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摘  要：汶川地震后，中小學房屋質量引起了社會關注。2009年，國務院推出校舍安全工程，旨在對全國各中小學校舍進行整體質量調查和改造重建。為落實《全國中小學校舍安全工程實施方案》，需對某小學校舍進行安全鑒定，為房屋抗震加固處理提供技術依據。通過對建筑物現狀檢測，判定結構改造后安全性，并提出結構加固方案。
關鍵詞：中小學教學樓；房屋抗震；房屋檢測；鑒定
 
一、房屋概況
   基本情況：上海某小學教學樓，建于1959年，因教學安排需要，該小學師生已搬遷，房屋為空置。
教學樓平面形狀為矩形，總長39.8m，總寬為14.2m，建筑面積約1666m²，共3層，無地下室，一層、二層層高均為3.6m，三層層高3.4m，總高約10.6m。該建筑主要用于教學，現狀為空置，磚混結構，現澆混凝土樓面板，屋頂為木結構、內走廊，走廊和房間內樓面無高差。一層建筑平面圖如下：

  根據《建筑抗震鑒定標準》(GB50023-2009)要求，教學樓抗震設防類別為乙類，抗震設防烈度為7度，按照后續使用年限30年進行抗震鑒定。
二、房屋現狀核查結果
2.1結構材性測試
2.1.1砌體強度測試結果
   該建筑結構形式為磚混結構，220厚實心粘土磚墻體為承重墻體。現場采取回彈法對磚砌體強度進行了抽查測試，操作過程按照《回彈儀評定燒結普通磚強度等級的方法》(JC/T796-1999)進行。經檢測，磚砌體強度等級最小為MU10。建議驗算時取檢測強度等級MU10，磚強度等級滿足規范規定最低等級為MU7.5的要求。
2.1.2砌筑砂漿強度測試結果
   該建筑結構形式為磚混結構，220厚實心粘土磚墻體為承重墻體。現場采取貫入法對砌筑砂漿強度進行了抽查測試，操作過程按照《貫入法檢測砌筑砂漿抗壓強度技術規程》(JGJ/T136-2001)進行。經檢測，砌筑砂漿強度值最低為0.8MPa，平均值為1.5MPa。建議驗算時砌筑砂漿強度等級取M1.1，砂漿強度等級滿足規范規定最低等級為M1的要求。
2.1.3混凝土強度測試結果
   該建筑結構形式為磚混結構，現場采用回彈法對房屋梁、柱等構件混凝土強度進行測試。經檢測，教室橫梁等構件混凝土強度實測最低為12.7MPa，平均值為16.1MPa，驗算時建議采用C15。
2.2房屋建筑、結構測繪
  由于委托方未能提供該建筑的設計圖紙，現場對房屋的主要建筑結構尺寸、結構布置及主要構件截面尺寸進行了人工測繪，主要檢測內容、檢測方法及檢測結果如下:
2.2.1房屋主要建筑尺寸測繪
采用LeicaDisto^TMA5型手持式激光測距儀及鋼卷尺，對房屋的主要軸線間距及樓層層高進行測量。
2.2.2房屋結構情況測繪
  現場對房屋的結構布置情況做現場測繪，并對該建筑使用情況進行調查了解，并檢測其有無改造痕跡。經現場檢查、調查，未發現結構改造痕跡。
三、房屋完損狀況勘查檢測結果
3.1地基基礎
  經現場檢測，房屋四周棱線最大傾斜率為6.0‰，未發現明顯的墻體沉降裂縫，房屋主體和四周散水連接處未見明顯沉降裂縫，地基基礎基本滿足安全使用要求。
該建筑地基基礎經多年使用，在上部使用荷載無明顯變化情況下，認為可滿足安全使用要求，地基基礎處理無嚴重靜載缺陷。
3.2上部結構
3.2.1房屋棱線傾斜測量結果
