汕头学校抗震加固推荐加固公司

学校房屋抗震安全检测中心——地震因其发生的突然性和巨大破坏力而被列为各种自然灾害**。我国位于世界两大地震带：环太平洋地震带和欧亚大陆地震带之间，板内地震也十分活跃，因此，地震频繁发生。因地震而死亡的人数居各种自然灾害**，约占54%，造成直接和间接经济损失十分巨大。特别是我国唐山大地震(1976年)和汶川大地震（2008年），使整个城市成为一片废墟。
随着我国现代化城市和经济的飞速发展，交通线路的重要性越加**，公路交通是国民经济大动脉,同时,也是抗震救灾生命线工程之一。桥梁工程是公路工程的咽喉要道,在**公路通畅中起着至关重要的作用。而一旦地震使交通线路瘫痪，将会给国家和人民带来较大的损失和不便。大跨度桥梁是交通运输的关键枢纽，对其进行有效的抗震设计，确保其抗震安全性意义深远。
2大跨度桥梁抗震设计研究进展
大跨度桥梁的抗震设计是一项综合性的工作，反应比较复杂，相应的抗震设计也比较复杂。目前，国内外现有的大多数桥梁工程抗震设计规范只适用于中等跨径的桥梁，**过使用范围的大跨度桥梁则没有可遵循的抗震设计规范，存在许多需要进一步解决的问题。
近30年来，美国、日本等一些国家的地震工程*提出了分级设防的抗震设计思想，一般可概括为：小震不坏、中震可修、大震不倒。我国《公路工程抗震设计规范》规定地震烈度7度以上地区的新建桥梁都必须抗震设防。1997年美国应用技术**完成了一个科研项目(ATC-18)，提出了改进美国公路桥梁抗震设计规范的若干建议[1]。其中，较主要的建议是要采用两水平的抗震设计方法，即要求结构在两个概率水平的地震作用下，分别达到两个不同的性能标准。现行的日本规范已采用这一方法。
1975年，新西兰学者Park和Pauty提出了结构延性抗震设计理论中一个重要思想[2]――能力设计思想。在桥梁抗震设计中，为了使地震造成的破坏易于检查和维修，通常把桥墩选为延性构件，要求弯曲塑性铰出现在地面以上桥墩部分的**部或底部，上部结构和地面以下的基础结构为能力保护构件。能力设计思想已越来越广泛地被国内外*学者所接受。
3抗震设计
“小震不坏，中震可修，大震不倒”的分类设防抗震设计思想已广为接受，而能力设计思想也越来越广泛地被国内外*学者所接受。能力设计思想要求在一座桥梁内部建立合理的强度级配，以保证地震破坏只发生在预定的部位，而且是可控制的。具体来说，要选择理想的塑性铰位置并进行仔细的配筋设计以保证其延性抗震能力；而不利的塑性铰位置或破坏机制（脆性破坏）则要通过提供足够的强度加以避免。
大跨度桥梁的抗震设计应分两阶段进行：1)在方案设计阶段进行抗震概念设计，选择一个较理想的抗震结构体系；2)在初步或技术设计阶段进行延性抗震设计，并根据能力设计思想进行抗震能力验算，必要时进行减、隔震设计提高结构的抗震能力。
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抗震概念设计
对结构抗震设计来说，“概念设计”比“计算设计”较为重要。正是由于地震发生的不确定性和复杂性，再加上结构计算模型的假定与实际情况的差异，使“计算设计”很难控制结构的抗震性能，因而不能完全依赖计算。结构抗震性能的决定因素是良好的“概念设计”。因此，在桥梁的方案设计阶段，不能仅仅根据功能要求和静力分析就决定方案的取舍，还应考虑桥梁的抗震性能，尽可能选择良好的抗震结构体系。
在抗震概念设计时，为了保证桥梁结构的经济性和抗震安全性，要特别重视上、下部结构连接部位的设计，桥墩形式的选取，过渡孔处连接部位的设计以及塑性铰预期部位的选择。通常允许桥梁结构在强震下进入塑性工作状态，在预期的部位形成塑性铰以耗散能量，但不允许出现脆性破坏，如剪切破坏。同时，为了保证所选择的结构体系在桥址处的场地条件下确实是良好的抗震体系，必须进行简单的分析(动力特性分析和地震反应评估)，然后结合结构设计分析结构的抗震薄弱部位，并进一步分析是否能通过配筋或构造设计保证这些部位的抗震安全性。最后，根据分析结果综合评判结构体系抗震性能的优劣，决定是否要修改设计方案。
3.2延性抗震设计
桥梁的延性抗震设计应分两个阶段进行：1)对于预期会出现塑性铰的部位进行仔细的配筋设计；2)对整个桥梁结构进行抗震能力分析验算，确保其抗震安全性。这两个阶段可以反复，直到通过抗震能力验算，或进行减、隔震设计以提高抗震能力。
在目前的结构抗震设计中已普遍采用延性抗震准则，其表达式为：
μ≤[μ]
其中，μ和[μ]分别为实际和允许的延性比，这是在延性抗震设计中使用较广泛的破坏准则。
结构关键截面(塑性铰)的曲率延性系数一般远远大于结构的位移延性系数。这是因为一旦屈服出现，进一步的变形主要依靠塑性铰的转动。塑性铰区的横向钢筋配置要同时满足保证截面的延性和保证纵向钢筋不压溃屈曲这两个要求。在这一方面，目前我国的规范还相当不足，可参考国外规范进行。美国AASH-TO规范和欧洲规范对体积含箍率的规定比较一致，特别是欧洲规范对横向约束钢筋的配置有非常详细的配置。






3.3桥梁减、隔震设计
减、隔震技术是简便、经济、**的工程抗震手段。减、隔震装置是通过增大结构主要振型的周期使其落在地震能量较少的范围内或增大结构的能量耗散能力来达到减小结构地震反应的目的。在进行抗震设计时，要根据结构特点和场地地震波的频率特性，通过选用合适的减隔震装置、相应参数以及设置方案，合理分配结构的受力和变形。一方面，应将重点放在提高吸收能量能力从而增大阻尼和分散地震力上，不可过分追求加长周期。另一方面，应选用作用机构简单的减、隔震体系，并在其力学性能明确的范围内使用。减、隔震设计的效果，需要进行非线性地震反应分析来验证。
