(4、5)、(9、10)轴设置伸缩缝将整幢楼上部结构完全分开为四层或五层的独立结构,导致该办公楼楼梯设置在各独立结构的尽端,不满足《建筑抗震设计规范》(GB5011-2001)第7.1.7条。现场检查一至三层(E)-(3-4)、(10-11)楼梯纵墙端部设置混凝土构造柱,四、五层楼梯(E)轴纵墙端部未设置混凝土构造柱,导致该片纵墙在(4、10)轴位置无约束,形成自由端,同时楼梯采用悬挑梁搁置梯板,构成抗震薄弱部位。

2.该办公楼一至四层层高为3.6m,局部五层层高为4.5m。房屋总高度及层数满足《建筑抗震设计规范》(GB5011-2001)第7.1.2条和《建筑抗震鉴定标准》(GB50023-95)第5.1.1条7度抗震设防要求,但局部五层层高为4.5m,超过抗震要求3.6m。

3.房屋的高宽比满足《建筑抗震设计规范》(GB5011-2001)第7.1.4条和《建筑抗震鉴定标准》(GB50023-95)第5.2.1条7度抗震设防要求。

4.房屋的结构体系与墙体布置满足《建筑抗震设计规范》(GB5011-2001)第7.1.7条和《建筑抗震鉴定标准》(GB50023-95)第5.2.1条要求。

5.房屋抗震横墙的最大间距满足《建筑抗震设计规范》(GB5011-2001)第7.1.5条和《建筑抗震鉴定标准》(GB50023-95)第5.2.1条7度抗震设防要求。

6.墙体的砂浆强度等级满足《建筑抗震鉴定标准》(GB50023-95)第5.2.2条7度抗震设防要求“7度时超过三层时砖砌体不应低于M1”。

7.房屋每层的纵横墙均设置闭合圈梁,圈梁截面高度符合《建筑抗震设计规范》(GB5011-2001)第7.3.4条要求。

8.承重的门窗间墙最小宽度为0.5m,外墙尽端至门窗洞边的距离,不满足《建筑抗震鉴定标准》(GB50023-95)第5.2.4条7度抗震设防时不小于0.8m的要求,但外墙尽端设有构造柱。

9.办公楼(1-9)轴一至三层抗震横墙的间距不满足《建筑抗震鉴定标准》(GB50023-95)第5.2.5条7度抗震设防、砂浆强度等级M5的要求;(1-9)轴四层及(10-14)轴抗震横墙的间距满足《建筑抗震鉴定标准》(GB50023-95)第5.2.5条7度抗震设防、砂浆强度等级M5的要求。

(二)第二级鉴定

第二级鉴定以抗震验算为主结合构造影响进行综合评价。本工程采用中国建筑科学研究院的PKPM系列结构软件中PMCAD对该楼墙体进行承载力验算。计算时,实心砖墙砌筑砂浆抗压强度一至三层均取为M5.0,四、五层取为M2.5,砖抗压强度取为MU7.5,震设防烈度为7度,地震分组为第二组,基本地震加速度为0.10g.房屋整体依据《砌体结构设计规范》根据楼、屋盖类别及横墙间距按刚性方案计算内力,楼屋面荷载按设计要求和《建筑结构荷载规范》取值。验算结果表明沿轴线纵横墙体大片墙抗震验算均满足要求。一至三层(E)-(2-9)轴纵横墙交接处和一层(B)-(12-14)轴纵横墙交接处,局部墙片由于相对侧移刚度较大,产生水平地震剪力集中现象,导致抗震验算不满足要求。

三、抗震加固技术措施

对抗震验算不满足要求的一至三层(E)-(2-9)轴纵横墙交接处和一层(B)-(12-14)轴纵横墙交接处的局部墙片,通过调整墙段两侧洞口尺寸及位置,以调整墙段相对刚度来改变墙段承担的地震剪力的处理方法,上述墙片抗震鉴定系数可达到要求。即将抗震验算不满足要求的一至三层(E)-(2-9)轴纵横墙交接处的局部墙段两侧窗户增高,从而改变墙段相对刚度来改变墙段承担的地震剪力,达到抗震鉴定要求;在窗边设置栏杆,以满足安全要求;对一层(B)-(12-14)轴纵横墙交接处抗震验算不满足要求的局部墙片,通过调整门位置,来改变墙段相对刚度来改变墙段承担的地震剪力,达到抗震鉴定要求;对四、五层楼梯(E)轴纵墙端部增设混凝土构造柱,对楼梯间悬挑梁端部增设混凝土柱。

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