中小学校舍安全工程论文

1中小学校舍加固依据

A类结构的抗震验算，优先采用与抗震鉴定相同的简化方法，但应按加固后的实际情况，取相应的计算参数和构造影响系数“；JGJ116-2009”明确不同后续使用年限的抗震验算方法。对于后续使用年限50年的中小学校舍，结构材料性能设计指标、地震作用、地震作用效应调整、结构构件承载力抗震调整系数均应按现行设计规范、规程的有关规定执行。对于后续年限少于50年的结构，按现行《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）规定的A、B类建筑结构，其设计特征周期，原结构构件材料性能设计指标、地震作用效应调整等应按GB50023-2009规范规定采用，结构构件的“承载力抗震调整系数”应采用“抗震加固的承载力调整系数”替代。A类建筑，新增钢筋混凝土构件、砌体墙体仍按单构件对待“，抗震鉴定的承载力调整系数”加固后的构件仍应依据其原有构件按“GB50023-2009”规定采用。B类建筑，宜按现行国家GB50011-2010规范规定的“承载力抗震调整系数”值采用。对于加固的砌体块材、砂浆和混凝土强度等级、钢筋、钢材的性能指标应符合GB50011-2010第3.9节第3.9.2条第3款的要求规定，其他各种加固材料和胶粘剂的性能指标应符合国家相关标准、规范要求。

2中小学校舍几种结构类型建筑的加固

2.1多层砌体建筑的加固

适用条件是多层砌体的最大高度和层数符合“GB50023-2009”的第5.1.2、表5.2.1、第5.3.1、表5.3.1规定的要求，加固后的楼层、墙段综合抗震能力指数，按“GB50011-2010”验算墙段截面抗震受剪承载力，在“JGJ116-2009”第5.1.4、5.1.5条中的公式5.1.4、5.1.5-1、5.1.5-2中的BO、VRO皆为原先楼层或墙段综合抗震能力指数，原有墙段的受剪承载力设计值，这些值均以“GBG50023-2009规范”的计算结果为依据，各种系数仍按“GBG50023-2009”规定取值计算，加固的ψ1、ψ2取值按“JGJ116-2009”第5.1.4、5.1.5条条文说明，满足相应条件均取1.0，那么公式5.1.4、5.1.5-1、5.1.5-2中只有“η”加固增强系数，按不同的加固方法计算出不同的增强系数，加固后验算的实际是鉴定计算的“接力”，基础数据来自鉴定计算。

2.1.1水泥砂浆和钢筋网砂浆面层加固

“JGJ116-2009”第5.3.7条强调了以下几点：①板墙与原有楼板，周边结构构件应采用短筋，拉结钢筋可靠连接；②板墙的钢筋应与原墙充分锚固；③板墙应有基础，条件允许时基础埋深同原有基础。第5.3.1、5.3.2这两条明确规定了这种加固的设计方法、构造要求；加固后的楼层抗震能力的增强系数计算公式5.3.2-1、5.3.2-2，以及加固的砖墙刚度提高系数计算公式5.3.2-3、5.3.2-4、5.3.2-5，如何施工见5.3.3条，具体做法见09SG619-1第44～57页。

2.1.2采用钢筋混凝土板墙加固

“JGJ116-2009”第5.3.7～5.3.9条钢筋混凝土板墙加固时，由于混凝土与砖砌体的弹性模量相差较大，混凝土不能充分发挥作用，因而其强度等级不宜过高，厚度也不宜过大，第5.3.7条强制性条文要求：①板墙与原有楼板，周边结构构件应采用短筋、拉结筋可靠连接；②板墙的钢筋应与原墙体充分锚固；③板墙应有基础，条件允许时基础埋深同原有基础。板墙加固后，楼层抗震能力的增强系数可按“JGJ116-2009”公式5.3.2-1计算，其中板墙加固墙段的增强系数，原有墙体的砌筑砂浆强度等级为M2.5和M5.0时可取2.5；砌筑砂浆强度等级为M10时可取0.8。其施工方法参照双层加固要求做即5.3.3条，板墙可支模浇筑或采用喷射混凝土，其具体做法可见09SG619-1第17～44页。