大量研究表明，较适宜进行减、隔震设计的情况主要有：1）桥梁墩柱较刚性，即自振周期较小；2）桥梁很不规则，如墩柱的高度变化较大，有可能导致受力不均匀；3）预测的场地地震运动的能量主要集中在高频分量，而低频分量的能量较少（浅震、近震、岩石地基）。因此，要根据结构特点和场地地震动特点决定是否要进行减、隔震设计，以及采取什么减、隔震装置。
近年来国内外学者提出在桥梁结构中设置粘滞阻尼器来改善结构的抗震性能，已在多座桥梁中得以应用。有研究表明：将隔震支座与粘滞阻尼器组合使用既能减小结构地震力，又能有效地控制梁体位移及墩、梁相对位移。
4 抗震加固技术
在决定一座桥梁是否如何加固以前，应先评估其抗震能力。主要是先决定墩柱的破坏形式及墩柱的较大延性能力，其次计算整体屈服的地震加速度及整体的较大延性能力，最后算出桥梁的抗震能力Ac值。
4．1 桥梁震害介绍
从历次破坏地震中，调查得到的公路桥梁震害产生的主要原因有以下几类：
(1) 支承连接件失效――由于上下部结构产生了支承连接件不能承受的相对位移，使支承连接件失效，上部与下部结构脱开，导致梁体坠毁。由于落梁的强烈冲击力，下部结构将遭受严重破坏。
支承连接件失效的原因，主要是设计低估了相邻跨之间的相对位移。为了解决这个问题，目前国内外的通常做法是增加支承面宽度和在简支的相邻梁之间安装纵向约束装置。
(2) 下部结构失效――主要是指桥墩和桥台失效。桥墩和桥台如果不能抵抗自身的惯性力和由支座传递来的上部结构的地震力，就会开裂甚至折断，其支承的上部结构也将遭受严重的破坏。
钢筋混凝土柱式桥墩大量遭受严重损坏，是近期桥梁震害的一个特点。其原因主要是横向约束箍筋数量不足和间距过大，因而不足以约束混凝土和防止纵向受压钢筋屈曲。目前的解决办法是通过能力设计和延性设计，使桥梁的屈服只发生在预期的塑性铰部位，其余结构保持弹性。
(3) 软弱地基失效――如果下部结构周围的地基易受地震震动而变弱，下部结构就可能发生沉降和水平移动。如砂土的液化和断层等，在地震中都可能引起墩台的毁坏。
地基失效引起的桥梁结构破坏，有时是人力所不能避免的，因此在桥梁选址时就应该重视，并设法加以避免。如果无法避免时，则应考虑对地基进行处理或采用深基础。
4．2研究现状
针对桥梁在地震中的震害类型，目前，国内外桥梁抗震加固主要采取以下技术措施：
(1) 在伸缩缝、铰和梁端等上部接缝处采用拉杆、挡块或者增加支承面宽度等措施，以防止落梁震害的发生；
(2) 增加钢筋混凝土桥墩的横向约束，提高其抗弯延性和抗剪强度，防止桥墩弯曲和剪切震害；
(3) 采用减隔震技术及专门的耗能装置，提高桥梁的抗震性能。例如采用铅芯橡胶耗能支座等。
对隔震而言，利用周期、阻尼与位移等相依变量进行参数分析，配合加固目标的订定，最后提出结合位移设计法的隔震装置加固设计程序。隔震装置的分析采用铅芯橡胶支座(LRB)以及摩擦单摆支座(FPS)两种。
对减震而言，亦可结合位移设计法进行减震加固设计。可使用替代结构法，将结构以等效劲度及等效阻尼比以线性迭代的方式来进行粘滞性阻尼器(vis-cous damper)的加固设计。
4．3 发展趋势
国内外地震工程研究人员总结了近年来国内外的震害资料，开始检讨过去单纯“强度抗震”设计的指导思想，研究考虑基于性能的抗震设计原则。基于性能的设计(performance-based seismic design)被广泛的认为是未来结构抗震设计规范的基本思想。抗震设计的性能指标，可以是单一指标，也可以是多指标或组合指标。
从桥梁震害调查中发现，遭受严重破坏和倒塌的桥梁结构，绝大部分是源于落梁和抗弯延性不足。因此，国外主要的多震国家，开始强调桥梁结构整体的延性能力，其它一些国家则在原有规范的基础上，也相应地对保证桥梁结构整体的延性能力，并通过设计和构造保证桥梁结构的整体延性能力。
从加固的对象上来看，美国、日本等桥梁抗震加固水平较高的国家，已经把加固的重点从以前单一的防落梁构造措施，转移到重视桥墩整体延性上来，以保证加固后的桥梁与新建桥梁的抗震能力相当。
在研究手段方面，整个抗震工程学都出现了越来越重视和依靠地震模拟试验的发展趋势。应该注意到现在的试验已经不再是传统意义上的简单试验，而是和现代科技融为一体的高科技试验。
4结语
大量的震害表明，合理的结构形式和成功的抗震设计可以大大减轻甚至避免震害的产生。随着对地震机理认识的逐步加深，提高和完善桥梁结构物的各项功能，以及桥梁抗震构造措施进一步的改进和完善，可以很好地达到桥梁结构的防震和抗震效果。而桥梁抗震加固技术研究已经有了较好的基础，建议针对我国公路桥梁的特点，得出适合于我国公路桥梁的抗震加固技术，并推广应用，为提高我国公路桥梁的抗震性能和抵御地震灾害的能力提供可靠的技术保证。
2008年5月12日四川省汶川大地震造成了巨大的生命伤亡和经济损失,其中以学校类建筑灾害较为严重,学校类建筑在此次地震中大范围崩塌损坏,产生了非常恶劣的社会影响。汶川地震*造成了50多万间房屋的倒塌,而其中学校建筑6898间,一方面是由于施工质量存在各种问题,另外一方面是由于结构本身的因素所造成的。通过震害的情况来看,在地震中损坏以致倒塌的中小学建筑主要为砖砌结构,且建造时间均较早,并没有进行正规的抗震设计,另外一些倒塌建筑则为预制板结构,与此相对应的近10年建造的钢筋混凝土框架结构在地震中则表现良好,损伤较轻,且多为填充墙破坏。根据这次大地震带来的惨痛教训,我国颁布了《建筑工程抗震设防分类标准》,其中规定:幼儿园、小学、中学的教学用房以及宿舍和食堂,抗震设防类别应不**重点设防类,即不**乙类。基于此,我国从2009年开始对学校的既有建筑物进行大规模的抗震加固改造工作,目的是尽量提高学校类建筑的抗震水准,以满足标准要求,加固设计和措施对抗震效果的影响十分巨大。本文正是从此点出发,详细分析了学校类建筑的结构形式特点和几种类型,进一步阐述了抗震加固措施,最后对学校建筑的抗震加固提出了几点建议,以供参考。
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学校建筑按照结构形式来区分,主要分为砌体结构、混凝土框架结构和混合结构几类。砌体结构其为水泥砂浆、转和石块建造的结构,缺乏钢筋串联,其一方面各部分连接较弱,同时没有延性阶段,如果其破坏则为突然的脆性破坏,这种结构特点导致了其破坏毫无征兆,且较容易发生连续倒塌破坏;混凝土框架结构是现代建造技术常采用的一种结构形式,具备较好的抗震性,现在建造的通过可以满足抗震需求,然而一方面对于老旧建筑,由于当初设计规范与当前不符以及结构老化等方面原因,导致了抗震不能满足当前需求,另外是2008年汶川地震后国家对学校类建筑提出了新的明确要求,即其抗震设防不能**重点设防工程,之前建造的建筑同样需要进行一定的加固补强。
学校类建筑具有大开间、大采光窗的建筑形式,需要墙体凿开,抗震墙面积则会较少且不规则,墙体的不连续导致了抗侧刚度低,这种形式下墙体很容易破坏,如为砌体结构,则抗震性能会很差。此外,学校建筑中的横向往往建造容易**限,主要则是为了刻意满足大空间的需求,这种**限会导致建筑物的整体性较差。正如汶川地震中造成惨重伤亡的情况,当前既有的学校类建筑往往采用预制楼板,这是具有争议的,如切实按照连接部位整浇,加强节点,可具备良好的整体性,然而以我国现在的建造施工技术此点往往是很难达到的,在地震下随着墙体的平移,预制板与墙体非常容易脱离,导致预制板滑移脱落,真正的成为了“杀人板”。
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根据国家标准规定[1-3],当前已有的学校建筑大部分均需要进行一定的加固补强措施。相应于不同的结构形式具有不同的实施措施。按照加固的不同施工方法和位置,主要分为外加固、内加固和夹板墙加固三类。外加固,顾名思义就是通过在建筑物的外侧增加构造柱、圈梁和抗震墙等方法来加固建筑物,从而加强整体性,实现抗震协同工作,此方法的优势在于不占用室内面积,完全不影响原建筑的使用功能。内加固法则是在内部添加构造柱、圈梁和拉杆等,一般不会增设抗震墙,因在内部这会严重影响其原有功能,如实在必要且可改变功能时,抗震墙间距过大则可适当添加。夹板墙加固法则是在原有墙体基础上的加固措施,其通过采用钢筋网水泥砂浆面层等手段加固墙体,提高墙体的抗剪切能力。
对于不同的建造造型和特征,需选用不同的抗震加固方案,存在一个方案优化的过程。一般从施工方便、技术**、经济效益、加固质量等四个方面来对方案进行评估。施工方便是基础,技术**是**,经济效益是关键,加固质量是目标。施工方便是确定加固方案时首先必须考虑的,方案的优劣,首先在于施工是否方便可行,没有良好的施工性会对抗震加固造成巨大的障碍。确定方案是否可行之后,需要进一步考虑其简便性,如果施工会造成巨大的费用支出且工期较长,会影响到施工质量,需要考虑其他方案或者加以改进;技术**作为加固工作开展的**,其满足**性才能保证施工进度,对于工期要求严格的特殊工程等,此点往往重点考察;经济效益好是关键,在进行加固改造时经济问题不可避免和回避,对于每个建筑,都需要有针对性的进行选择加固方法,同时必须根据具体情况考虑经济实用与否,这样加固方案才具有实际意义;加固质量作为加固工作进行的目标,是需要通过各种措施加以保证的,加固是对原建筑的补强,保证其质量才能保证加固工作有意义。
4.结论与建议
正如本文**所阐述,汶川地震之后,按照我国现行的标准规定,学校类建筑具有不同于一般建筑的抗震重要性,这对许多原有建筑提出了抗震加固的要求。在进行抗震加固之前,首先需要对原结构进行评估,分清其结构体系,鉴定其强度等级,并对关键部位进行检测,以此做好原建筑的评估工作,才方便下一步工作进行。
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某中学校舍抗震设防烈度为7度，地震加速度为0.1g，建筑场地为Ⅲ类，属于C类建筑物。该宿舍楼长约45.9m，宽16.9m，高13.65m，建筑面积为3207.75m2，地上4层，砖混结构、钢筋混凝土条形基础，现浇式钢筋混凝土楼盖和屋盖。该建筑物建于2004年。该宿舍楼为纵横墙承重结构，抗震横墙较大间距3.9m；纵横墙布置对称、沿平面内对齐，沿竖向上下连续、同轴线窗间墙宽度均匀；房屋立面无高差、无错层；房屋尽端无楼梯间；无独立砖柱支承；墙体在平面内闭合；无削弱墙体；外墙四角，隔开间横墙与外纵墙交接处，楼梯间四角有构造柱，较大洞口处局部无构造柱；楼梯段上下端对应墙体处无构造柱；屋盖及楼盖处沿内外墙均有圈梁，楼盖、屋盖处圈梁较大间距10.5m；承重外墙尽端至门窗洞口边的较小距离1.0m，不符合承重外墙尽端至门窗洞口边的较小距离1.20m要求。该宿舍楼标准层平面见图1。
1.现场检测情况
经过对现场检测观察，未发现明显缺陷。
砌筑砂浆强度检测：抽检每层砌筑砂浆强度，换算值为1.06~
3.13MPa，均不满足设计强度值M5的要求。
黏土砖强度检测：抽检每层黏土砖强度，均满足设计强度值MU10的要求。
混凝土强度检测：抽检每层混凝土强度，换算值为22.5~
29.1MPa，均满足设计强度值C20的要求。
2.鉴定结论
2.1采用中国建筑科学研究院开发的“PKPM”结构设计软件对该建筑物上部结构承载力进行复核验算。验算结果显示，该建筑物一层、二层、三层部分墙体抗震验算不满足规范要求；一层部分墙体受压承载力不满足规范要求；混凝土梁承载力满足规范要求；基础承载力满足规范要求。
2.2所检砂浆强度不满足《建筑抗震鉴定标准》（GB 50023-2009）要求，黏土砖强度、混凝土强度满足该标准要求；
2.3该工程的安全性等级为Bsu（安全性略**标准要求，尚不显着影响整体承载）；
2.4适修性评估等级为Br（稍难修，改造后的功能尚可恢复或接近恢复功能，适修性尚好，宜予修复或改造）。
3.加固措施
由于该建筑物一层、二层、三层部分墙体抗震承载力不满足规范要求，一层部分墙体受压承载力不满足规范要求，本工程采用双面钢筋网水泥砂浆面层进行加固，采用M10水泥砂浆，单面面层厚度为40mm。采用φ6@300点焊钢筋网，“S”形拉结筋φ6@900，施工时，先剔除水平砖缝30mm深，再进行抹面。
本工程抗震构造措施不足处：洞口宽度大于2000mm时，洞口两侧加暗柱进行加固；楼梯间梯梁下无构造柱，采用梯梁下设暗柱做法进行加固；门厅阳角处大梁支承长度不满足500mm处，增设顺梁方向250mm长的构造柱进行加固；承重外墙尽端至门窗洞口边的较小距离1.0m，不符合承重外墙尽端至门窗洞口边的较小距离1.20m要求，在外墙阳角处加“L”或倒“L”形构造柱进行加固；新增圈梁通过植筋与原有圈梁连接。
3.1墙肢轴心受压加固验算
取一层⑤轴与A轴交接处窗间墙体，受压墙肢宽度b为1500mm，受压墙肢厚度h′为370mm，墙体单侧水泥砂浆厚度40mm，加固后受压墙肢厚度h为450mm，墙体两侧受压钢筋面积As′为340mm2，砌体抗压强度设计值f为1.34MPa，水泥砂浆面层轴心抗压强度设计值fc为3.5MPa，墙肢轴力设计值568.5kN（墙肢轴心受压计算见图2）。根据《砌体结构设计规范》（GB 50003-2001）中式8.2.3得，
ρ=A′s/bh=0.05%β=γβH0/h=6.08
ηs=0.9
查表8.2.3得，φcom=0.93φcom(fA+fcAc+ηsf′yA′s)=1118kN>568.5kN,满足规范要求。

3.2墙肢抗震加固验算
采用钢筋网水泥砂浆面层双面加固，面层厚度为40mm，面层砂浆强度为M10，钢筋网直径为6，网格尺寸为300mm×300mm。原墙体厚度tw0为240mm（内墙）、370mm（外墙），原墙体的抗震抗剪强度设计值fvE为0.12MPa。由《建筑抗震加固技术规程》（JGJ116-2009）中表5.3.2-1得,面层加固基准增强系数η0：一层：1.65，代入公式：
ηpij=240tw0η0+0.075tw0240-1/fvE
经计算，原墙厚为240mm时，ηPij=1.65；原墙厚为370mm时，ηPij=1.28。
首先，验算一层墙体，370mm厚墙体中较不利墙段的抗力与效应之比为0.88，墙体加固后的抗震验算结果为：ηPij×原墙段抗震验算结果，即0.88×1.28=1.12>1，满足规范要求。
其次，验算一层墙体，240mm厚墙体中较不利墙段的抗力与效应之比为0.88，墙体加固后的抗震验算结果为：ηPij×原墙段抗震验算结果，即0.88×1.61=1.41>1，满足规范要求。
由此可得，二层、三层墙体均满足规范要求！
4.结论
4.1从设计方面，对中小学校建筑的抗震设防应充分重视，选型要合理，严格按照设计规范执行。
4.2从施工方面，严格按照设计图纸施工，加强施工管理，保证工程质量是关键。
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目前教学楼存在的主要问题：1)没有采取抗震构造措施，砌体结构无圈梁及构造柱；2)有抗震设防，但抗震措施没有达到《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)规定的要求；3)单面走廊砌体较多；4)楼梯间在两端；5)砌体结构纵墙承重；6)单跨框架结构，两方向刚度相差较大；7)施工质量差，预制板无扒子筋，砌筑砂浆标号低。
单面走廊砌体教学楼只有两道纵墙，纵墙上门窗洞较多，对纵墙的削弱很大，且单面走廊砌体教学楼高宽比较大，由高烈度的地震作用产生的倾覆力矩所引起的弯曲应力**过砖砌体抗拉强度时，砖墙就会开裂，是抗震性能稍差的一种结构形式。
砌体结构纵墙承重的教学楼数目也较多，唐山大地震中，纵墙承重的砌体结构的破坏比横墙承重、纵横墙承重结构的破坏都大。
单跨框架整体结构缺乏赘余，没有多道抗震防线。由于横向跨度较大，梁截面尺寸较大，设计中不容易控制梁的配筋量及楼板对框架梁的承载力和刚度增大的影响，较易设计成强梁弱柱的结构，结构的延性和耗能能力大大降低，且两个方向刚度相差较大，大震中容易倒塌。有的框架结构在外廊的外侧增加了一道框架柱，但由于两排框架柱相邻较近，不但没有起到多道防线的作用，反而由于两侧刚度不均，在地震作用下容易造成扭转破坏。
总之，由于经济水平的限制，目前我国中小学校舍中绝大部分为砌体结构，而且许多无抗震设防，因此对砌体结构的抗震加固就显得尤为重要。
2 对教学建筑的抗震加固设计的思考
2.1 多层砌体结构教学楼的震害
汶川地震的震害表明，教学建筑由于没有抗震设防，或虽有抗震设防但设计及施工质量不到位，造成许多房屋严重破坏或倒塌。
中小学多层结构教学楼主要的抗侧力构件为砖墙，砖墙的间距一般较大，需要楼板、屋盖有足够的强度和刚度，以便传递水平地震力并限制墙体的水平位移。但目前校舍预制板与墙体无连接，板与板之间的连接不是钢筋混凝土而是细石混凝土灌缝，在地震作用下，板无法起到传递地震力的作用，较无法限制墙体的位移，且还会在墙体间滑动或脱落，容易使楼体倒塌。很多教学楼纵横墙无连接或连接较差、有的校舍无圈梁及构造柱，使校舍在地震作用下外墙与内墙拉脱进而失稳倒塌；还有的校舍窗间墙尺寸较小、砌体强度差，在地震作用下发生剪切破坏，窗间墙产生斜裂缝或交叉裂缝，进而丧失承受竖向荷载的能力，造成楼体倒塌。
历次地震表明，楼梯间在房屋两端的房屋破坏较严重。89版《建筑抗震设计规范》*五章多层砌体房屋中的*5.1.4条明确规定：楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处。楼梯间较外侧的墙体由于没有楼板约束并传递地震力，没有其他墙体和这道墙共同工作，如遇地震作用，容易首先破坏，该道墙的破坏会导致楼梯的破坏，从而造成人员无法逃生。
2.2 加固设计需要特别注意的有关规定
《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223—2008)*6.0.8条“教育建筑中，幼儿园、小学、中学的教学用房以及学生宿舍和食堂，抗震设防类别不**重点设防类”，*3.0.3条“重点设防类，应按**本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度较高的要求采取抗震措施；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。”根据上述条款，有一部分砌体结构的教学楼在抗震设防类别变为乙类后，其圈梁、构造柱的设置位置及圈梁的配筋将不满足规范要求，因此需在加固设计时结合所使用的加固方法考虑进行抗震加固。还有的砌体教学楼层数及高度**过了要求，也需进行抗震加固。
由于外廊式及单面走廊式砌体校舍抗震性能稍差，B类砌体应根据《建筑抗震鉴定标准》(GB50023—2009)*5.3.5条*2款*4项：“外廊式和单面走廊式的多层房屋，应根据房屋增加一层后的层数，分别按本款*1)～3)项的要求检查构造柱或芯柱，且单面走廊两侧的纵墙均应按外墙处理”的规定进行加固设计。
2.3 多层砌体结构抗震加固设计
校舍的加固受限于校舍的实际情况，往往很难实现理想的加固方案，如外墙、楼地面的装修完好，对于此种情况，宜着重检查楼板的连接情况，扒子筋是否完好，板缝间是否用钢筋混凝土填实以及楼板支承在梁或墙上的长度是否满足规范要求等。**采用不破坏地面装修的加固方案，如板下加支撑等，以减少楼板在拆除楼面的过程中的损伤。外墙已装修完好的砌体校舍可采用单面钢筋混凝土板墙的方法加固，在教室内部增设板墙，避免破坏外装修，尽量减少因加固而引起的不必要的浪费。
当层数和总高度不**过规定，但墙体抗震承载力不满足要求时，标准图集《房屋建筑抗震加固(一)(中小学校舍抗震加固)》(09SG619-1)推荐的加固方法有以下几种：1)墙体所需要的抗震承载力与综合抗震承载力的差值＜60%(墙体砌筑砂浆实际强度等级为M2.5和M5)、＜50%(墙体砌筑砂浆实际强度等级为M7.5)、＜45%(墙体砌筑砂浆实际强度等级为M10)时，可采用钢筋混凝土板墙加固；单面板墙和双面板墙加固方法的选择主要受校舍加固条件的限制，其加固后的墙段提高系数相同。2)砌体墙经计算，其综合抗震承载力与现有校舍所需要的抗震承载力相差10%～70%时，且墙体砌筑砂浆的实际强度等级＜M2.5的砌体结构，可采用钢筋网砂浆面层法加固；由于单面钢筋网砂浆面层对砌体强度的提高有限，且加固效果较差，对于抗震设防类别为乙类的中小学校舍，建议采用双面钢筋网砂浆面层法加固。3)实际圈梁和构造柱布置不符合《建筑抗震鉴定标准》(GB50023—2009)要求或需要加强内外墙连接整体性的校舍，可采用外加圈梁-钢筋混凝土柱的加固方法。采用以上加固方法时，单面板墙及单面钢筋网砂浆面层内的配筋加强带不能代替圈梁和构造柱。
学校房屋抗震安全检测中心——中小学校舍现状
2.1鉴定加固情况：中小学校舍的抗震抗灾安全隐患较为严重，根据文献1数据统计，淄博市中小学及幼儿园校舍共鉴定136栋，需做抗震和安全加固67栋，占总鉴定面积的26.03%；博山区鉴定总面积19.00万?O，需加固面积为8.00万?O，占总鉴定面积的42.1%。张店区鉴定面积为47.00万?O，需加固面积为42.1万?O，占总鉴定面积89.6%，淄川区总建筑面积计62.76万?O，其中需维修加固面积39.84万?O，占总鉴定面积63.48%。
2.2 中小学校舍结构类型大部分为砌体结构，教室开间尺寸为9.9～10.8m，进深为6.6～8.1m，单面走廊较多，走廊2.1m左右，多数属横墙很少房屋，缺少构造柱布置，抗震措施达不到现行《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）规定要求，部分校舍施工质量也较差。
3 .主要审查工程一览表
4 .后续设计使用年限确定
4.1 后续使用年限：对现有建筑经抗震鉴定后继续使用所约定的一个时期，在这个时期内，建筑不需要重新鉴定和相应加固就能按预期目的使用，并完成预定的功能； 现有校舍后续使用年限执行《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009（以下简称鉴定标准）*1.0.4条；即应根据实际需要和可能按下列规定选择其后续使用年限： 在70年代及以前建造经耐久性鉴定可继续使用的现有建筑，其后续使用年限不应少于30年； 在80年代建造的现有建筑，宜采用40年或较长，且不得少于30年。 在90年代（按当时施行的抗震设计规范系列设计）建造的现有建筑，后续使用年限不宜少于40年，条件许可时应采用50年； 在2001年以后（按当时施行的抗震设计规范系列设计）建造的现有建筑，后续使用年限宜采用50年。
4.2 根据鉴定标准*1.0.5条后续使用年限30年的建筑简称A类建筑，后续使用年限40年的建筑简称B类建筑，后续使用年限50年的校舍简称C类建筑。
4.3 部分校舍建造年代和使用年限举例
5.主要存在问题及对策
5.1 工程鉴定报告格式存在一定缺陷。采用框选形式，内容基本全面，但深度不足，如圈梁布置有层位，所有墙上是否均布不清楚；墙体、砂浆的实测强度等级具有不确定性，有的鉴定砂浆强度等级实测偏低；有的鉴定原设计砂浆强度等级为50号，设计直接推定为M1、M2.5；有的鉴定报告直接采用原设计砂浆显然不合理；鉴定报告是加固设计的重要依据，缺失部分必须根据现场情况实测，依据实测强度等级进行*二级鉴定。
5.2 加固方案应依据加固规程*3.0.1条设计原则确定；加固方法依据加固规程*5.2节进行选择。因现有校舍结构类型不同、建造年代不同、设计时所采用的规范不同、地震动区划图的版本不同、施工质量不同，使用者的维护不同、设计、投资方不同等导致建筑的抗震能力有很大的不同，应根据实际情况区别对待和处理。
5.3 依据规范标准应准确，必须提供原设计图纸，无图纸应根据现场实际情况绘制；按现行抗震设防标准GB50223-2008， 抗震设防类别为乙类，抗震设防烈度、地震加速度和地震分组各区有所不同，应执行现行抗震规范；抗震措施执行鉴定标准。
5.4**高问题：乙类重点设防A类、B类横墙很少校舍，7度设防，240厚普通实心砖砌体，层数**过4层（不包括4层），属**层；高度**过12米，为**高；依据鉴定标准*5.2.1条和5.3.1条要求提高加固标准或修改结构体系，不能只简单按A或B类校舍加固；
5.5 平面不规则：依据加固规程*5.2.4条宜尽量分割平面单元，减少扭转影响。
5.6构造柱设置：因中小学校舍大部分为砖砌体结构，构造柱的设置非常关键，是设计、审查的重点。
5.6.1必须清楚原设计构造柱的布置情况；
5.6.2 明确工程是横墙较少还是横墙很少房屋，以确定是增加一层还是增加二层设构造柱；如桓台县实验中学敬业楼、力行楼、求真楼为同一工程的三部分，四层建筑，力行楼部分应按横墙很少加两层，即按8度、6层；敬业楼属横墙较少按8度、5层设置构造柱，构造柱设置根据建筑抗震设防分类、房屋层数和设防烈度执行鉴定标准表5.3.5-1、2；
5.6.3 应同时结合现行抗震规范要求概念加强薄弱部位，如现行规范要求宽度大于2100的洞口两侧应加构造柱，该条文对于既有校舍实施比较困难，但墙体削弱较大部位必须加强，依据加固规程*5.2.1条加闭合砼配筋边框或加设闭合型钢边框代替设置构造柱比较安全、经济、实用。
5.6.4楼梯间构造柱设计达不到鉴定标准要求，是加固的重点部位。为实现“安全岛”目的，现行抗震规范要求7度地区砖砌体结构三层及三层以上房屋楼梯间四角、梯梁斜梯段上下端对应位置的墙体处应设置构造柱，校舍加固结合墙体加固方法外墙采用双面挂网抹灰加固时楼梯梁下应设挂网加强带；
5.7 预制楼板加固。原校舍均为预制楼板装配式结构，楼板缺少拉结，无胡子筋，对抗震十分不利，这是校舍加固的难点，且部分建设单位要求不破坏地面装修等，依据加固规程*5.2.2条规定采用增设整浇层改成装配整体式楼板，整浇层做法符合加固规程*7.3.4条要求，效果较明显，但工期较长，造价较高，实施较难。大部分设计是依据加固规程*5.2.2条规定增设托梁加固楼、屋盖支承，参照03SG611中C-14页和加固图集*84页做法，并在加固处有螺栓孔部位空心板中孔局部落实。
5.8 计算方法宜采用QITI砌体结构程序及JDJG鉴定加固程序进行加固前、加固后承载力验算。应注意参数的合理取值，砖砌体强度等级和砂浆的强度等级应采用**级鉴定实测值，如砂浆的强度等级位于规范砂浆强度等级两级中间时，宜取低一级强度等级采用。面层加固的基准增强系数，按加固规程表5.3.1-1取值；应注意面层加固和板墙加固适用范围；采用底部剪力法进行水平地震作用计算，水平地震影响系数多层砌体结构应取水平地震影响系数较大值，对既有校舍可适当降低，7度地区，B类建筑取0.07，A类建筑取0.06；对计算结果应进行合理性判定。
6. 结语
抗震加固设计及施工是提高现有校舍抗震承载力的有效方法。但加固效果是否理想效果存在不确定性，应尽量减少因加固造成的严重缺陷，减少不必要的浪费，方案的落实程度也需要相关单位密切配合监督实施。

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在我国有40多万所中小学校，约两亿名中小学生，1300多万中小学教师。而且我国又是一个地震、洪涝、山体滑坡、泥石流、台风等自然灾害频发的国家，仅地震重点监视防御区和七度以上地震高烈度区的分布就占全国的一半以上，当前全国校舍房屋建筑质量普遍抗震性能差，离现行规范、规程规定的标准相差甚远。另外,目前仍有很多地区中小学校舍有相当部分达不到抗震设防和其他防灾要求，C级和D级危房仍较多存在。已经修缮改造的校舍，仍有一部分不符合抗震设防等防灾标准和设计规范。
特别在汶川大地震后中小学校舍安全较引起了党和国家的重视，据**及全国校安程工程**组精神，安徽省各地自09年着手对全省中小学校舍进行了排查、加固工作，**很大的良效，现就结合安徽省巢湖市校安工程的实施对中小学校舍加固工程进行探讨与分析。
2加固前中小学校舍现状及其成因
因缺少县域校园布点或布点规划修整跟不上城市化进程，人口结构变化步伐等因素，造成校园布局不合理，资金投入不配比。一些农村中小学校舍难以得以重建、维护、修缮，根据巢湖市校安工程前期的调查，校舍工程质量安全存在的常见问题归纳起来有以下几方面。
(1)设计缺陷。对工程地质、地基情况了解不全，地基承载力估计过高，漏算或少算作用于结构上的荷载；设计人员受力分析概念不清，结构内力计算错误等；结构构造不合理，如梯间作为安全岛部分未作加强处理，构柱布置不合理等。
(2)施工质量低劣。首先是工匠的素质不高，特别是边远农村，由此人为造成如混凝土强度等级**设计要求，钢筋混凝土结构构件有蜂窝、孔洞、露筋等缺陷，钢筋力学性能不符合设计要求；砌体构件中砌筑方法不当，造成通缝，空心砌块不按设计要求灌筑混凝土芯柱；或钢结构的焊接质量或焊缝高度达不到设计要求；材料上多使用淘汰的产品等。
(3)改扩建造成的安全隐患。由于质量安全意识不强，部分学校为满足使用功能的要求随意改建校舍，如扩大开洞率，甚至拆除部分承重墙以及未经核算就在原有建筑物上加层，改变疏散通道等，以此造成原有结构承载力不足、疏散不规范等。
(4)其它情况。使用环境恶化，如结构长期受到高温、振动、酸、碱、盐、杂散电流等不利因素作用，引起结构构件的腐蚀性和损伤等；建筑物年久失修．结构有损伤或破坏，不能满足目前的使用要求或安全度不足；由于各种灾害事件的影响使结构产生裂缝或者破坏。
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校舍加固过程分抗震鉴定、加固方案、施工监督验收备案等阶段。现分别论述如下：
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在对校舍作鉴定时应根据现有建筑设计建造年代及原设计依据规范的不同明确其后续使用年限，根据不同后续使用年限的建筑应采用相应的抗震鉴定方法，根据规范分为A、B、C类建筑抗震鉴定方法。通过抗震鉴定明确现有建筑抗震鉴定的设防目标，适度提高了乙类建筑的抗震鉴定要求。
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科学合理地采用适当的检测方法，尽量减少破坏性检测。常用检测方法有混凝土结构检测、砌体结构检测、钢结构检测和钢混凝土组合结构检测等。内容上主要注重结构材料的力学性能检测、结构的构造措施检测等。对砌体结构根据巢湖市此次经验，采用测试砂浆强度的间接方法基本能满足要求，通过测试与砂浆强度有关的物理参数，进而推定其强度，即使增大了测试误差，但测试工作较为简便，可以做到对砌体工程损伤较少或无损伤。当然具体的检测方法应综合考虑结构情况可采用检测砌体抗压强度和砌体抗剪强度的方法与测试砂浆强度的方法两者综合。对混凝土结构的混凝土材料强度主要应用的检测方法是钻芯法和回弹法。根据经验在校安工程中尽量采用非破损法中的回弹法、超声法、超声一回弹综合法等。其它方法如拔出法，是一种介于钻芯法和非破损检测方法之间的混凝土强度微破损检测方法，操作简便易行，对结构构件损伤小，又有足够检测精度。尤其是近20年才出现的后装拔出法*预先在混凝土中埋置锚固件，而是在己硬化的混凝土上通过钻孔、扩槽、嵌入的方法将锚固件置入并固定其中，因此，在己硬化的新旧混凝土的各种构件上都可以使用，适应性很强，检测结果的可靠性也较高，特别是当现场结构缺少混凝土强度的有关试验资料时，是非常有**的一种检验评定手段。对某些结构或构件为获得其结构整体受力性能或构件承载力、刚度或抗裂性能，可进行结构或构件的整体性能的静力实荷检验。其中静力实荷检验可分为使用性能检验、承载力检验和破坏性检验。使用性能的检验主要用于验证结构或构件在规定荷的作用下不出现过大的变形和损伤，结构或构件经过检测后还必须满足正常使用要求；承载力检验主要用于验证结构或构件的设计承载力，在校安工程涉及不多，在此就不详述。
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对震后中小学校舍进行安全鉴定及抗震加固是我国各级**在汶川地震后给工程技术人员提出的重要课题。本文对地区中小学校舍的质量检测、安全鉴定和抗震加固设计等方面进行了较为全面的论述，针对存在的安全隐患，依据抗震鉴定的结论及现场实地勘察，综合考虑施工进度、施工复杂程度、工期等因素，选用相应的抗震加固方案。根据设计过程中的问题提出工程建议，给后续的类似工程设计、施工提供借鉴。
现有中小学校舍多以砌体结构和钢筋混凝土结构为主。早期建成的校舍多为砖混结构，近几年钢筋混凝土结构的校舍才日趋增多，但总体来说砖混结构占的比例较大。不同结构体系差异较大，框架结构传力明确，较砌体结构在地震中表现出较好的延性，发生的震后灾害较小；砖混结构是脆性性质，易导致震害发生，特别是学校建筑为横墙较少建筑，当地震烈度较高，地震作用很大，墙体不能胜任所承担的地震力时，即发生震害。往往震害呈现脆性破坏，损失惨重。所以对砖混结构的校舍建筑进行抗震加固，改善和提高其抗震能力具有重要的意义。
2、多层砌体校舍典型安全隐患及分析
2.1砌筑砂浆采用混合砂浆，大量鉴定报告显示砌筑砂浆含水泥量少，强度过低，达不到设计要求，也达不到规范较低要求，使墙体的承载能力存在安全隐患。如图1所示。
2.2门窗角上墙体出现斜裂缝。门窗洞口四角由于截面突变在角部易于应力集中，若洞口两边未设置构造柱，则过大的应力将导致门窗洞口角部普遍出现裂缝。如图2所示。
窗下墙起着将两片墙成整体工作作用，相当于连梁，在水平力作用下易出现剪切斜裂缝。
2.3预制板间、板在支座处均出现大量裂缝。楼板和屋盖是地震时传递水平地震作用的主要构件，其水平刚度对房屋抗震性能影响很大。当采用预制板时整体性较差，板缝偏小而混凝土灌缝不够密实。地震时板缝易于拉裂。市区中小学校舍大量砖混房屋预制板间出现这种板缝，板与墙体**部连接处也有被震松而出现水平裂缝，如图3所示。
汶川地震中，预制板出现的另一个严重震害是，预制板端部搁置长度过短或无可靠的拉结措施，加之预制板强度相对偏低易折断，导致预制板在冲击荷载下易掉落或折断。
2.4楼梯间的四角和梯梁下未按规范要求设置钢筋混凝土构造柱。特别是梯梁直接放置于砌体墙上未设构造柱时楼梯间承重墙普遍出现斜裂缝，沿着梯梁角部斜向下开展斜裂缝，在高烈度区，楼梯作为疏散通道，存在较大的安全隐患。如图4所示。悬挂式楼梯，支撑不可靠，楼梯梯板抗弯承载力不足，成为抗震薄弱部位。
2.5单侧外廊式结构平面布置，质量和侧向刚度分布不对称。部分砌体栏板没有可靠拉结，形成安全隐患。如图5所示。
2.6悬挑走廊设计荷载较实际使用值小，计算方法与实际受力不完全吻合，以及受力钢筋普遍下移，因此，悬挑走廊结构安全可靠性普遍偏低。
3、 建筑抗震加固的设防目标
加固规程中规定抗震加固的目标是使现有建筑做到抗震安全、经济、合理、有效和实用，其中抗震安全指加固后的现有建筑在预期的后续使用年限内能够达到不**其抗震鉴定的设防目标。
4、加固方案的探讨
4.1抗震能力指数或墙体承载力不满足要求
4.1.1当楼层的综合抗震能力指数与规定值相差不大时，可采用在墙体的一侧或两侧采用水泥砂浆面层、钢筋网水泥砂浆面层进行加固；当楼层的综合抗震能力指数与规定值相差较大时，可采用在墙体的一侧或两侧采用钢筋混凝土板墙进行加固；如图6钢筋混凝土板墙固。
水泥砂浆面层、钢筋网水泥砂浆面层、钢筋混凝土板墙进行加固进行加固对墙体抗震能力的提高，是采用抗震能力增强系数的方式来表达的，墙体抗震能力增强系数计算公式如下：
当采用楼层综合抗震能力指数法验算时，楼层的抗震能力增强系数按下式计算：
加固后楼层的综合抗震能力指数应按下式计算：
4.1.2当校舍抗震横墙间距过大时，可采用新增抗震墙的方法进行加固，以提高综合抗震能力。
4.1.3当原有砖墙砂浆强度等级过低或是砌筑质量较差时，可采用拆除重砌的方法。
4.1.4原有墙体有裂缝时，可采用压力灌浆方式补强。
4.2局部易损易倒部位不满足要求
4.2.1当墙肢宽度过小或抗震能力不满足要求时，可采用增设钢筋混凝土窗框进行加固；
4.2.2当墙肢宽度过小或抗震能力不满足要求时，可采用增设钢筋混凝土窗框进行加固；
4.2.3当支承大梁的墙段抗震能力不满足要求时，要采用增设砌体柱、组合柱、钢筋混凝土柱进行加固。
4.2.4支撑悬挑构件的墙体不符合鉴定要求时，可在悬挑构件端部增设钢筋混凝土柱、砌体组合柱或钢柱进行加固；局部悬挑部分挑出过长，可采用增设型钢支座进行加固；
4.2.5窗洞边可采用型钢或钢筋混凝土包角或镶边进行处理；
5、讨论
中小学校舍抗震鉴定与加固工作，具有年代跨度大、结构形式复杂、工作量大、任务紧、并且加固设计比较复杂，施工现场配合任务比较繁重等特点。通过对本次市中小学校舍房屋勘察鉴定，对存在的安全隐患进行分析以及对加固方案的探讨，有以下几点启示和建议：
1） 针对鉴定的结果和房屋的实际情况，确定是采用房屋整体加固、区段加固或构件加固以使房屋总体抗震能力达到规定设防要求；
2） 对结构的加固，要进行“内加固”或“外加固”的比较；
3） 加固后结构的质量、刚度、承载力和变形能力都发生变化，当采用以提高承载力为主的方案时，要使承载力的提高**过因质量、刚度加大导致地震作用的加大；当采用以提高变形能力为主的方案时，要衡量现有承载力是否达到相应的较低要求；
4） 加固方法要便于施工，以减少对原结构承载力的损伤。■

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公司专业从事房屋结构加固施工工作，对建筑加固施工，楼板加固施工，学校、幼儿园房屋抗震加固，厂房改造加固，别墅改建加固、房屋火灾受损修复加固等等，同时，我公司可出具加固前检测鉴定、加固施工方案，结构加固设计等。建立以“项目为中心”的管理体制，设立项目总监部、专业设计研究工作室，专业化改革逐步完善，企业**竞争力逐渐增强。我公司将继续发扬“诚信、贡献、创新”的企业精神，秉承“科学管理、竭诚服务、精心设计、质量”的执业方针，坚持“从质量中求精品、从管理中求效益、从服务中求市场、从创新中求发展”的工作宗旨，充分利用设计与科研、人才与技术等综合优势，积极开拓较广阔的业务市场，与国内外朋友开展广泛诚挚的合作，为广大客户提供高效优质的服务。
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