  現場采用經緯儀棱線投射法對房屋外棱線傾斜進行了測量，傾斜測量結果包含施工誤差在內。由傾斜測量結果分析，該建筑四角棱線傾斜方向較一致，整體朝西北方向傾斜，由南向北最大傾斜率為2.5‰，由東向西最大傾斜率為6.0‰。
  現場對二層樓面進行高差測量，高差測量結果和傾斜測量結果所反映的房屋傾斜方向基本一致，整體表現西側比東側低。
  經現場檢測，該建筑房屋四周棱線最大傾斜率為6.0‰，考慮施工誤差和現場對上部結構檢查結果，認為地基基礎無嚴重靜載缺陷，地基基礎尚能滿足安全使用要求。
3.2.2房屋完損
  經現場檢測，該建筑為學校教學樓，南、北側房間均為教室（局部為衛生間），中間為縱向內走廊。現場檢查發現，局部樓、地面、屋面、室內墻體粉刷層發現裂損。
門窗、裝修情況：經現場檢查，門窗開啟正常，門窗未發現明顯變形和裂損；部分室內吊頂已拆除、損壞。
墻體：經現場檢查發現，一層局部外墻滲水、局部墻體粉刷層脫落和粉刷層裂縫等。
樓、地面：經現場檢查，局部樓面面層裂縫、樓板底部粉刷層脫落。
屋面：經現場檢查發現，局部屋面滲水，導致三層吊頂局部開裂；屋面天溝局部變形、損壞。
其它：經現場檢查發現，東側大門處雨篷頂積水、局部滲水。
四、結構抗震措施核查鑒定結果
  按照現行抗震鑒定標準，對房屋現狀結構體系及抗震構造進行評定，主要依據現行國家規范《建筑抗震鑒定標準》(GB50023-2009)進行。根據該建筑建造年代，本次評定按后續使用年限30年考慮。該建筑抗震設防類別為乙類，抗震設防烈度為7度，基本地震加速度值為0.10g，場地土類別為Ⅳ類（上海地區）。
房屋抗震構造措施鑒定見表4-1。
表4-1  砌體房屋抗震結構體系、措施鑒定對照表

鑒定項目	具  體  內  容	鑒定標準 規    定	實際情況	是否符合鑒定標準
一般規定	房屋的高度（220厚墻）	不應超過14m	10.6m	符合
	房屋的層數（220厚墻）	不應超過4層	3層	符合
結構 體系	房屋抗震橫墻的最大間距(220厚墻，Ⅳ類場地)	現澆整體樓面10m 裝配式樓面7m	現澆式樓面 9m	符合
	房屋實際的高寬比	不宜大于2.2	最大1.1	符合
	平、立面布置	質量和剛度沿高度分布比較規則均勻，立面高度變化不超過一層，同一樓層的樓板標高相差不大于500	質量和剛度分布規則均勻，立面高度變化小于一層，同一樓面樓板無高差	符合
	跨度大于6m的大梁支座	不應由獨立磚柱支撐	無獨立磚柱	符合
	樓蓋和屋蓋形式	跨度較大房間宜采用現澆或裝配整體式樓、屋蓋	跨度9m，現澆混凝土樓板、木結構屋面	不符合
材料強度等級	磚強度等級	不宜低于MU7.5	MU10	符合
	砌筑砂漿強度等級	不宜低于M1	M1.1	符合
整體 性連接構 造	墻體在平面內是否閉合	應閉合	閉合	符合
	構造柱設置	外墻四角，較大洞口兩側，大房間內墻與外墻交接處，隔開間橫墻與外墻交接處，山墻與內縱墻交接處，樓梯間四角	未按要求設置	不符合
		應與圈梁拉結，與墻體宜砌成馬牙槎，并沿墻高每隔10皮磚或500有2?6拉結鋼筋伸入墻內	無構造柱	/
	圈梁設置	裝配式屋蓋及樓蓋均應設置，屋蓋處縱橫墻上圈梁的水平間距分別不應大于8m和12m；現澆和裝配整體式樓、屋蓋可無圈梁	現澆混凝土樓蓋，裝配式木屋蓋：均未設置圈梁	不符合
	圈梁構造	配筋不少于4?10，多層磚房時不宜小于120高	無圈梁	/
	圈梁布置	圈梁位置與樓蓋、屋蓋宜在同一標高或緊靠板底	無圈梁	/