2.1.3增设抗震墙加固

“JGJ116-2009”第5.3.10～5.3.12条是增设砌体抗震墙加固设计的材料构造，连接做法，新老墙的连接，新墙基础要求经加固，横墙间距的体系影响系数应作相应改变，楼层抗震能力的增强系数按5.3.10公式计算。采用增设现浇钢筋混凝土抗震墙加固砌体房屋时，应符合“JGJ116-2009”5.3.12条规定，加固后楼层增强系数按5.3.10公式计算，其中增设墙段的厚度可按240计算，墙段的增强系数，厚墙体砌筑砂浆强度等级不高于M7.5时可取2.8，M10时可取2.5。

2.2多层钢筋混凝土框架建筑的加固

2.2.1一般规定

本节与GB50023-2009第6章有密切关系，钢筋混凝土房屋的加固，体系的选择和综合抗震能力验算是基本要求，应注意以下几点。①要从提高房屋的整体抗震能力出发，防止因加固不当而形成搂层刚度、承载力分布不均匀或形成短柱、短梁、强梁弱柱等新的薄弱环节。②在加固的总体决策上，应从房屋的实际情况出发，侧重于提高承载力或提高变形能力或二者兼有，必要时，也可采用增设抗震墙，改变结构体系集中加固，而不必对每根梁柱普遍加固。③加固结构体系的确定，应符合抗震鉴定结论而提出的方案，当改变原框架结构体系时，应注意计算楼型是否符合实际，整体影响系数和局部影响系数的取值方法应明确。④加固的抗震验算与砌体结构类似，也可采用与抗震鉴定同样的简化方法；此时，混凝土结构综合抗震能力应按加固后的结构状况，确定其地震作用，楼层屈服强度系数，体系影响系数和局部影响系数的取值。加固后的验算方法：采用综合抗震能力指数方法时，就是采用“GBG50023-2009”第6.2节第二级鉴定规定的方法，取典型的平面结构计算；但其中，结构的地震作用要根据加固后的实际情况按“JGJ116-2009”第3.0.4条规定计算；构件的抗震承载力除了按“GB50023-2009”附录C计算外，仍需按“JGJ116-2009”第六章规定考虑新增构件应变滞后和新旧构件协同工作的程度的影响，体系影响系数和局部构造影响系数也按本章的有关规定确定。

2.2.2加固方法：

“JGJ116-2009”第6.2.1条列举了结构体系和抗震承载力不满足要求时，可供大家选择的有效加固方法。在加固之前，应尽可能的卸除加固构件相关部位的全部荷载（起码是局部停止使用）。原有的A类混凝土框架结构体系属于单向框架时，需通过节点加固成双向框架，当节点加固程度较大，也可按GB50011-2010框架—抗震墙结构的墙体布置要求，增设一定数量的钢筋混凝土墙体并加固相关节点而改变结构体系，从而避免对所有的节点予以加固；对于B、C类混凝土框架结构，当时执行的GB50011已经明确规定设计为双向框架，一般不会出现单向框架。单跨框架对抗震不利是十分明确的，当鉴定报告结论明确要求加强时，可按本条规定选择增设墙体、翼墙、支撑或框架柱的方法；需注意增设墙、支撑、柱的最大间距，应按多道防线的设计原则，符合设计规范。框架—抗震墙结构的墙体布置最大间距的规定，且不得大于24m，框架—抗震结构的抗震墙之间楼、屋盖的长宽比见GB50011-2010第6.1.6表6.6.1；各种加固方法在“JGJ116-2009”第6.3节中有详细叙述。

2.2.3加固设计及施工

本节将从设计、材料、施工详细的介绍几种近年来成熟的加固补强的具体方法。

2.2.3.1增设抗震墙或翼墙

增设抗震墙的加固方法，通过改变结构体系实现多道设防，避免对梁、柱的普遍加固，设计按框架—抗震墙结构进行，为了使增设抗震墙加固有效，以下几点应注意：①墙体的最小厚度；②墙体的最小竖向和横向分布筋；③新增构件的应力滞后，在进行抗震承载力验算时，新增混凝土和钢筋强度均应乘以折减系数；④加固后抗震墙之间楼、屋盖长宽比的局部影响系数应作相应改变。增设钢筋混凝土抗震墙或翼墙加方法的构造要求及加固后截面的抗震验算方法，地基承载力、复核梁跨度减小，以及确保新老构件连接的三种方法：锚筋连接、钢筋混凝土套连接、锚栓连接及施工要求见“JGJ116-2009”的第6.3.2、6.3.3条，施工加固可参见09SG619-1第94～99页。

2.2.3.2钢筋混凝土套加固

“JGJ116-2009”第6.3.7条强制性条文规定了采用钢筋混凝土套加固的基本要求，使用这种方法，必须注意以下几点。①混凝土套的纵向钢筋要与其两端的原结构构件如楼盖、屋盖、基础和柱的上下等可靠的连接。②应考虑新增部分的应力滞后，作为整体构件验算承载力，新增的混凝土和钢筋的强度，均应乘以折减系数。A、B、C类建筑不同，采用钢筋混凝土套加固的设计要求不同；对新增的箍筋，应采取措施加强与原构件的拉接，如采用锚筋、锚栓、短筋焊接等方法。加固后的梁柱可作整体构件进行抗震验算，其现有的承载力，A、B类钢筋混凝土结构可按现行“GB50023-2009”规定的方法确定，C类钢筋混凝土结构可按现行GB50010-2010规定的方法确定。其中，新增钢筋混凝土的强度折减系数不宜大于0.85；当新增的混凝土强度等级比原框架柱高一个等级时，可直接按原强度等级计处而不再计入混凝土强度的折减系数。对于A、B类钢筋混凝土结构，按楼层综合抗震能力指数验算时，梁柱箍筋、轴压比等的体系影响系数可取1.0。钢筋混凝土套的施工要求见“JGJ116-2009”第6.3.9条，施工详图可参见09SF619-1第91～99页。

2.2.3.3粘贴钢板加固

“JGJ116-2009”第6.3.10条是参照《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2006）制定的，该条规定了采用粘贴钢板加固方法的要求，加固前应卸载，且应注意防火和防腐的要求。GB50367-2006规范中承载力计算公式是针对静载的，胶粘剂在拉压反复作用下的性能与荷载下有所区别，从偏于安全的角度，采用GB50367-2006的计算公式时，原有混凝土构件的抗震承载力与抗震鉴定时的取值相同，需取rRa（其值依据后续使用年限的不同而变，均小于1.0），而钢板部分的承载力的“抗震加固承载力调整系数”取1.0，例如斜截面受剪承载力验算公式为：V≤V0/rRa+VSP，式中V0/rRa为原有钢筋混凝土构件的抗震承载力，对于A、B类，可按“GB50023-2009”第6章的有关附录计算，即材料强度、计算公式与现行GB50010-2010规范不同。为了解决粘贴的钢板与原结构构件的有效粘接，宜采用膨胀栓压紧钢板使胶粘剂均匀。

2.2.3.4粘贴纤维布加固

“JGJ116-2009”第6.3.11同样来自GB50367-2006规范，但对采用粘贴纤维布加固梁柱时提出了一些要求，与粘钢一样，也提出了加固设计和施工要求，加固前应卸载，并强调对碳纤维的防火要求。GB50367-2006规范中的承载力计算公式也是针对荷载的，与粘钢加固一样，对原有混凝土构件的抗震承载力与抗震鉴定时的值相同，需取rRa（其值依据后续使用年限的不同而变，均小于1.0），碳纤维部分的承载力的抗震加固承载力调整系数取1.0。无论梁、柱原有混凝土构件抗震承载力与抗震鉴定时的取值相同，需取rRa（其值依据后续使用年限不同而变，均小于1.0）；施工前应先卸载，具体做法详见09SG619-1第85、86页。

3结语

以上着重介绍现有中小学校舍最常用的多层砌体建筑，多层钢筋框架建筑的加固成熟常用的一些方法，相关的构件加固如预制板、木屋架单层砌体校舍在相关的标准图中都有详尽的交代，但对于一些基层现存的木屋架单层砌体校舍，无圈梁、无构造柱、无施工图、无地质勘察报告，建议拆除重建，已无加固价值。

作者：刘翀单位：宿州市建设工程质量监督站