ＩＳＳＮ １００９－８９８４ＣＮ ２２－１３２３Ｎ
长春工程学院学报（自然科学版）２０１２年第１３卷第４期
Ｊ．Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ Ｉｎｓｔ．Ｔｅｃｈ．（Ｎａｔ．Ｓｃｉ．Ｅｄｉ．），２０１２，Ｖｏｌ．１３，Ｎｏ．４
６／４２
１５－１８
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－８９８４．２０１２．０４．００６
收稿日期：２０１２－０９－０７
作者简介：丁长鑫（１９８４－），男（汉），辽宁铁岭，硕士主要研究结构工程。丁长鑫，高金宇，王宝媛
（长春工程学院土木工程学院，长春１３００１２）
摘 要：建筑物的抗震鉴定加固是实现其在地震时安全目标的重要措施之一，尤其是早期的房屋，整体性较差，抗震能力低，因而需要重点进行加固改造，以提高其综合抗震防灾能力。以上海市某教学楼为例，通过对其房屋质量检测结果，以及抗震能力进行研究、分析，运用ＰＫＰＭ结构分析计算软件，详细介绍了框架结构建筑抗震鉴定及加固的主要内容，给出了相应的加固处理措施。
关键词：框架结构；抗震鉴定；加固措施
中图分类号：ＴＵ３５２．１文献标志码：Ａ
文章编号：１００９－８９８４（２０１２）０４－００１５－０４
１ 工程概况
某教学楼建于１９９０年，该楼系一幢３层钢筋混凝土框架结构，采用柱下条形基础，房屋楼面及屋面
板均为钢筋混凝土预制多孔板，建筑面积为９４２ｍ２，整体结构呈矩形，总长度为２８．３ｍ，总宽度为１４．８５ｍ，平、立面形状基本规则，经复核，房屋建筑平面轴线位置及构件尺寸与原设计图纸基本相符。欲确保该教学楼安全，使其在地震设防中达到相关标准要求，满足７度抗震乙类设防要求，根据房屋抗震加固改造提供的技术依据对房屋进行强度校核和抗震鉴定检测，并提出相应的抗震加固建议。
２ 结构现状调查复核
现场主要对房屋的建筑结构布置、混凝土强度、构件配筋情况、构件完损状况、房屋沉降与倾斜情况进行了检测，轴线尺寸和各层层高基本符合原设计。
用５ｍ钢卷尺抽样检测梁柱截面尺寸，检测结果中包含装饰层厚度的估计误差，多数梁柱的截面尺寸与原设计基本符合
。
图１ 一层平面示意图
３ 房屋完损状况调查
房屋内、外墙面基本完好，局部有墙面裂缝情况发生；楼地面未见有明显裂缝及损坏情况，房屋两端与其他两幢房屋间接壤的沉降缝处未见有任何沉降差异现象；屋面防水层完好，屋面板底亦未发现渗漏水现象；窗、门未见变形损坏，也未发现有其他明显异常情况。
３．１ 倾斜测量情况
现场主要采用ＤＳＺ２水准仪、Ｊ２－１经纬仪对房
屋不均匀沉降和房屋倾斜情况进行了测量，受测设条件所限，部分角点棱线的相对倾斜无法测量。现场实地勘查，房屋基本完好，在外墙和梁柱表面未见裂缝等结构缺陷，房屋角点棱线的相对倾斜率在０．２２‰～０．６０‰之间，无明显倾斜规律，整体上倾斜率较小，均在规范的允许范围内。测量结果见表１。
表１ 教学楼角点倾斜测量结果
点号
东西方向
偏差值／ｍｍ测量高度／ｍ方向倾斜率／‰
南北方向
偏差值／ｍｍ测量高度／ｍ方向倾斜率／‰
Ａ ３ １３．３７９向东０．２２／／／／Ｂ ９ １３．３７９向东０．６７ ８ １３．３７９向南０．６０Ｃ １ ４．１００向西０．２４ ２ ４．１００向北０．４９无明显倾斜规律无明显倾斜规律
３．２ 材料检测情况
房屋上部结构采用钢筋混凝土框架结构，混凝
土设计强度为Ｃ１８，框架梁截面尺寸在２５０ｍｍ×
（８５０～１ ０５０）ｍｍ之间，框架柱截面尺寸均为
４００ｍｍ×３００ｍｍ，框架填充墙为实心标准砖，混合
砂浆砌筑；其余填充墙为２００ｍｍ厚轻质砖墙。该
建筑为框架结构，主要针对梁、柱的混凝土进行材料
检测，根据ＪＧＪ／Ｔ２３—２００１《回弹法检测混凝土抗压
强度技术规程》，通过对梁柱混凝土进行抽样，采用
回弹法进行强度检测，从检测结果可推定该建筑的
混凝土强度可评定为Ｃ２０，即混凝土强度达到原来
的设计强度，检测结果见表２。
表２ 梁柱混凝土强度抽样检测结果（回弹法）
构件类型构件
位置
平均值
／ＭＰａ
标准差
／ＭＰａ
最小值
／ＭＰａ
碳化
深度
／ｍｍ
评定值
／ＭＰａ
二层柱２／Ｂ ３３．４ １．３３ ３１．３＞６．０ ３１．２二层柱６／Ｂ ２９．４ ０．８
９ ２７．７＞６．０ ２８．０三层柱８／Ｂ ４１．０ １．９７ ３６．５＞６．０ ３７．７三层梁Ｂ／７－８ ３６．２ １．２５ ３４．５ ５．０ ３４．２三层梁３／Ａ－Ｂ ３６．２ １．１６ ３４．８＞６．０ ３４．３屋面梁Ｂ／７－８ ３４．８ １．７５ ３１．２＞６．０ ３１．９
４ 结构体系鉴定及验算
４．１ 结构抗震体系鉴定
本建筑框架结构按二级抗震等级进行鉴定。建筑框架结构全部为现浇混凝土，鉴定结果如下：（１）框架为双向布置，房屋局部为单跨框架。
（２）柱的截面宽度最小为３００ｍｍ，箍筋加密区箍筋间距为１００ｍｍ，箍筋直径为６ｍｍ不满足加密区箍筋最小直径。
（３）砌体填充墙与柱刚性连接，砌体填充墙在平面内和竖向的布置基本均匀对称。
４．２ 结构抗震体系验算
按照国家标准ＧＢ ５００２３—２００９《建筑抗震鉴定标准》、ＧＢ ５０２２３—２００８《建
筑工程抗震设防分类标准》、ＧＢ ５００１１—２００１，２００８版《建筑抗震设计规范》，考虑抗震设防烈度为７度，设计基本地震加速度０．１ｇ，Ⅳ场地土，根据以上要求对该结构进行抗震体系验算，计算采用中国建筑科学研究院编制的ＰＫＰＭ系列结构设计软件。计算主要条件如下：风荷载：基本风压０．５５ｋＮ／ｍ２，Ｃ类粗糙度；屋面恒载：５．０ｋＮ／ｍ２（预制板）；屋面活载：０．５ｋＮ／ｍ２（不上人平屋面）；楼面恒载：３．５ｋＮ／ｍ２（预制板及８０厚现浇楼板）；楼面活载：电教室３．０ｋＮ／ｍ２、走廊２．５ｋＮ／ｍ２；楼梯恒载：６．５ｋＮ／ｍ２；楼梯活载：２．５ｋＮ／ｍ２；墙体荷载：填充墙荷载根据墙体材料取２．５ｋＮ／ｍ２和４．５ｋＮ／ｍ２；混凝土强度：按照设计强度取Ｃ１８。
按照抗震设防标准要求，程序计算结果如下。４．２．１ 自振特性
该房屋前三阶自振周期及振型如表３所示，从表中看出，一阶自振周期为０．９３ｓ，振型为南北向平动振型，二阶自振周期为０．４５ｓ，振型为东西向平动振型，三阶自振周期为０．２９ｓ，振型为扭转振型，该房屋的自振特性在合理的范围内。
表３ 房屋前三阶自振周期
阶数周期／ｓ方向扭转系数
１ ０．９３６ ３南北向０．３３
２ ０．４４９ ５东西向０．０７
３ ０．２８９ ４扭转０．６２４．２．２ 层间位移
房屋在多遇地震作用下的层间位移角验算结果如表４所示，从表中看出，Ｘ向和Ｙ向层间位移角最大分别为１／９５４和１／５３８，基本满足规范要求。
表４ 房屋在多遇地震作用下层间位移角
楼层
层间位移角
Ｘ向（东西向）Ｙ向（南北向）
一层１／９５４ １／５３８
二层１／１１４ ７ １／７４２
三层１／１７６ ０ １／１２６ ３４．２．３ 柱承载力验算
典型柱轴压比及承载力验算结果如表５所示。从验算结果中可以看出，柱最大轴压比为０．７５，满足抗震计算要求，但加密区箍筋设置不满足要求。
６
１长春工程学院学报（自然科学版）２０１２，１３（４）
４．２．４ 梁承载力验算
典型梁承载力验算结果如表６所示，从验算结果中可以看出，梁承载力均可以满足要求。
５ 该房屋抗震评定及加固建议
５．１ 抗震评定
（１）受检房屋结构体系与原设计基本一致，轴线尺寸和各层层高基本符合原设计；主要受力截面尺寸与原设计基本符合；抽查结构梁、柱实测配筋和混凝土保护层厚度与原设计基本符合；现场实测梁柱板混凝土推定值为Ｃ２０。
（２）对房屋的抗震承载力进行了验算，结果表明房屋的自振特性在合理的范围内，层间位移验算可以满足要求。
（３）柱箍筋加密区，箍筋直径为６ｍｍ，不满足抗震构造加密区箍筋最小直径要求。
５．２ 抗震加固建议
（１）按照７度抗震设防下的重点设防类及Ｂ类建筑对该结构体系及抗震构造进行了鉴定，结果表明：柱端箍筋配筋面积尚有不足，加密区箍筋直径过小，建议在底层柱端粘贴碳纤维布，改善柱的延性。
（２）对房屋宽度ω≥０．２ｍｍ裂缝进行封闭处理（裂缝宽度ω＜１ｍｍ注入修补胶液；ω≥１ｍｍ采用改性水泥注浆料），保证正常感观和正常功能使用要求。
（３）西北角外置楼梯两个方向均为单跨结构，该楼梯为房屋主要通道，人员较为集中，为保证该楼梯的可靠性，应进行适当的加固处理，对外置楼梯四角适当增设落地支撑柱，增强楼梯的整体稳定性。加固示意图如图２所示。
表５ 典型柱轴压比及承载力验算结果
柱
位
置
轴
压
比
东西向房屋结构改造加固
纵筋／ｍｍ２
计算实配
南北向
纵筋／ｍｍ２
计算实配
加密区箍筋／
ｍｍ２·０．０１ｍｍ－１
计算实配
一层１／Ａ ０．６５ ８００ ９４２ ４００ ６２８ １７０ ５７
一层５／Ｂ ０．７５ ７００ ９４２ ５００ ６２８ ２００ ５７
一层８／Ａ ０．５３ ４００ ９４２ ５００ ６２８ １５０ ５７
二层１／Ａ ０．３９ ７００ ７６３ ３００ ５０９ １１０ ５７
二层５／Ｂ ０．４５ ５００ ７６３ ４００ ５０９ １３０ ５７
二层８／Ａ ０．２８ ４００ ７６３ ４００ ５０９ １１０ ５７
三层１／Ａ ０．１３ ５００ ６０３ ３００ ４０２ ９０ ５７
三层８／Ａ ０．０９ ４００ ６０３ ４００ ４０２ ９０ ５７
表６ 典型梁承载力验算结果
梁位置梁底纵筋／ｍｍ２
计算实配
左端梁顶纵筋／ｍｍ２
计算实配
右端梁顶纵筋／ｍｍ２
计算实配
梁端箍筋／ｍｍ２·０．０１ｍｍ－１
计算实配
二层１／Ａ－Ｂ １ ３００ １ ３８８ ８００ １ ５２３ ８００ １ ５２３ ３０ ５０二层４／Ａ－Ｂ １ ７００ １ ８８５ ８００ ２ １９９ ８００ ２ １９９ ４０ ５０二层Ｂ／４－５ ３００ ６０３ ４００ ６８１ ４００ ６８１ ５０ ５０三层１／Ａ－Ｂ １ ３００ １ ３８８ ８００ １ ５２３ ８００ １ ５２３ ３０ ５０三层４／Ａ－Ｂ １ ６００ １ ８８５ ８００ ２ １９９ ８００ ２ １９９ ４０ ５０三层Ｂ／４－５ ３００ ６０３ ４００ ６８１ ４００ ６８１ ５０ ５０屋面１／Ａ－Ｂ ７００ ９４２
８００ １ ０７７ ８００ １ ０７７ ３０ ５０屋面４／Ａ－Ｂ １ ２００ １ ３８８ ８００ １ ５２３ ８００ １ ５２３ ３０ ５０屋面Ｂ／４－５ ３００ ６０３ ４００ ６８１ ４００ ６８１ ５０ ５
０
图２ 加固示意图
７１
丁长鑫，等：框架结构房屋抗震鉴定及加固措施
６ 结语
该房屋建筑结构布置、构件截面尺寸及配筋与原设计一致，整体施工质量良好。房屋梁、柱混凝土强度满足设计强度的要求，应对底层柱及外置楼梯进行适当加固。
在对工程进行检测加固前一定要对建筑物的结构特征、几何尺寸、材料性能以及使用情况进行详细的调查和检测，为加固设计提供可靠的依据。
在加固设计时，应充分考虑原设计规范和目前新规范之间的差异，重新建模计算，对原设计在新规定的条件下进行承载力复核和抗震验算并根据实际条件提出相应合理的加固建议。
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Ｓｅｉｓｍｉｃ ａｐｐｒａｉｓｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ
ｏｆ ｆｒａｍｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｂｕｌｉｄｉｎｇ
ＤＩＮＧ Ｃｈａｎｇ－ｘｉｎ，ｅｔｃ．
（Ｆａｃｕｌｔｙ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ
ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００１２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｅｉｓｍｉｃ ａｐｐｒａｉｓｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅ－ｎｉｎｇ ｏｆ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍ－ｐｏｒｔａｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ ｓａｆｅｔｙ ａｉｍ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｅａｒｔｈ－ｑｕａｋｅ．Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ｅａｒｌｙ ｈｏｕｓｅｓ ｗｉｔｈ ｐｏｏｒ ｉｎ－ｔｅｇｒｉｔｙ ａｎｄ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ ａｂｉｌｉｔｙ，ｓｏ ｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｉｍ－ｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄｄｉｓａｓｔｅｒ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ａ－ｂｏｕｔ ｓｅｉｓｍｉｃ ａｐｐｒａｉｓｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｓｅｉｓｍｉｃ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅ－ｎｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｆｒａｍｅ－ｂｅｎｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ｇｉｖｅｎ，ｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ ｏｆ ｏｎｅ Ｓｈａｎｇｈａｉ ｅｄｕｃａｔｉｏｎａｌｂｕｉｌｄｉｎｇ．Ｔｈｅ ｓｔｕｄｉｅｓ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｍａｄｅｏｎ ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｎｄ ｓｅｉｓ－ｍｉｃ ａｂｉｌｉｔｙ ｂｙ ＰＫＰＭ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆｒａｍｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ；ｓｅｉｓｍｉｃ ａｐｐｒａｉｓｅｍｅｎｔ；
ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ
８
１长春工程学院学报（自然科学版）２０１２，１３（４）
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