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中小学校舍抗震加固设计要点钱礼平 安徽省建筑科学研究设计院副总工程师、工程特技研究所所长、 教授级高工第一章 总则一、 加固设计依据：1、建筑抗震鉴定标准（GB50023-2009）2、民用建筑可靠性鉴定标准（GB50292-1999）等有关规定。3、建筑抗震设计规范（GB50011-2001）2008版。4、建筑抗震加固技术规程（JGJ 116-2009）等相关现行国家标准。5、施工图、地质勘察报告、竣工资料。6、完整的鉴定报告。6.1当检测鉴定报告不能满足结构加固设计要求或与现场实际情况不相符时，原检测鉴定单位应配合设计单位并提供所需数据，必要时应进行现场补充检测。6.2核查鉴定报告的准确性，核查的主要内容：对校舍工程抗震设防标准、使用年限、结构形式、存在的质量缺陷等是否有全面的了解；是否根据建筑结构的特点、结构布置、构造和抗震承载力等因素，采取逐级鉴定的方法，进行综合抗震能力分析；鉴定结论及减灾对策是否正确合理。二、 校舍的加固改造设计，应注重概念设计，具体设计原则应符合下列要求：1 、加固方案应根据抗震鉴定结果经综合分析后确定，分别采用房屋整体加固、区段加固或构件加固，加强整体性、改善构件的受力状况、提高综合抗震能力。 2、房屋的结构体系是决定其综合抗震能力的关键因素，当原结构的结构体系明显不合理时，应首先采取措施改变、改善或优化结构体系，使加固后的结构质量和刚度分布较均匀、对称，能最大限度地提高校舍工程的抗震能力，降低震害。3、结构构件的整体性及易倒塌伤人的非结构构件的锚固尤为重要，结构的整体性连接不符合要求时，应采取提高变形能力的方法，楼梯间整体性及预制板连接构造的可靠性为抗震加固的重点；对于不符合鉴定要求的女儿墙、门脸、屋顶通讯铁塔等易倒塌伤人的非结构构件，应予以拆除或降低高度，需要保持原高度时应加固。4、对结构构件的承载力进行加固补强时，应坚持强剪弱弯、强节点弱构件、强柱弱梁的抗震设计理念；当局部构件的构造不符合要求时，应采取不使薄弱部位转移的局部处理方法；或通过结构体系的改变，使地震作用由增设的构件承担，从而保护局部构件。5、加固或新增构件的布置，应消除或减少不利因素，防止局部加强导致结构刚度或强度突变；新增构件与原有构件之间应有可靠连接；新增的抗震墙、柱等竖向构件应有可靠的基础。6、对抗震薄弱部位、易损部位和不同类型结构的连接部位，其承载力或变形能力宜采取比一般部位增强的措施。7、宜减少地基基础的加固工程量，多采取提高上部结构抵抗不均匀沉降能力的措施；并应计入不利场地的影响。 8、加固所用材料类型与原结构相同时，其强度等级不应低于原结构材料的实际强度等级；抗震加固方案可结合原结构的具体特点和技术经济条件的分析，采用新技术、新材料；加固所用的砌体块材、砂浆和混凝土的强度等级，钢筋、钢材的性能指标，应符合现行国家标准建筑抗震设计规范GB50011的有关规定；其他各种加固材料和胶粘剂的性能指标应符合国家现行相关标准的要求。9、抗震加固设计应对施工方法、施工顺序、施工安全等内容提出明确要求，应特别注明工程拆除的顺序、加固构件的卸载方法、工程质量缺陷的检查、新老结合面的处理、后浇砼的养护、对原有结构构件的保护、施工安全通道设置等事项。10、中小学校舍抗震加固设计应综合考虑工期、造价、可行、效果、安全等因素，尽可能利用原有门窗及外墙面，降低工程造价。11、C类钢筋混凝土框架、抗震墙、框架-抗震墙建筑，当抗震措施和抗震承载力满足B类建筑要求，可不采用抗震加固措施，其后续使用年限适当降低。12、C类一、二层单跨钢筋混凝土框架，当承载力有富余且满足B类建筑的抗震措施时，可不采用加固措施。13、砌体结构，当层数满足规范要求时，房屋总高度可适当放宽，但总高不能超过规范规定的值的10%。14、C类砌体结构的抗震措施满足抗震鉴定标准B类建筑的要求，抗震承载力有富余，且工程质量满足相关规范标准要求时，可不采取加固措施。三、 现有中小学校舍抗震加固设计时，地震作用和结构抗震验算应符合下列规定： 1）、抗震加固时的结构抗震验算应按按下列公式进行： SR/RE R=12 R体系影响系数1和局部影响系数2应根据房屋加固后的状态取值。2）、结构的计算简图，应根据加固后的荷载、地震作用和实际受力状况确定；当加固后结构刚度和重力荷载代表值的变化分别不超过原来的10%和5%时，应允许不计入地震作用变化的影响；场地为不利地段时，水平地震作用应按现行国家标准建筑抗震设计规范GB50011的规定乘以增大系数1.11.6。 3）、结构构件的计算截面面积，应采用实际有效的截面面积。 4）、结构构件承载力验算时，应计入实际荷载偏心、结构构件变形等造成的附加内力；并应计入加固后的实际受力程度、新增部分的应变滞后和新旧部分协同工作的程度对承载力的影响。 第二章 地基基础的抗震加固1、当地基竖向承载力不能满足要求时，可作下列处理：当基础底面压力标准值未超过地基承载力标准值fa的1.1倍时，可采用提高上部结构抵抗不均匀沉降能力的措施；当基础底面压力标准值超过地基承载力标准值fa的1.1倍时，或建筑已出现不容许的沉降和裂缝时，可采取放大基础底面积、加固地基或减少荷载的措施。2、当地基水平承载力不能满足要求时，可在基础顶面、侧面增设刚性地坪或增设基础梁。第三章 多层砌体房屋抗震加固一、 加固方案的选择： 1、当现有多层中小学砌体房屋的高度、层数超过规定限值时，应采取下列抗震对策： 1.1 当现有多层中小学砌体房屋的总高度超过规定而层数不超过规定的限值时，应采取高于一般房屋的承载力且加强墙体约束的有效措施，也即加强房屋的整体性连接构造措施。1.2 当现有多层中小学砌体房屋的层数超过规定限值时，应改变结构体系或减少层数；也可改变用途按丙类设防使用，并符合丙类设防的层数限值。当采用改变结构体系的方案时，可在两个方向均匀增设总厚度不小于120mm的钢筋混凝土双面夹板墙。 2、当具有明显扭转效应的多层中小学砌体房屋抗震能力不满足要求时，可在薄弱部位增砌砖墙，或在原墙加面层；也可采取分割平面单元或减少突出单元等减少扭转效应的措施。 3、房屋的整体性不满足要求时，宜选择下列加固方法： 3.1 当墙体布置在平面内不闭合时，可增设墙段或在开口处增设现浇钢筋混凝土框形成闭合。 3.2 当纵横墙连接较差时，可采用钢拉杆、长锚杆、外加柱或外加圈梁等加固。 3.3 楼、屋盖构件支承长度不满足要求时，可增设托梁或采取增强楼、屋盖整体性等的措施；对腐蚀变质的构件应更换；对无下弦的人字屋架应增设下弦拉杆。 3.4 当构造柱设置不符合鉴定要求时，可增设外加柱；当墙体采用双面钢筋网砂浆面层或钢筋混凝土板墙加固，且在墙体交接处增设相互可靠拉结的配筋加强带时，可不另设构造柱。 3.5 当圈梁设置不符合鉴定要求时，应增设圈梁，外墙宜采用现浇钢筋混凝土圈梁；当采用双面钢筋网砂浆面层或钢筋混凝土板墙加固，且在上下两端增设配筋加强带时，可不另设圈梁；当预制楼、屋盖不满足抗震鉴定要求时，可增设钢筋混凝土现浇层或增设托梁加固楼、屋盖。 4、房屋抗震承载力不能满足要求时，可以选择如下的加固方法： 4.1 抗震承载力与要求相差较大时，建议采用双面夹板墙进行抗震加固。该方法的优点是能从根本上提高结构整体抗震能力，楼盖支承长度、圈梁构造柱的要求等易于满足。该方法的缺点是加固面和加固量相对较大，同时需进行内外装修，造价相对较高。 4.2 增加钢筋网砂浆面层加固：在墙体的一侧或两侧采用钢筋网砂浆面层加固，该方法适用于原有砂浆强度低于M2.5的墙体，能较有效地提高墙体的抗震能力，适合对构造柱及圈梁进行整体加固；施工技术成熟，且造价较。4.3 增加钢绞线网-聚合物砂浆面层加固：在墙体的一侧或两侧采用钢绞线聚合物砂浆面层加固；钢绞线网-聚合物砂浆面层加固法的适用范围与钢筋网砂浆面层加固法类似，优点是钢绞线网能较好地与墙体结合。增加钢绞线网-聚合物砂浆面层加固法同时还可用于楼板加固。 4.4 外加柱加固：在墙体交接处采用现浇钢筋混凝土构造柱加固，柱应与圈梁、拉杆连成整体，或与现浇钢筋混凝土楼、屋盖可靠连接。4.5 修补或灌浆：对已经开裂的墙体，可采用压力灌浆修补，对砌筑砂浆饱满度差或砌筑砂浆强度等级偏低的墙体，可用满墙灌浆加固，加固前对原有砂浆剔缝处理则效果更好。修补后墙体的刚度和抗震能力，可按原砌筑砂浆强度等级计算；满墙灌浆加固后的墙体，可按原砌筑砂浆强度等级提高一级计算。5、钢筋混凝土套加固：局部柱、墙垛、门窗洞边还可用现浇钢筋混凝土套加固，见附图1。 图1 砖柱（墙垛）加固6、对房屋中易倒塌的部位，宜选择下列加固方法： 6.1 窗间墙宽度过小或抗震能力不满足要求时，可增设钢筋混凝土窗框或采用钢筋网砂浆面层、板墙等加固。 6.2 支承大梁等的墙段抗震能力不满足要求时，可增设组合柱、钢筋混凝土柱或采用钢筋网砂浆面层、板墙加固。 6.3 支承悬挑构件的墙体不符合鉴定要求时，宜在悬挑构件端部增设钢筋混凝土柱或组合柱加固，并对悬挑构件进行复核。 6.4 隔墙无拉结或拉结不牢，可采用镶边、埋设钢夹套、锚筋或钢拉杆加固；当隔墙过长、过高时，可采用钢筋网砂浆面层进行加固。 6.5 出屋面的楼梯间、电梯间和水箱间不符合鉴定要求时，可采用面层或外加柱加固，其上部应与屋盖构件有可靠连接，下部应与主体结构的加固措施相连。 6.6 出屋面的烟囱、无拉结女儿墙、门脸等超过规定的高度时，宜拆除、降低高度或采用型钢、钢拉杆加固。 6.7 悬挑构件的锚固长度不满足要求时，可加拉杆或采取减少悬挑长度的措施。 二、 加固后的抗震验算：加固后的楼层和墙段的综合抗震能力指数，应按下列公式验算： =1 2 0 墙体加固后，按现行国家标准建筑抗震设计规范GB50011的规定只选择从属面积较大或竖向应力较小的墙段进行抗震承载力验算时，截面抗震受剪承载力可按下列公式验算：不计入构造影响时 V VR0计入构造影响时 V 1 2VR0三、 抗震加固设计与施工 1、钢筋网砂浆面层加固1.1 钢筋网应采用呈梅花状布置的锚筋、穿墙筋固定于墙体上；钢筋网四周应采用锚筋、插入短筋或拉结筋等与楼板、大梁、柱或墙体可靠连接；钢筋网外保护层厚度不应小于10mm，钢筋网片与墙面的空隙不应小于5mm，见附图2。图2 钢筋网砂浆面层加固示意图1.2 面层的材料和构造尚应符合下列要求： 1) 面层的砂浆强度等级，宜采用M10。 2) 钢筋网砂浆面层的厚度宜为35mm。 3) 钢筋网的钢筋直径宜为4mm或6mm；网格尺寸，实心墙宜为250mm250mm。 4) 单面加面层的钢筋网应采用6的形锚筋，双面加面层的钢筋网应采用6的S形穿墙筋连接；形锚筋的间距宜为500mm，S形穿墙筋的间距宜为500mm。 5) 钢筋网的横向钢筋遇有门窗洞时，单面加固宜将钢筋弯入洞口侧边锚固，双面加固宜将两侧的横向钢筋在洞口闭合。 6) 底层的面层，在室外地面下宜加厚并伸入地面下500mm。 1.3 面层加固验算时，有关构件支承长度的影响系数应作相应改变，有关墙体局部尺寸的影响系数应取1.0，各墙段抗震能力和刚度的增强系数可查下表一四，公式省略。表一：面层加固后，240厚砖墙各墙段抗震能力增强系数面层厚度(mm)面层砂浆强度等级钢筋网规格(mm)单面加固双面加固备注原墙体砂浆强度等级直径间距M0.4M1.0M2.5M0.4M1.0M2.530M1063002.061.352.972.051.52墙厚t=240mm4063002.161.511.163.122.151.65表二：面层加固后，360厚砖墙各墙段抗震能力增强系数面层厚度(mm)面层砂浆强度等级钢筋网规格(mm)单面加固双面加固备注原墙体砂浆强度等级直径间距M0.4M1.0M2.5M0.4M1.0M2.530M1063002.001.322.611.781.33墙厚t=360mm4063002.071.421.092.711.851.41表三：面层加固后，240厚砖墙各墙段刚度提高系数面层厚度(mm)面层砂浆强度等级钢筋网规格(mm)单面加固双面加固备注原墙体砂浆强度等级直径间距M0.4M1.0M2.5M0.4M1.0M2.530M1063001.711.303.572.472.06墙厚t=240mm4063002.031.491.294.432.962.41表四：面层加固后，360厚砖墙各墙段刚度提高系数面层厚度(mm)面层砂浆强度等级钢筋网规格(mm)单面加固双面加固备注原墙体砂浆强度等级直径间距M0.4M1.0M2.5M0.4M1.0M2.530M1063001.391.122.711.981.71墙厚t=360mm4063001.601.241.113.292.311.942、钢绞线网-聚合物砂浆面层加固2.1 钢绞线应采用67+IWS金属股芯钢绞线，单根钢绞线的公称直径应在2.5mm4.5mm范围内；宜采用抗拉强度标准值为1650MPa（直径不大于4.0mm）和1560MPa（直径大于4.0mm）的钢绞线；相应的抗拉强度设计值取1050MPa（直径不大于4.0mm）和1000MPa（直径大于4.0mm）； 2.2 聚合物砂浆可采用级或级聚合物砂浆，其正拉粘结强度、抗拉强度和抗压强度以及老化检验、毒性检验等应符合现行国家标准混凝土结构加固设计规范GB50367的有关要求。 2.3 原墙体砌筑的块体实际强度等级不宜低于MU7.5； 聚合物砂浆面层的厚度应大于25mm，钢绞线保护层厚度应不小于15mm；钢绞线网-聚合物砂浆层可单面或双面设置，钢绞线网应采用专用金属胀栓固定在墙体上，其间距宜为600mm，且呈梅花状布置。钢绞线网四周应与楼板或大梁、柱或墙体可靠连接；面层可不设基础，外墙在室外地面下宜加厚并伸入地面下500mm。见附图3。图3 钢绞线-聚合物砂浆加固砖墙示意图2.4 墙体加固后，有关构件支承长度的影响系数应作相应改变，有关墙体局部尺寸的影响系数可取1.0；墙段抗震能力的增强系数，可查表，略。3、板墙加固3.1 板墙应采用呈梅花状布置的锚筋、穿墙筋与原有砌体墙连接；其左右应采用拉结筋等与两端的原有墙体可靠连接；底部应有基础；板墙上下应与楼、屋盖可靠连接，至少应每隔1m设置穿过楼板且与竖向钢筋等面积的短筋，短筋两端应分别锚入上下层的板墙内；洞口位置不要求设置边缘构件，但洞口两侧竖向筋和洞顶的水平筋应适当加强。 3.2 混凝土的强度等级宜采用C20，钢筋宜采用HPB235级或HRB335级热轧钢筋；板墙厚度宜采用60mm100mm；板墙可配置单排钢筋网片，竖向钢筋可采用12（对于HRB335级钢筋，可采用10），横向钢筋可采用6，间距宜为150mm 200mm。 3.3 板墙与原有墙体的连接，可沿墙高每隔0.7m1.0m在两端各设1根12的拉结钢筋，其一端锚入板墙内的长度不宜小于500mm，另一端应锚固在端部的原有墙体内，单面板墙宜采用8的形锚筋与原砌体墙连接, 双面面板墙宜采用8的S形穿墙筋与原墙体连接；锚筋在砌体内的锚固深度不应小于120mm；锚筋的间距宜为600mm，穿墙筋的间距宜为900mm；板墙加固详图见工程实例。 3.4 板墙加固后抗震验算1）板墙加固后，墙段抗震能力的增强系数可按下式计算：2）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时可取2.5, 砌筑砂浆强度等级为M7.5时可取2.0，砌筑砂浆强度等级为M10时可取1.8。 3）双面板墙加固且总厚度不小于120mm时，可按钢筋混凝土抗震墙计算抗剪承载力，混凝土墙应计入竖向压应力滞后的影响并宜承担结构的全部地震作用。4、外加圈梁钢筋混凝土柱加固4.1 外加柱宜在平面内对称布置；应在房屋四角、楼梯间和不规则平面的对应转角处设置，并应根据房屋的设防烈度和层数在内外墙交接处隔开间或每开间设置；外加柱应由底层设起，并应沿房屋全高贯通，不得错位；外加柱应与圈梁（含相应的现浇板等）或钢拉杆连成闭合系统，详见附图4 。图4 外加柱示意图4.2 外加柱应设置基础，并应设置拉结筋、压浆锚杆或锚筋等与原墙体、原基础可靠连接；当基础埋深与外墙原基础不同时，不得浅于冻结深度。 4.3 增设的圈梁应与墙体可靠连接；圈梁在楼、屋盖平面内应闭合，在阳台、楼梯间等圈梁标高变换处，圈梁应有局部加强措施；变形缝两侧的圈梁应分别闭合。 4.4 外加柱加固后，当抗震鉴定需要有构造柱时，与构造柱有关的体系影响系数可取1.0；当抗震鉴定无构造柱设置要求时，楼层抗震能力的增强系数应按下式计算：5、组合柱加固：下图为组合柱示意图6、加固工程实例6.1 城关中心校教学楼（B类建筑）本工程为5层砖混教学楼，设2道伸缩缝，主梁下设支承砖壁柱；楼屋面均为预制楼板，且伸缩缝两端为六层结构，结构平面见附图5。建筑层数及高度均超出抗震鉴定标准要求的限值。楼屋面预制楼板连接措施及部分窗间墙长度不满足构造措施要求，砂浆强度较低，小于M2.5级。现对建筑物1、2层墙体采用双面钢筋混凝土板墙法加固，板墙厚度80mm,35层墙体采用双面钢筋网片砂浆面层加固，砂浆面层厚度35mm,预制楼板与梁、墙采用角钢锚固连接，局部6层进行拆除处理，加固大样详见附图6。通过上述加固，增加了建筑物墙体的延性，同时建筑物的整体抗震能力得到进一步提高，使该建筑能够达到抗震鉴定标准B类建筑要求，安全使用40年。图5 结构平面布置图图6 加固节点大样7、单层中小学砌体房屋抗震加固方案选择 7.1 圈梁和构造柱的设置不满足鉴定要求时，增设外加圈梁构造柱和钢拉杆，在屋架和进深梁下墙体处设置组合柱。 7.2 墙体强度不满足鉴定要求，墙体材料比最低要求低一级时，可采用面层加固法对墙体进行加固。墙体材料比最低要求低一级以上时，可采用增设外加壁柱、圈梁和钢拉杆，并对横墙采用面层加固法的进行加固。对高大山墙可增设壁柱或采用组合柱进行加固。 7.3 采用独立砖柱承重时，优先加固为配筋组合柱。 7.4 对木屋盖和钢屋盖房屋横墙间距不满足要求的房屋，可改变屋盖形式。 7.5 当房屋墙体材料比最低要求低两级时，建议拆除，确有保留价值的建筑需采用可靠加固措施。第四章 多层级高层钢筋混凝土房屋抗震加固一、 方案选择钢筋混凝土房屋的结构体系和抗震承载力不满足要求时，可选择下列加固方法： 1、单向框架应加固为双向框架，或采取加强楼、屋盖整体性且同时增设抗震墙、抗震支撑等抗侧力构件的措施。 2、单跨框架不符合鉴定要求时，应在不大于框架抗震墙结构的抗震墙最大间距且不大于24m的间距内增设抗震墙、翼墙、抗震支撑等抗侧力构件或将单跨框架改为多跨框架。 3、房屋刚度不足、明显不均匀或有明显的扭转效应时，可增设钢筋混凝土抗震墙或翼墙加固，该方案的优点是可显著提高结构抗震能力，降低框架部分的抗震构造要求，减小加固范围和工程量。该方案的缺点是可能对建筑功能产生影响，需进行湿作业、对环境有一定影响，还需要增设剪力墙基础，施工相对麻烦。 4、框架结构应优先采取加强楼、屋盖整体性且同时增设抗震墙、抗震支撑等抗侧力构件的措施，增强结构整体抗震性能或有效降低结构整体地震作用；加固后的结构应避免形成短柱或强梁弱柱；新增抗震墙、抗震支撑宜优先设置在楼梯间四周，以减小楼梯构件的地震反应。 5、当框架梁柱实际受弯承载力的关系不符合鉴定要求时，可采用钢构套、现浇钢筋混凝土套或粘贴钢板等加固框架柱；也可改变结构体系，或通过罕遇地震下的弹塑性变形验算确定对策。 6、框架梁柱配筋不符合鉴定要求时，可采用钢构套、现浇钢筋混凝土套或粘贴钢板、碳纤维布、钢绞线网-聚合物砂浆面层等加固。 7、框架柱轴压比不符合鉴定要求时，可采用现浇钢筋混凝土套等加固。 8、钢筋混凝土抗震墙配筋不符合鉴定要求时，可加厚原有墙体或增设端柱、墙体等。 9、当楼梯构件不符合鉴定要求时，可粘贴钢板、碳纤维布、钢绞线网-聚合物砂浆面层等加固。 10、钢筋混凝土构件有局部损伤时，可采用细石混凝土修复；出现裂缝时，应进行灌缝补强。 11、填充墙体与框架柱连接不符合鉴定要求时，可增设拉筋连接；填充墙体与框架梁连接不符合鉴定要求时，可在墙顶增设钢夹套等与梁拉结；楼梯间的填充墙和框架结构中的填充墙不符合鉴定要求，可采用双面钢筋网砂浆面层加固。女儿墙等易倒塌部位不符合鉴定要求时，可按本细则第五章的有关规定选择加固方法抗震加固设计与施工。二、 抗震加固设计1、增设抗震墙或翼墙1.1 抗震墙宜设置在框架的轴线位置；翼墙宜在柱两侧对称布置。1.2 混凝土强度等级不应低于C20，且不应低于原框架柱的实际混凝土强度等级；墙厚不应小于160mm，竖向和横向分布钢筋的最小配筋率，均不应小于0.25%；墙体的竖向和横向分布钢筋宜双排布置且两排钢筋之间的拉结筋间距不应大于600mm；墙体周边宜设置边缘构件；1.3 墙与原有框架可采用锚筋或现浇钢筋混凝土套连接，详见附图7。 图7 增设墙与原框架柱的连接1.4 增设抗震墙后应按框架-抗震墙结构进行抗震分析，增设的混凝土和钢筋的强度均应乘以规定的折减系数； 增设翼墙后，翼墙与柱形成的构件可按整体偏心受压构件计算。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算而不再计入混凝土强度的折减系数。2、钢构套加固2.1 钢构套加固梁时，纵向角钢、扁钢两端应与柱有可靠连接；应在梁的阳角外贴角钢，见附图8a，角钢应与钢缀板焊接，钢缀板应穿过楼板形成封闭环形。图8 钢构套加固示意图2.2 钢构套加固柱时，应采取措施使楼板上下的角钢、扁钢可靠连接；顶层的角钢、扁钢应与屋面板可靠连接；底层的角钢、扁钢应与基础锚固；应在柱四角外贴角钢，见附图8b，角钢应与外围的钢缀板焊接。 2.3 加固后梁、柱截面抗震验算时，角钢、扁钢应作为纵向钢筋、钢缀板应作为箍筋进行计算，其材料强度应乘以规定的折减系数；梁柱箍筋构造的体系影响系数可取1.0。构件按组合截面进行抗震验算，加固梁的钢材强度宜乘以折减系数0.8。2.4 加固柱的承载力验算：1) 柱加固后的初始刚度可按下式计算：K = K0 + 0.5Ea Ia2) 柱加固后的现有正截面受弯承载力可按下式计算：M y =My0 + 0.7 Aa fay h3) 柱加固后的现有斜截面受剪承载力可按下式计算：Vy= Vy0+ 0.7 fay (Aa / s)h3、钢筋混凝土套加固3.1 采用钢筋混凝土套加固梁柱时，应符合下列要求： 1）宜采用细石混凝土，其强度宜高于原构件一个等级，适当加入膨胀外加剂；纵向钢筋宜采用HRB400、HRB335级热轧钢筋，箍筋可采用HPB235级热轧钢筋； 箍筋直径和间距应符合其抗震等级的相关要求；靠近梁柱节点处应加密；柱套的箍筋应封闭，梁套的箍筋应有一半穿过楼板后弯折封闭。2）柱套的纵向钢筋遇到楼板时，应凿洞穿过并上下连接，其根部应伸入基础并满足锚固要求，其顶部应在屋面板处封顶锚固，纵筋应采用锚筋与原框架柱有可靠拉结。梁套的纵向钢筋应与柱可靠连接。 3.2 加固后的梁柱可作为整体构件进行抗震验算。新增钢筋、混凝土的强度折减系数可取为0.85；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算而不再计入混凝土强度的折减系数。梁柱箍筋、轴压比等的体系影响系数可取1.0。 4、粘贴钢板加固4.1 原构件的混凝土实际强度等级不应低于C15；混凝土表面的受拉粘结强度不应低于1.5MPa。粘贴钢板应采用粘结强度高且耐久的胶粘剂；钢板可采用Q235或Q345钢，厚度宜为2mm5mm。 4.2 钢板的受力方式应设计成仅承受轴向应力作用。钢板在需要加固的范围以外的锚固长度，受拉时不应小于钢板厚度的200倍，且不应小于600mm；受压时不应小于钢板厚度的150倍，且不应小于500mm。 4.3 粘贴钢板与原构件尚宜采用专用金属胀栓连接。 4.4 粘贴钢板加固钢筋混凝土结构的胶粘剂的材料性能、加固的构造和承载力验算，可按现行国家标准混凝土结构加固设计规范GB50367的有关规定执行。 4.5 被加固构件长期使用的环境和防火要求，应符合国家现行有关标准的规定。 5、粘贴碳纤维布加固5.1 原结构构件实际的混凝土强度等级不应低于C15，且混凝土表面的受拉粘结强度不应低于1.5MPa。 5.2 碳纤维的受力方式应设计成仅承受拉应力作用。当提高梁的受弯承载力时，碳纤维布应设在梁顶面或底面受拉区；当提高梁的受剪承载力时，碳纤维布应采用U形箍加纵向压条或封闭箍的方式；当提高柱受剪承载力时，碳纤维布宜沿环向螺旋粘贴并封闭，当矩形截面采用封闭环箍时，至少缠绕3圈且搭接长度应超过200mm。粘贴纤维布在需要加固的范围以外的锚固长度，受拉时不应小于600mm。 5.3 碳纤维布和胶粘剂的材料性能、加固的构造和承载力验算，可按现行国家标准混凝土结构加固设计规范GB50367的有关规定执行，其中，对构件承载力的新增部分，其加固承载力抗震调整系数宜采用1.0。5.4 碳纤维片材抗拉设计强度的取值：碳纤维片材的抗拉设计值与抗拉强度标准值相差很大，设计者切不可用材料商提供的碳纤维片材的抗拉强度标准值代替设计值进行计算，因为当混凝土构件达到承载能力极限状态时，碳纤维片材的抗拉强度往往不能完全发挥，所以必须采用混凝土构件的极限拉应变与碳纤维片材的弹性模量的乘积（Ecfcf）作为设计值，这个数值往往是标准值的70%，以保证足够的可靠度。5.5 被加固构件长期使用的环境和防火要求，应符合国家现行有关标准的规定。 5.6 粘贴碳纤维布加固时，应卸除或大部分卸除作用在梁上的活荷载，其施工应符合专门的规定，大样见附图9。图9 碳纤维加固梁大样6、填充墙加固6.1 墙与柱的连接可增设拉筋加强，见附图10a；拉筋直径可采用6mm，其长度不应小于600mm，沿柱高的间距不宜大于600mm，8、9度时或墙高大于4m时，墙半高的拉筋应贯通墙体；拉筋的一端应采用胶粘剂锚入柱的斜孔内，或与锚入柱内的锚栓焊接；拉筋的另一端弯折后锚入墙体的灰缝内，并用1:3水泥砂浆将墙面抹平。 图10 砌体墙与框架的连接6.2 墙与梁的连接，可采用墙顶增设钢夹套加强墙与梁的连接，见附图10b。 6.3 拉筋的锚孔和螺栓孔应采用钻孔成形，不得人工凿；钢夹套的钢材表面应涂刷防锈漆。7、框架节点的几种加固方法8、多层钢筋混凝土框架房屋抗震加固实例8.1 鉴定情况长丰县第一中学实验楼为五层框架结构，建筑面积1850m2，结构高度18.6m，1991年12月设计，1993年竣工，为重点设防类建筑；原设计抗震设防烈度为6度，现抗震设防烈度为7度。按B类钢筋混凝土房屋进行鉴定，鉴定结果如下：1）房屋两端凸出部分宽度达整楼宽度的0.47，结构体系属严重不规则。2）中间部位均为单跨框架结构，属抗震不利结构，不满足建筑抗震鉴定标准第6.3.2.1条要求，重点设防类建筑不应采用。3）框架梁、柱箍筋直径均为6，不满足建筑抗震鉴定标准表6.3.4条和表6.3.5-2要求。4）抗震验算，一、二层框架柱轴压比不满足建筑抗震鉴定标准表6.3.2-1要求。其中底层框架柱最大轴压比达1.29，严重超过标准二级框架柱0.8的限值要求。5）底层基础埋深，且无地梁。造成底层框架层高较高（达4.5米）。抗震验算底层为侧向刚度不规则的薄弱层。8.2 加固方案选取根据鉴定情况，从鉴定结果第1、2、5条可以看出本楼抗侧刚度分布存在严重问题，必须通过增加刚度或调整刚度布置来改变房屋的抗震性能。根据现行建筑抗震加固技术规程提供的常用框架结构加固方法有：增设抗震墙、钢构套加固、钢筋混凝土套加固、粘贴钢板加固、粘贴纤维布加固、钢绞线网-聚合物砂浆面层加固、增设支撑加固等。其中能够有效提高与改变刚度的方法有：增设抗震墙、钢筋混凝土套加固、增设支撑。因本楼下上各层填充墙多处不对齐，若按增设抗震墙、增设支撑方法加固，须上下对齐。势必影响房屋内部空间的使用。也考虑到经济性和施工方便，故本楼采用钢筋混凝土套加固法加固一、二层框架柱。既能解决底层侧向刚度不足的薄弱层问题，又能解决框架柱轴压比严重超标的问题。在本楼中间部位外走廊外侧增设一排框架柱。使房屋两端凸出部分宽度比减小到0.24，满足凸凹不规则性要求，又能使单跨框架结构变为双跨框架结构。框架梁、柱箍筋直径构造不满足，可以采用在框架梁、柱加密区粘贴纤维布环箍加固。8.3 加固前后比较以底层加固为例，作简单介绍1）加固前结构平面图2）加固后结构平面图8.4 加固前后抗震验算比较：1）加固前底层框架柱轴压比，如下图。2）、加固后底层框架柱轴压比，如下图。3）、加固前底层侧移刚度比，如下。= 各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息 Floor No : 层号 Tower No : 塔号 Xstif，Ystif : 刚心的 X，Y 坐标值 Alf : 层刚性主轴的方向 Xmass，Ymass : 质心的 X，Y 坐标值 Gmass : 总质量 Eex，Eey : X，Y 方向的偏心率 Ratx，Raty : X，Y 方向本层塔侧移刚度与下一层相应塔侧移刚度的比值 Ratx1，Raty1 : X，Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值 或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者 RJX，RJY，RJZ: 结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度 = Floor No. 1 Tower No. 1 Xstif= 18.7370(m) Ystif= 21.3830(m) