4.1 概述
2009年版的《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009中的强制性条文是保证房屋建筑结构抗震鉴定质量必须遵守的最主要规定,共有21条。主要特点是从建筑物抗震鉴定的需要出发,强调鉴定的程序、检查的项目和综合抗震能力评定结论的提出,使强制性条文更具有指导性。
在执行抗震鉴定的强制性条文的过程中,应系统掌握《建筑抗震鉴定标准》,全面理解强制性条文的准确内涵。为此,需要注意以下几点:
⑴现有建筑抗震鉴定的对象是设防烈度、设防类别偏低的建筑,不考虑地震作用时,其安全性一般是符合可靠性鉴定要求的,允许可靠指标降低0.25,当降低0.5时则需要进行构件加固。
⑵抗震鉴定强调从综合抗震能力的评定来决定是否需要进行抗震加固,抗震鉴定的设防目标依据后续使用年限的不同而有所区别,当后续使用年限为50年时,具有与新建建筑工程抗震设计规范相当的设防目标;当后续使用年限少于50年时则略低。因此,不应将抗震鉴定与新建建筑的抗震设计相混。
4.2 抗震鉴定强制性要求检查的项目与重点
修订后《建筑抗震鉴定标准》GB 50023-2009 的强制性条文有21条;检查的项目和重点见表3.4.1。
4.3 各检查项目的技术要点及实施与检查的控制
⒈抗震鉴定的设防依据
⑴标准条文
1.0.3 现有建筑应按现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223分为四类,其抗震措施核查和抗震验算的综合鉴定应符合下列要求:
1 丙类,应按本地区设防烈度的要求核查其抗震措施并进行抗震验算。
2 乙类,6~8度应按比本地区设防烈度提高一度的要求核查其抗震措施,9度时应适当提高要求;抗震验算应按不低于本地区设防烈度的要求采用。
3 甲类,应经专门研究按不低于乙类的要求核查其抗震措施,抗震验算应按高于本地区设防烈度的要求采用。
4 丁类,7~9度时,应允许按比本地区设防烈度降低一度的要求核查其抗震措施,抗震验算应允许比本地区设防烈度适当降低要求;6度时应允许不作抗震鉴定。
⑵技术要点说明
在我国,现有建筑的抗震鉴定所依据的抗震设防烈度和建筑抗震设防类别的划分,均与新建建筑相同,引用而不重复条文,请参见《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008的规定。但抗震鉴定在设防标准方面,考虑到需要抗震鉴定的现有房屋建筑数量较多,加固的范围和加固技术的难度较大,从减轻地震灾害的总目标出发,按国家制定的抗震防灾政策,抗震鉴定的要求与新建建筑抗震设计的角度有所不同,一般情况,乙类提高一度检查已经存在的抗震措施。与设计规范的规定相同,有三种情况属于例外,其一,地基抗液化措施,对乙类不采用提高一度的方法而直接给出规定;其二,对于规模很小的变电站、泵房等工业建筑,采用抗震性能较好的结构材料时,仍可按丙类的要求检查结构体系和抗震措施;其三,场地类别的影响,在鉴定标准3.0.6条有专门规定,可参见本书表3.1。
⑶实施与检查的控制
抗震鉴定意见书中,应明确房屋抗震鉴定的设防烈度、抗震设防类别。由于“现有建筑”抗震安全性的评估不同于新建建筑的抗震设计,在本条的实施中,应注意以下问题:
首行必须明确,需要进行抗震鉴定的“现有建筑”,在不遭受地震影响时,一般仍在正常使用,主要包括三类,第一类是使用年限在设计基准期内且设防烈度不变,但原规定的抗震设防类别提高的建筑;第二类是虽然抗震设防类别不变,但现行的区划图设防烈度提高后又使之可能不符合相应设防要求的建筑;第三类是设防类别和设防烈度同时提高的建筑。
其次,对新建建筑,抗震安全性评估属于判断房屋的设计和施工是否符合抗震设计及施工规范要求的质量要求;对现有建筑,抗震安全性评估是从抗震承载力和抗震构造两方面的综合来判断结构实际具有的抗御地震灾害的能力。
第三,现有建筑增层时的抗震鉴定,情况复杂,本标准未做规定。对现有建筑进行装修和改善使用功能的改造时,若不增加房屋层数,应按鉴定标准的要求进行抗震鉴定,并确定结构改造的可能性;若进行加层改造,一般说来,加层的要求应高于现有建筑鉴定而接近或达到新建工程的要求,此时可以采用综合抗震能力鉴定的原则,但不能直接套用抗震鉴定标准的具体要求。
最后,不得按本标准的规定进行新建工程的抗震设计,或作为新建工程未执行设计规范的借口。
⒉抗震鉴定的程序和鉴定报告的基本内容
⑴标准条文
3.0.1 现有建筑的抗震鉴定应包括下列内容及要求:
1 搜集建筑的勘察报告、施工和竣工验收的相关原始资料;当资料不全时,应根据鉴定的需要进行补充实测。
2 调查建筑现状与原始资料相符合的程度、施工质量和维护状况,发现相关的非抗震缺陷。
3 根据各类建筑结构的特点、结构布置、构造和抗震承载力等因素,采用相应的逐级鉴定方法,进行综合抗震能力分析。
4 对现有建筑整体抗震性能做出评价,对符合抗震鉴定要求的建筑应说明其后续使用年限,对不符合抗震鉴定要求的建筑提出相应的抗震减灾对策和处理意见。
⑵技术要点说明
抗震鉴定系对现有建筑物是否存在不利于抗震的构造缺陷和各种损伤进行系统的“诊断”,因而必须对其需要包括的基本内容、步骤、要求和鉴定结论作出统一的规定,并要求强制执行,才能达到规范抗震鉴定工作,提高鉴定工作质量,确保鉴定结论的可靠性。
关于建筑现状的调查,主要有三个内容:其一,建筑的使用状况与原设计或竣工时有无不同;其二,建筑存在的缺陷是否仍属于“现状良好”的范围,需从结构受力的角度,检查结构的使用与原设计有无明显的变化;其三,检测结构材料的实际强度等级。
“现状良好”是对现有建筑现状调查的重要概念,涉及施工质量和维修情况。它是介于完好无损和有局部损伤需要补强、修复二者之间的一种概念。抗震鉴定时要求建筑的现状良好,即建筑外观不存在危及安全的缺陷,现存的质量缺陷属于正常维修范围之内。
早期的抗震鉴定及加固,偏重于对单个构件、部件的鉴定,而缺乏对总体抗震性能的判断,只要某部位不符合抗震要求,就认为该部位需要加固处理,因而不仅增加了房屋的加固量,甚至在加固后还形成了新薄弱环节,致使结构的抗震安全性仍无保证。例如,天津市某三层框架厂房,在1976年7月唐山地震后加固时缺乏整体观点,局部加固后使底层形成新的明显的薄弱层,以致在同年11月的宁河地震中倒塌。因此,要强调对整个结构总体上所具有抗震能力的判断。综合抗震能力的定义,见鉴定标准第2.1.5条;逐级鉴定方法,见鉴定标准第3.0.3条。
在抗震鉴定中,将构件分成具有整体影响和仅有局部影响两大类,予以区别对待。前者以组成主体结构的主要承重构件及其连接为主,不符合抗震要求时有可能引起连锁反应,对结构综合抗震能力的影响较大,采用“体系影响系数”来表示;后者指次要构件、非承重构件,附属构件和非必需的承重构件(如悬挑阳台、过街楼、出屋面小楼等),不符合抗震要求时只影响结构的局部,有时只需结合维修加固处理,采用“局部影响系数”来表示。
对建筑结构抗震鉴定的结果,按《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009第3.0.7条统一规定为五个等级:合格、维修、加固、改变用途和更新。要求根据建筑的实际情况,结合使用要求、城市规划和加固难易等因素的分析,通过技术经济比较,提出综合的抗震减灾对策。
合格:指符合抗震要求,即现有建筑所具有的整体抗震能力可达到标准规定的设防目标,不需进行加固,应明确给出其合理的后续使用年限。
维修:指结合维修处理。适用于仅有少数次要部位局部不符合抗震要求的情况。例如,房屋上仅有无锚固的女儿墙超高,可在屋面防水层、保温层翻修时一并处理,但需采取临时性防灾措施。
加固:指有加固价值的建筑。大致包括:①无地震作用时能正常使用;②建筑虽已存在质量问题,但能通过加固使其达到抗震要求;③建筑因使用年久或其他原因(如腐蚀等),抗侧力体系的承载力降低,但楼盖或支撑系统尚可利用;④建筑各局部缺陷虽多,但易于加固或能够加固。
改变用途:指改变使用功能。包括:将生产车间、公共建筑改为不引起次生灾害的仓库,将使用荷载大的多层房屋改为使用荷载小的次要房屋等。
改变使用功能后的建筑,仍应采取适当的加固措施,以达到该类建筑的抗震要求。
更新:指无加固价值而仍有使用需要的建筑,或计划近期拆迁的不符合抗震要求的建筑,需采取应急措施。例如:在单层房屋内设防护支架;将烟囱、水塔周围划为危险区;拆除建筑上的装饰物、危险物及卸载等。
⑶实施与检查的控制
抗震鉴定是一项技术要求较高的工作,应注意以下几点:
第一,要尽可能收集鉴定所需的现有资料;当资料不全时,应做必要的实测——达到满足鉴定的需要。
第二,抗震鉴定必须对工程的设计、施工及现状进行全面的调查。结构构件实际达到的材料强度指标必须由现场实测得到,不得直接采用原设计指标。
第三,鉴定后必须形成完整的抗震鉴定技术文件,作为加固决策依据。对不符合抗震要求的工程,必须对存在的缺陷作出原因分析,提出相应的处理意见,包括加固方案和应急减灾措施等。该加固方案应确实可行,成为加固设计的依据。
第四,现有房屋建筑是否符合抗震鉴定的要求,必须以综合抗震能力作为衡量指标。即从抗震构造和抗震承载力两个侧面进行综合。当结构现有抗震承载力较高时,除了保证结构整体性所需的构造外,延性方面的构造鉴定要求可稍低些;反之,当结构现有的抗震承载力较低,则可用较高的延性构造要求予以弥补。
⒊第一级鉴定的基本要求
⑴标准条文
3.0.4 现有建筑宏观控制和构造鉴定的基本内容及要求,应符合下列规定:
1 当建筑的平立面、质量、刚度分布和墙体等抗侧力构件的布置在平面内明显不对称时,应进行地震扭转效应不利影响的分析;当结构竖向构件上下不连续或刚度沿高度分布突变时,应找出薄弱部位并按相应的要求鉴定。
2 检查结构体系,应找出其破坏会导致整个体系丧失抗震能力或丧失对重力的承载能力的部件或构件;当房屋有错层或不同类型结构体系相连时,应提高其相应部位的抗震鉴定要求。
3 应检查结构构件材料实际达到的强度等级;当低于规定的最低要求时,应提出
采取相应的抗震减灾对策。
⑵技术要点说明
房屋的抗震鉴定,一般分为两级。第一级以宏观控制和构造鉴定为主进行整体抗震能力的综合评定,第二级以抗震验算为主结合构造影响进行整体抗震能力的综合评定。许多情况,第一级鉴定通过,则不需要进行第二级鉴定。因此,第一级鉴定十分重要。
抗震鉴定时宏观控制的概念性要求,主要概括为房屋高度、构件材料强度、建筑平立面布置、抗侧力构件(如墙体等)布置、结构体系、构件变形能力、连接的可靠性、非结构的影响和场地、地基等方面。其中最关键的是对规则性和结构体系的鉴定要求,故选为强制性条文。
规则与复杂的划分,包含沿高度方面和沿平面方面诸多因素的综合要求,与新建建筑抗震设计的划分方法相同,可参见《建筑抗震设计规范》GB 50011第3章的说明。 抗震鉴定对结构体系合理性的要求,除了结构布置的规则性判别外,还有下列内容: 第一,竖向构件上下不连续,如抽柱、抽梁或抗震墙不落地等,使地震作用的传递途径发生变化,则需提高有关部位的鉴定要求。
第二,要注意部分结构或构件破坏导致整个体系丧失抗震能力或丧失承担重力荷载的可能性。
第三,当同一房屋单元不同的结构类型相连,如部分为框架,部分为砌体,而框架梁直接支承在砌体结构上。由于各部分动力特性不一致,相连部分受力复杂,要考虑相互间的不利影响。
第四,房屋端部有楼梯间、过街楼、或砌体房屋有通长悬挑阳台,要考虑局部地震作用效应增大的不利影响。
⑶实施与检查的控制
关于规则性。现有建筑的“规则性”是客观存在的,遇到不规则、复杂的建筑,抗震鉴定需要采用专门的手段来判断抗震安全性,并注意提高相关部位的鉴定要求。明显不对称时,应进行地震扭转效应的不利分析;竖向分布有突变时,应找出薄弱部位。
关于结构体系的合理性。抗震鉴定时,检查现有建筑的结构体系是否合理,可对其抗震性能的优劣有初步的判断。
⒋场地地基抗震鉴定要点(共有4条)
⑴标准条文
4.1.2 对建造于危险地段的现有建筑,应结合规划更新(迁离);暂时不能更新的,应进行专门研究,并采取应急的安全措施。
4.1.3 7~9度时,建筑场地为条状突出山嘴、高耸孤立山丘、非岩石和强风化岩石陡坡、河岸和边坡的边缘等不利地段,应对其地震稳定性、地基滑移及对建筑的可能危害进行评估;非岩石和强风化岩石斜坡的坡度及建筑场地与坡脚的高差均较大时,应估算局部地形导致其地震影响增大的后果。
4.1.4 建筑场地有液化侧向扩展且距常时水线100m范围内,应判明液化后土体流滑与开裂的危险。
4.2.4 存在软弱土、饱和砂土和饱和粉土的地基基础,应根据烈度、场地类别、建筑现状和基础类型,进行液化、震陷及抗震承载力的两级鉴定。符合第一级鉴定的规定时,应评为地基符合抗震鉴定要求,不再进行第二级鉴定。 静载下已出现严重缺陷的地基基础,应同时审核其静载下的承载力。
⑵技术要点说明
地震造成建筑的破坏,除地震动直接引起的结构破坏外,还有场地地基的原因,诸如:地基不均匀沉陷,砂性土(饱和砂土和饱和粉土)液化,滑坡,地表错动和地裂,局部地形地貌的放大作用等。地基和场地是相互联系又有明显差别的两个概念。“地基”是指直接承受基础和上部结构重力的地表下一定深度范围内的土壤或岩石,只是场地的一个组成部分。
房屋建筑的地震震害表明,液化、软土震陷、不均匀地基的差异沉降等,一般不会导致建筑的坍塌或丧失使用价值,而且地基基础的鉴定和处理的难度较大。因此,现有房屋抗震鉴定时,除了危险地段外,要求对场地和地基基础进行鉴定的范围较小,纳入强制性条文的内容更少。
当设防烈度为8度和9度,且建筑场地为条状突出山嘴、高耸孤立山丘、非岩石和强风化岩石陡坡、河岸和边坡的边缘等不利地段时,地震下可能因岩土失稳造成灾害,如滑坡、崩塌、地裂、地陷等,其波及面广,对建筑物危害的严重性也往往较重,需要重视。
当存在饱和砂性土时,若一旦查明属于倾斜液化土层(1º~5º),在地震时可能产生大面积的土体滑动(侧向扩展);在现代河道、古河道或海滨地区,通常宽度达50~100m或更大,其长度达数百米,甚至2~3km,易造成一系列地裂缝或地面的永久性水平、垂直位移,其上的建筑与生命线工程或拉断或倒塌,破坏很大。
对液化判别,可借助于设计规范的两级判别法—初判和再判,予以简化。一旦属于液化土,应确定地基的液化等级,根据液化等级和建筑抗震设防分类,选择合适的处理措施,包括地基处理和对上部结构采取加强整体性的相应措施等。
⑶实施与检查的控制
第一,不利地段上场地震害的评估,只在7~9度抗震设防时才需要进行。
第二,倾斜液化面的危害评估,强调了有临空面的情况。
⒌砌体房屋的检查要点、逐级鉴定项目(共有3条)
⑴标准条文
5.1.2 现有多层砌体房屋抗震鉴定时,房屋的高度和层数、抗震墙的厚度和间距、墙体实际达到的砂浆强度等级和砌筑质量、墙体交接处的连接以及女儿墙、楼梯间和出屋面烟囱等易引起倒塌伤人的部位应重点检查;7~9度时,尚应检查墙体布置的规则性,检查楼、屋盖处的圈梁,楼、屋盖与墙体的连接构造等。
5.1.4 现有砌体房屋的抗震鉴定,应按房屋高度和层数、结构体系的合理性、墙体材料的实际强度、房屋整体性连接构造的可靠性、局部易损易倒部位自身及其与主体结构连接构造的可靠性以及墙体抗震承载力的综合分析,对整幢房屋的抗震能力进行鉴定。
当砌体房屋层数超过规定时,应评为不满足抗震鉴定要求;当仅有出入口和人流通道处的女儿墙、出屋面烟囱等不符合规定时,应评为局部不满足抗震鉴定要求。
5.1.5 A类砌体房屋应进行综合抗震能力的两级鉴定。在第一级鉴定中,墙体抗震承载力应依据纵、横墙间距进行简化验算,当符合第一级鉴定的各项规定时,应评为满足抗震鉴定要求;不符合第一级鉴定要求时,除有明确规定的情况外,应在第二级鉴定中采用综合抗震能力指数的方法,计入构造影响做出判断。
B类砌体房屋,在整体性连接构造的检查中尚应包括构造柱的设置情况;墙体抗震承载力应采用现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的底部剪力法等方法进行验算,或按照A类砌体房屋计入构造影响进行综合抗震能力的评定。
⑵技术要点说明
砌体房屋的抗震性能比钢筋混凝土房屋差,在强烈地震中破坏严重,但也从中积累了极丰富的震害资料,为抗震鉴定与加固提供了充分的依据。
多层砌体房屋在6度时就有震害,需要重点检查的项目是:高度、层数、抗震墙厚度、最大墙体间距、墙体砌筑质量、墙体连接处以及女儿墙等出屋面小建筑的连接;7度时,除按6度检查外,还需要检查墙体与楼盖的连接、圈梁和构造柱设置等;8度和9度时,还需要增加规则性和楼盖类型的检查等。
多层砌体房屋的抗震能力主要取决于墙体的抗震承载力,即取决于两个主轴方向上分别计算的墙体(包括承重墙和自承重墙)截面面积和墙体的平均正压力。由于砌体墙本身是脆性的,多层砌体房屋的变形能力,主要取决于结构体系的合理性和房屋的整体性连接,包括墙体与墙体的连接、楼盖与墙体的连接等,承重墙体的局部尺寸也有一定的影响。
根据6~11度区总数7000多幢的多层砖房震害的统计分析,当最弱墙段的抗震强度安全系数不小于开裂临界值时,房屋基本完好;当最弱墙段的抗震强度安全系数小于开裂临界值,但最弱楼层各墙段的平均抗震强度安全系数不小于开裂临界值时,房屋为轻微损坏;当最弱楼层各墙段的平均抗震强度安全系数小于开裂临界值,但大于开裂临界值的60%时,房屋为中等破坏;当多数楼层各墙段的平均抗震强度安全系数小于开裂临界值,但均大于倒塌临界值时,房屋为严重破坏;最弱墙段的抗震强度安全系数小于倒塌临界值时,则局部倒塌;最弱楼层承重墙的平均抗震强度安全系数小于倒塌临界值时,房屋全毁。
因此,考虑到现有多层砖砌体房屋在一个地区、一个时期内具有建筑风格、平面布置、材料性能大致相同的特点,可以根据震害经验,引入“砖房综合抗震能力“的概念,将承重墙体、次要墙体、附属构件、楼盖和屋盖整体性及各种连接的鉴定要求归纳起来,形成分级鉴定的实用方法。从结构体系、整体性连接、局部构造和抗震承载力等方面,运用“筛选”的方法,进行分级鉴定。
这个筛选的中心思想是:先选出抗震构造较好同时墙体抗震承载力高的房屋,视为综合抗震能力高的房屋;再选出抗震构造较好而墙体抗震承载力较高的房屋,视为综合抗震能力稍次的房屋;然后选出抗震构造略有缺陷但墙体抗震承载力尚高的房屋,视为综合抗震能力次的房屋;最后选出仅局部构造有缺陷但该部位墙体的抗震承载力很高的房屋,视为综合抗震能力仍满足鉴定要求的房屋。
多层砌体房屋第一级鉴定的重点是筛选出抗震构造较好同时墙体抗震承载力高的房屋。对于不同的后续使用年限、抗震设防烈度,构造较好和承载力高的衡量尺度是不同的,但鉴定的内容均包括房屋高度和层数、结构体系、构件材料强度、结构连接的整体性、易损部位的构造以及纵横向墙体数量等四个部分。2009年版的相关条文是:
①房屋高度和层数的检查。对A类,列于5.2.1条;对于B类,列于5.3.1条。
②结构体系评定。对于A类,按5.2.2条检查刚性体系、高宽比和规则性;对于B类,按5.3.3条检查横墙间距、高宽比和规则性。
对符合刚性体系的A类多层砌体房屋,可先检查整体性连接和易引起局部倒塌部位,当二者均符合要求时,则直接按房屋的宽度、横墙间距和砌筑砂浆强度等级,查承载力验算表判断是否满足抗震要求,不再进行墙体面积率的计算。整体性连接、易局部倒塌部位或查表不满足时,一般需经过第二级鉴定才能判断是否满足抗震要求。对非刚性体系的多层砌体房屋,只检查整体性连接和易局部倒塌部位,并需进行第二级鉴定。
刚性体系是抗震鉴定中可采用简化方法进行抗震承载力验算的前提。它不同于静力设计的刚性方案;其最大横墙间距的规定也比抗震设计规范的要求严格。现有的A类多层砌体房屋,其抗震横墙的间距、楼盖和屋盖平面内的刚度以及房屋的高宽比,多数可满足刚性体系的要求。鉴定时重点是墙体对称布置和错层判断。
③材料实际强度测定要求。对A类,列于5.2.3条;对于B类,列于5.3.4条。
砌体的承载力取决于砌筑质量和材料实际达到的强度,而不是原设计的材料强度。
砌体材料强度的测定方法,可分为原位法和取样法两大类。应分别按有关的检测标准进行检测。抗震鉴定时,通常采用原位测量法。材料实际强度抽查的构件数量,可按《民用建筑可靠性鉴定标准》GB 50292-1999第4.1.6条的要求执行。
检测时,还可采用观察、手捏的方法初步判别砂浆强度;M0,手捏无强度;M0.4,手捏强度低;M1,能捏碎;M2.5,不易捏碎。并且,尚需根据砌筑质量,如砂浆不饱满、干砖上墙或砂浆冻结等,将检测值适当调整。
⑤整体性连接检查。对于A类,按第5.2.4条检查墙与墙体、墙与楼屋盖、圈梁布置,乙类设防尚需检查构造柱布置;对于B类,按第5.3.5~5.3.9条检查墙与墙体、墙与楼屋盖、圈梁和构造柱布置。
根据震害经验的总结,多层砌体房屋的整体性主要取决于纵横墙交接处的连接、楼屋盖及其与墙体的连接、圈梁布置和构造等,乙类设防或B类砖房还需要检查构造柱布置。一般情况,当不符合要求时应在第二级鉴定中用整体影响系数综合处理。
⑥易损部位的检查。对于A类,列于第5.2.6~5.2.8条;对于B类,列于第5.3.10~5.3.11条。
多层砌体房屋遭遇地震时,局部尺寸较小的墙段和墙垛、出屋面的女儿墙和楼电梯间、悬挑的走廊、阳台和雨篷、房屋端部的楼梯间等等部位容易损坏,虽不致引起整个房屋的倒塌,但可能造成人员伤亡或局部破坏。这些局部构造不符合抗震鉴定要求时,一般在第二级鉴定时采用局部影响系数综合处理。
⑦简化的抗震承载力验算。对于A类,按5.2.9条查表检查横墙间距和房屋进深;对于B类,也可查5.3.13条的条文说明的表检查横墙间距和房屋进深。
⑶实施与检查的控制
第一,应注意丙类设防与乙类设防在房屋高度、结构体系、整体性连接上的不同要求。
第二,应处理好第一级鉴定与第二级鉴定的关系。第一级鉴定通过的现有房屋,可不再进行第二级鉴定。
第三,材料实际强度的数值,不得采用原设计强度。
第四,钢筋混凝土构造柱与圈梁形成对砖墙的分割和包围,既增加砖墙的延性又增加房屋的整体性。但考虑到现有的A类多层砌体房屋大多无钢筋混凝土构造柱,故按丙类设防抗震鉴定时对构造柱不做要求,按乙类设防时要求也低于B类多层砌体房屋。
第五,当第一级各项鉴定要求中,仅局部构造不符合要求时,可不经第二级鉴定而直接要求结合日常维修予以处理。
⒍砌体房屋的综合抗震能力评定(www.daowen.com)
⑴标准条文
5.2.12 A类砌体房屋的楼层平均抗震能力指数、楼层综合抗震能力指数和墙段综合抗震能力指数应按房屋的纵横两个方向分别计算。当最弱楼层平均抗震能力指数、最弱
楼层综合抗震能力指数或最弱墙段综合抗震能力指数大于等于1.0时,应评定为满足抗震鉴定要求;当小于1.0时,应要求对房屋采取加固或其他相应措施。
⑵技术要点说明
A类多层砖砌体房屋的第二级鉴定分四种方法:平均抗震能力指数法、综合抗震能力指数法、墙段抗震能力指数法和设计规范方法,分别适用于不同的情况。
多层砖房的抗震计算,设计规范要求采用底部剪力法计算地震作用及其效应,并验算不利墙段的受剪承载力。抗震鉴定时,抗震承载力验算一般采用两个主轴方向的墙体面积率指数计算,并按具体情况分别为最弱楼层的面积率指数和最弱墙段的面积率指数进行验算。综合抗震能力的分析,系利用墙体面积率与体系影响系数、局部影响系数的乘积—综合抗震能力指数来衡量。
方法一:平均抗震能力指数法
平均抗震能力指数法适用于刚性体系且整体性连接及易局部倒塌部位满足第一级鉴定要求而房屋宽度或横墙间距略大的砌体房屋。它又称为二(甲)级鉴定。高宽比、横墙间距符合刚性体系要求,即实测的结构基本振型符合剪切变形为主的特征,若其墙体连接、楼盖支承长度、圈梁设置等整体性连接良好,房屋局部尺寸、楼梯间、出屋面小屋、女儿墙、隔墙等易引起局部倒塌部位的构造均符合基本要求时,根据大量的计算分析,可直接按表5.2.9所列纵横两方向横墙间距L、房屋宽度B和砌筑砂浆实际强度等级来判断。当L和B符合要求时则通过第一级鉴定;当横墙间距或房屋宽度不符合时,可采用平均抗震能力指数进行第二级鉴定,只要平均抗震能力指数βi大于1.0,则第二级鉴定通过。
方法二:楼层综合抗震能力指数和墙段综合抗震能力指数
楼层综合抗震能力指数法适用于非刚性体系以及刚性体系中整体性连接及易局部倒塌部位不满足第一级鉴定要求的砌体房屋。它又称为二(乙)级鉴定。
墙段抗震能力指数法适用于综合抗震能力指数不满足要求,但仅横墙间距过大或易局部倒塌部位不满足第一级鉴定要求的砌体房屋。它又称为二(丙)级鉴定。
综合抗震能力指数由体系影响系数、局部影响系数和平均或墙段抗震能力指数的乘积得到,其中的体系影响系数和局部影响系数,主要见第5.2.14条。例如,高宽比、抗震横墙间距和平立面不规则超过第一级鉴定的结构体系要求时,体系影响系数ψ1取0.75~0.90;楼盖构件支承长度和圈梁设置等不符合第一级鉴定的整体性连接要求时,体系影响系数ψ1取0.70~0.90;墙体的局部尺寸和楼梯间等易引起局部倒塌部位的构造不符合第一级的要求时,局部影响系数ψ2取0.70~0.95。
⑶实施与检查的控制
第一,对墙体面积率较高的多层砖房,虽然有些构造不符合第一级鉴定的要求,但只要楼层综合抗震能力指数βci符合要求,或最弱墙体的综合抗震能力指数βcij 符合要求,则该砌体房屋仍可不加固。
第二,墙体面积率验算是墙体抗震承载力验算的简化方法,有一定适用范围,超出该范围时应采用设计规范的方法验算。
⒎钢筋混凝土房屋的检查要点、逐级鉴定的项目(4条)
⑴标准条文
6.1.2 现有钢筋混凝土房屋的抗震鉴定,应依据其设防烈度重点检查下列薄弱部位:
1 6度时,应检查局部易掉落伤人的构件、部件以及楼梯间非结构构件的连接构造。
2 7度时,除应按第1款检查外,尚应检查梁柱节点的连接方式、框架跨数及不同结构体系之间的连接构造。
3 8、9度时,除应按第1、2款检查外,尚应检查梁、柱的配筋,材料强度,各
构件间的连接,结构体型的规则性,短柱分布,使用荷载的大小和分布等。
6.1.4 钢筋混凝土房屋的抗震鉴定,应按结构体系的合理性、结构构件材料的实际强度、结构构件的纵向钢筋和横向箍筋的配置和构件连接的可靠性、填充墙等与主体结构的拉接构造以及构件抗震承载力的综合分析,对整幢房屋的抗震能力进行鉴定。
当梁柱节点构造和框架跨数不符合规定时,应评为不满足抗震鉴定要求;当仅有出入口、人流通道处的填充墙不符合规定时,应评为局部不满足抗震鉴定要求。
6.1.5 A类钢筋混凝土房屋应进行综合抗震能力两级鉴定。当符合第一级鉴定的各项规定时,除9度外应允许不进行抗震验算而评为满足抗震鉴定要求;不符合第一级鉴定要求和9度时,除有明确规定的情况外,应在第二级鉴定中采用屈服强度系数和综合抗震能力指数的方法做出判断。
B类钢筋混凝土房屋应根据所属的抗震等级进行结构布置和构造检查,并通过内力调整进行抗震承载力验算;或按照A类钢筋混凝土房屋计入构造影响对综合抗震能力进行评定。
6.3.1 现有B类钢筋混凝土房屋的抗震鉴定,应按鉴定标准表6.3.1确定鉴定时所采用的抗震等级,并按其所属抗震等级的要求核查抗震构造措施。
注:乙类设防时,抗震等级应按本地区设防烈度提高一度查表。
⑵技术要点说明
我国现有钢筋混凝土房屋的震害调查总结表明:6、7度时主体结构基本完好;损坏以女儿墙和填充墙为主,8、9度时,框架的主体结构有破坏,但不规则结构震害加重。据此,明确规定不同设防烈度下的检查重点,以便在现有房屋原始资料不全时确定所需补充实测的内容。
类似于多层砌体房屋,对钢筋混凝土房屋的抗震鉴定,将结构体系、构件材料强度、构造配筋、局部构造和构件承载力等方面的鉴定要求归纳起来,进行“综合抗震能力”的分级鉴定,其中的A类钢筋混凝土房屋,主要是10层以下现浇或装配整体式的框架结构。
2009版对两级鉴定的相关规定如下:
结构体系的鉴定,主要包括节点连接方式和规则性的判别。A类房屋列于6.2.1条,B类房屋列于6.3.2条。
针对现有建筑的情况,强调连接方式和砌体混合承重的鉴定要求。不符合要求时在第二级鉴定中用体系影响系数综合评定。
①连接方式主要指刚接和铰接,以及梁端底面纵筋的锚固。未考虑抗震设防的框架结构,往往按横向框架纵向连系梁进行设计,梁端底面的纵筋不符合锚固长度的要求。
②单跨框架不利于抗震是公认的,鉴定明确要求,乙类设防的框架不应为单跨。
③当框架结构与砌体结构毗邻且共同承重时,砌体部分因侧移刚度大而分担了框架的一部分地震作用,受力状态与单一的砌体结构不同;框架部分也因二者侧移的协调而在连接部位形成附加内力。抗震鉴定时要作为不规则结构对待。
关于构件材料强度检测。混凝土结构构件实际达到的材料强度偏低,则抗震承载力不足。A类房屋的要求见6.2.2条;B类房屋的要求见6.3.3条。
整体性连接构造的鉴定:
①A类按6.2.3~6.2.6条分两种情况检查。第一种情况,6度和7度Ⅰ、Ⅱ类场地时,只判断是否满足非抗震设计要求。第二种情况,7度Ⅲ、Ⅳ类场地和8、9度时,要检查纵筋、箍筋、轴压比等。但由于纵筋和轴压比均可在第二级抗震鉴定时进一步判定,重点对梁、柱,包括短柱的箍筋构造进行检查。②B类按6.3.4~6.3.8条对梁、柱、节点、墙的配筋以及钢筋的锚固和连接进行检查。 局部易损部位的判断。框架结构与砌体山墙混合承重时,强调山墙应有钢筋混凝土壁柱与框架梁可靠连接,以防止破坏。不符合要求时在第二级鉴定中采用局部影响系数综合评定。
关于综合抗震能力的判断,这是A、B类房屋的主要区别之一。
①A类钢筋混凝土房屋采用典型平面结构的综合抗震能力指数进行第二级鉴定,而且低烈度时可能不需要第二级鉴定就做出判断。
②B类钢筋混凝土房屋,除6度外需要进行承载力验算,其内力调整要依据其抗震等级,当承载力高而构造不完全符合要求时,通过计入构造影响予以判断,以减少加固工程量。
⑶实施与检查的控制
第一,注意乙类设防时的要求。凡条文中未明确规定的,均按提高一度的要求进行检查。
第二,对于A类房屋,符合第一级鉴定的各项要求时,不需要进行第二级鉴定。 第三,纵向钢筋的锚固长度,A类房屋只需满足70年代设计规范的要求即可。
第四,框架结构混凝土实际达到的强度等级必须由实测得到,不能采用原设计值。
第五,楼梯间和人流通道处的填充墙,从6度起就需要作为重点检查。
⒏钢筋混凝土房屋的综合抗震能力评定
⑴标准条文
6.2.10 现有钢筋混凝土房屋采用楼层综合抗震能力指数进行第二级鉴定时,应分别选择下列平面结构:
1 应至少在两个主轴方向分别选取有代表性的平面结构。
2 框架结构与承重砌体结构相连时,除符合本条第1款要求外,尚应取连接处的平面结构。
3 有明显扭转效应时,除符合本条第1款要求外,尚应取计入扭转影响的边榀结构。
⑵技术要点说明
本条是A类钢筋混凝土结构第二级鉴定的强制性要求。第二级鉴定分三种情况进行楼层综合抗震能力的分析判断,分别采用不同的平面结构进行楼层综合抗震能力指数的验算。
标准中提供的验算公式是结构抗震承载力计算的简化方法,其中引入了屈服强度系数和构造影响系数的概念。
其中,屈服强度系数以震害为依据,通过震害实例验算的统计分析得到;在设计规范用来控制结构的倒塌;在抗震鉴定用来评估现有建筑的破坏程度,具有较好的可靠性。抗震鉴定时,计算屈服强度系数ξy的方法同设计规范,但应取结构构件现有截面尺寸、现有配筋和对应于早期设计规范材料强度等级的标准值,弹性的楼层地震剪力Ve,取多遇地震下分项系数1.0计算;由于现有框架结构多为“强梁弱柱”型框架,计算公式可有所简化,见鉴定标准附录C。
在第二级鉴定中,对材料强度等级和纵向钢筋的构造要求已反映在计算公式中;其他构造要求用结构构造的体系影响系数和局部影响系数来体现。
体系影响系数的取值,A类钢筋混凝土房屋见6.2.13条,要综合考虑多个因素确定。当部分构造符合第一级鉴定要求而部分构造仅符合非抗震设计要求时,可在0.8~1.0之间取值;结构损伤包括因建造年代甚早、混凝土碳化而造成的钢筋锈蚀,损伤和倾斜的修复,通常宜考虑新旧部分不能完全共同发挥作用而取小于1.0的影响系数。
局部影响系数的取值,A类钢筋混凝土房屋见6.2.14条,在三项系数选定后采用最小值。
⑶实施与检查的控制
第一,计算结构楼层现有承载力时,结构构件截面尺寸、配筋和材料强度均应采用实测的数据,不能直接套用设计图纸的数据。
第二,考虑到现行设计规范中混凝土材料强度的设计取值方法改变,需采用对应于70年代规范所用材料强度等级C13、C18、C23、C28等的新取值。
第三,体系影响系数仅与规则性、箍筋构造和轴压比等有关。在给定的取值范围内,不符合的程度大或有若干项不符合时取较小值;对不同烈度,鉴定要求相同的项目,烈度高者,该项影响系数取较小值。
第四,局部影响系数仅用于有关的平面框架,即与承重砌体结构相连的平面框架、有填充墙的平面框架或楼屋盖长宽比超过规定时位于中部的平面框架。
⒐内框架房屋和底层框架房屋的检查要点、逐级鉴定项目和综合抗震能力评定(3条)
⑴标准条文
7.1.2 现有内框架和底层框架砖架砖房抗震鉴定时,对房屋的高度和层数、横墙的厚度和间距、墙体的砂浆强度等级和砌筑质量应重点检查;并应根据结构类型和设防烈度重点检查下列薄弱部位:
1 底层框架和底层内框架砖房的底层楼盖类型及底层与第二层的侧移刚度比、结构平面质量和刚度分布和墙体(包括填充墙)等抗侧力构件布置的均匀对称性。
2 多层内框架砖房的屋盖类型和纵向窗间墙宽度。
3 7~9度时,尚应检查框架的配筋和圈梁及其他连接构造。
7.1.4 现有内框架和底层框架砖房的抗震鉴定,应按房屋高度和层数、混合承重结构体系的合理性、墙体材料的实际强度、结构构件之间整体性连接构造的可靠性、局部易损易倒部位构件自身及其与主体结构连接构造的可靠性,以及墙体和框架抗震承载力的综合分析,对整幢房屋的抗震能力进行鉴定。
当房屋层数超过规定或底部框架砖房的上下刚度比不符合规定时,应评为不满足抗震鉴定要求;当仅有出入口和人流通道处的女儿墙等不符合规定时,应评为局部不满足抗震鉴定要求。
7.1.5 对A类内框架和底层框架房屋,应进行综合抗震能力的两级评定。符合第一级鉴定的各项规定时,应评为满足抗震鉴定要求;不符合第一级鉴定要求时,除有明确规定的情况外,应在第二级鉴定采用屈服强度系数和综合抗震能力指数的方法,计入构造影响做出判断。
对B类内框架和底层框架房屋,应根据所属的抗震等级和构造柱设置等进行结构布置和构造检查,并应通过内力调整进行抗震承载力验算;或按照A类房屋计入构造影响,对综合抗震能力进行评定。
⑵技术要点说明
内框架砌体房屋指内部为框架承重外部为砖墙承重的房屋,包括内部为单排柱到顶、多排柱到顶的多层内框架房屋以及早期建造的仅底层内框架而上部各层为砖墙的底层内框架房屋。
底层框架砌体房屋指底层为框架(包括填充墙框架等)、框架-抗震墙结构承重而上部各层为砖墙承重的多层房屋。
根据震害调查的经验总结,内框架和底层框架砖房的震害特征与多层砌体房屋、多层钢筋混凝土房屋不同。对这两类混合承重结构,可将砌体结构和混凝土结构的鉴定方法合并使用,适当增加相应的内容。
检查的重点,除按多层砌体、钢筋混凝土房屋的要求外,特别增加了屋盖类型、上下层刚度比等。
鉴定所需要列举的基本项目,与砌体结构、钢筋混凝土结构相同。需要注意的是,当房屋总高度、总层数超出规定值,或底框房屋的框架层数、上下层刚度比不符合规定时,则属于抗震鉴定不合格。
结构体系和构造的鉴定:
①结构体系鉴定要控制侧移刚度和横墙最大间距。针对内框架和底层框架砖房的结构特点,体系鉴定要检查底层框架、底层内框架砌体房屋的二层与底层侧移刚度比,以减少地震时的变形集中,减轻地震破坏。
抗震墙横墙最大间距,基本上与设计规范相同。当为装配式钢筋混凝土楼、屋盖时,其要求略有放宽,但不能用于木楼盖的情况。
②墙体在内框架和底层框架结构中是第一道抗震防线,墙体实际达到的材料强度等级不能过低,这是第一级鉴定中简化抗震承载力验算的前提。
③整体性连接要求比多层砌体房屋要求严格。针对此两类结构的特点,强调了楼盖的整体性、圈梁布置、大梁与外墙的连接。
在多层砌体房屋,大梁与墙体的连接属于局部易损部位,按局部影响处理。但对于内框架,支承大梁的外墙是混合框架的组成部分,一旦大梁与外墙的连接破坏,则整个结构的安全大受影响,属于整体性影响。
综合抗震能力的鉴定:
①A类内框架和底层框架砖房采用第二级抗震鉴定,直接借用多层砌体房屋和框架结构的方法,使抗震鉴定标准的鉴定方法比较协调。一般情况下,采用综合抗震能力指数的方法,可使抗震承载力验算有所简化,还可考虑构造对抗震承载力的影响。
②B类内框架和底层框架砖房采用承载力验算,混凝土部分的内力调整要依据其抗震等级,当承载力高而构造不完全符合要求时,通过计入构造影响予以判断,减少加固工程量。
⑶实施与检查的控制
第一,严格控制适用范围,乙类设防时不适用,早期的结构形式,如底层内框架、单排柱内框架,需从严检查。
第二,对底层框架、底层内框架砌体房屋,应严格控制二层与底层侧移刚度比。 第三,圈梁设置要求,以及楼面梁与外墙的连接要求,均比多层砖房严格。
⒑空旷房屋的检查要点、逐级鉴定项目和综合抗震能力评定(2条)
⑴标准条文
9.1.2 抗震鉴定时,影响房屋整体性、抗震承载力和易倒塌伤人的下列关键薄弱部位应重点检查:
1 6度时,应检查女儿墙、门脸、出屋面小烟囱和山墙山尖。
2 7度时,除按本条第1款检查外,尚应检查舞台口大梁上的砖墙、承重山墙。
3 8度时,除按本条第1、2款检查外,尚应检查承重柱(墙垛)、舞台口横墙、屋盖支撑及其连接、圈梁、较重装饰物的连接及相连附属房屋的影响。
4 9度时,除按本条第1~3款检查外,尚应检查屋盖的类型等。
9.1.5 单层空旷房屋,应根据结构布置和构件型式的合理性、构件材料实际强度、房屋整体性连接构造的可靠性和易损部位构件自身构造及其与主体结构连接的可靠性等,进行结构布置和构造的检查。
对A类空旷房屋,一般情况,当结构布置和构造符合要求时,应评为满足抗震鉴定要求;对有明确规定的情况,应结合抗震承载力验算进行综合抗震能力评定。
对B类空旷房屋,应检查结构布置和构造并按规定进行抗震承载力验算,然后评定其抗震能力。
当关键薄弱部位不符合规定时,应要求加固或处理;一般部位不符合规定时,应根据不符合的程度和影响的范围,提出相应对策。
⑵技术要点说明
砌体承重的单层空旷房屋,依据震害特征,对检查的重点予以明确的规定。
单层空旷房屋抗震鉴定的逐级筛选方法与多层砌体结构、混凝土结构略有不同,采用与单层钢筋混凝土柱厂房相同形式的分级鉴定方法。按结构布置、构件型式、材料强度、整体性连接和易损部位构造等宏观控制和构造进行鉴定,必要时尚应进行抗震承载力验算。
单层空旷房屋的震害特征不同于一般的墙体较多的多层砌体房屋。根据其震害规律,宏观控制和结构构造的抗震鉴定要求是:
①结构布置的鉴定。对于单层空旷房屋的大厅,横向抗震要利用山墙的空间作用,纵向抗震不能设置支撑,要依靠与柱等高且整体砌筑的砖墙形成墙垛。
大厅与周围的附属房屋不设防震缝时震害较轻,但需要利用圈梁加强相互连接。
②墙垛合理构造。砖柱是空旷房屋的主要承重构件。唐山地震中,不配筋的砖柱,8度区在窗台下多有剪切破坏,9度区大多数倒塌。在1978年版的抗震设计规范中就已明确要求:即使按计算不需要配筋,也应按构造要求配置竖向钢筋。因此,除了墙垛需与柱整体砌筑外,8、9度时,还应有竖向配筋。
③整体性连接的鉴定。为了确保安全,应着重检查屋架或大梁与砖墙垛的连接、独立砖柱是否在两个方向均有可靠连接,以及支承舞台口大梁的墙体稳定性。
④易损部位的鉴定。空旷房屋的舞台口横墙和悬挂重物部位,地震时容易损坏导致伤人,需要判明其连接的可靠性。
⑶实施与检查的控制
第一,A类空旷房屋符合宏观控制和结构构造鉴定的各项要求时,不需要进行抗震承载力的鉴定。
第二,鉴定时应区分不同烈度下的薄弱部位,然后针对薄弱部位进行相应的抗震鉴定。
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