	樓、屋蓋構件的最小支承長度	混凝土預制板支承于墻上不小于100，木屋架支承于墻上不小于240	混凝土現澆樓板，木屋架支承長度220	基本符合
	木屋架	不應為無下弦的人字屋架，隔開間應有一道豎向支撐或木望板和木龍骨頂棚	有腹桿三角屋架，有木望板和木龍骨頂板	符合
		屋架下弦未拉通		不符合
局部易倒塌的部位	易引起局部倒塌的部件及其連接	出入口或人流通道處女兒墻和門臉等應有錨固；出屋面小煙囪在出入口或人流通道處應有防倒塌措施；挑檐、雨罩等懸挑構件應有足夠穩定性	東側出入口處屋面挑檐變形、脫落；無出屋面煙囪；雨篷和主體結構可靠錨固	屋面挑檐不符合
	承重的門窗間墻最小寬度	不宜小于1.0m	最小1.8m	符合
	承重外墻盡端至門窗洞邊的距離	不宜小于1.0m	最小1.2m	符合
	非承重外墻盡端至門窗洞邊的距離	不宜小于0.8m	無非承重墻體	/
	隔墻和主體結構間連接	與兩側墻體或柱應有拉結，長度大于5.1m或高度大于3m時，墻頂應與梁板有連接	輕鋼龍骨隔墻	/

   根據以上抗震措施鑒定，該建筑木屋頂下弦未拉通、未設置構造柱和屋頂未設置圈梁不符合鑒定標準要求、屋面挑檐局部變形、脫落不符合鑒定標準，房屋抗震構造措施不滿足鑒定規范要求。
該建筑第一級鑒定未通過，需進行第二級鑒定。
五、結構承載力驗算分析結果
5.1房屋使用荷載的調查與分析
  在檢測過程中，對房屋的使用荷載進行了調查分析，為房屋結構性能的計算分析提供依據。荷載調查主要包括使用活荷載和樓（屋）面板結構層厚度、建筑面層做法及其厚度等全面調查。活荷載的取值主要按照國家標準《建筑結構荷載規范》（GB50009-2001）確定，樓（屋）面恒荷載的取值則依照樓板現有厚度、建筑構造做法確定，墻荷載根據墻體材料、厚度、高度確定。
1）活荷載：教室取2.0kN/m²；衛生間取2.0kN/m²；走廊、樓梯間過道取2.5kN/m²；非上人屋面取0.5kN/m²。
2）恒荷載：由于室內多為水泥樓面，考慮板底粉刷層荷載，現澆樓面取4.0kN/m²，屋面考慮其吊頂等做法取1.5kN/m²。
3）風荷載：按《建筑結構荷載規范》(GB 50009-2001)的規定上海地區基本風壓為0.55kN/m²，地面粗糙度C類。
5.2計算條件
  抗震設防烈度7度（第一組），抗震設防分類為乙類，設計基本地震加速度0.10g，IV類場地土（上海地區），特征周期Tg取0.9s。
樓面結構類型選現澆整體式樓面；砌體材料選普通粘土磚；施工質量等級選B級。
材料強度根據實際測試結果確定，其中混凝土強度取C15；磚強度取MU10；砂漿強度取M1.1。鋼筋抗拉強度：HPB235級為210N/mm²。
  荷載取值按房屋使用荷載的調查與分析結果取值。墻及基礎計算時不考慮活荷載折減。
5.3計算模型和計算軟件
  本次抗震鑒定主要采用中國建筑科學研究院研制的PKPM系列軟件鑒定加固模塊（JDJG），結構計算遵循國家現行抗震鑒定標準。
  根據現場建筑結構測繪圖，結合現場檢測數據，對房屋結構建模計算分析，驗算結構在非地震作用下、地震作用下的承載能力。計算分析時，適當考慮原結構中施工缺陷、鋼筋銹蝕等不利因素的影響。
5.4計算結果和分析
  經驗算，主要計算分析結果如下：
第二級抗震鑒定計算：經計算，一層縱向墻體平均抗震能力指數和綜合抗震能力指數均為1.17，滿足鑒定標準要求，一層橫向墻體平均抗震能力指數和綜合抗震能力指數均為0.87，不滿足鑒定標準要求；二層縱、橫向墻體平均抗震能力指數和綜合抗震能力指數分別為1.3、1.04，滿足鑒定標準要求；三層縱向墻體平均抗震能力指數和綜合抗震能力指數分別為3.79、2.66，橫向為3.13、2.19，滿足鑒定標準要求。
承重墻：經計算，一～三層墻體抗震承載力基本滿足規范要求；一層部分縱向墻體抗壓承載力不滿足規范要求，抗力與荷載效應比在0.82~0.97之間，二、三層墻體抗壓承載力基本滿足規范要求。
樓面梁：經計算，二、三層部分樓面大梁配筋不足。
樓（屋）板：根據使用現狀分析認為，樓屋板基本滿足安全使用要求。
地基基礎：經現場檢測，該建筑房屋四周棱線傾斜率最大為6.0‰，現場檢查上部結構墻體無明顯沉降裂縫、門窗、樓地面無明顯變形等情況，在樓、屋面使用荷載無明顯變化情況下，認為地基基礎滿足安全使用要求。
六、結論及建議
6.1 鑒定結論
  上海某小學教學樓，3層磚混結構，根據現場檢測檢查及結構承載力驗算分析結果，按照抗震設防類別為乙類，抗震設防烈度為7度，后續使用年限宜為30年進行抗震鑒定，該建筑現狀房屋抗震構造局部不滿足抗震鑒定標準要求，局部構件承載力不滿足抗震鑒定標準要求。鑒定主要結論如下：
（1）現場檢測表明，墻體砌筑砂漿強度等級為M1.1、磚強度等級為MU10，滿足規范最低要求。
（2）部分墻體粉刷層剝落、滲水，二層樓面面層局部開裂，屋面局部滲水，屋面挑檐、天溝局部變形、脫落，均需進行加固修復處理。
（3）該建筑木屋架下弦未拉通、未設置構造柱和屋頂未設置圈梁不符合鑒定標準要求、屋面挑檐局部變形、脫落不符合鑒定標準，房屋抗震構造措施不滿足鑒定規范要求，需進行抗震加固處理。
（4）一層橫向墻體平均抗震能力指數和綜合抗震能力指數不滿足鑒定標準要求；一層部分縱向墻體抗壓承載力不滿足規范要求；二、三層部分樓面大梁配筋不足。需對結構構件承載力不足處進行加固處理。
（5）綜上所述，現有結構不滿足抗震鑒定規范要求，對現有建筑針對上述不足之處采取相應加固措施后，可滿足抗震鑒定規范要求，后續使用年限宜為30年。
6.2 處理意見及建議
  依據檢測檢查、計算分析結果，提出以下處理意見及建議：
（1）對墻體粉刷層脫落、滲水，可結合加固施工進行直接粉刷或鏟除原粉刷層后增加鋼絲網水泥砂漿面層加固；   
對屋面滲水、屋面天溝、挑檐變形可采取檢修屋面，更換損壞瓦片和變形木望板等進行加固修復處理；對樓面面層裂損，可結合加固施工進行修復處理，對木屋架下弦進行拉通加固處理。
（2）按規范要求增設混凝土構造柱和圈梁；對二級鑒定不通過的墻體、抗壓承載力不足墻體均進行加固處理，加固方法可采用兩側增加鋼絲網水泥砂漿面層加固；對配筋不足的樓面大梁可采取擴大截面或粘貼鋼板、碳纖維布等方法加固處理；對樓梯間、主要通道兩側墻體均增加鋼絲網水泥砂漿面層加固，提高該部位抗震能力。
（3）今后房屋使用過程中，應注意觀察，發現問題及時處理。
 
參考文獻：
[1] GB50023-2009, 建筑抗震鑒定標準
[2] CECS03:2007, 鉆芯法檢測混凝土抗壓強度技術規程
[3]JGJ/T23-2001, 回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程
[4]GB50292-1999, 民用建筑可靠性鑒定標準
[5] DG/TJ08-79-2008  J11208-2008, 房屋質量檢測規程
[6] GB/T50344-2004, 建筑結構檢測技術標準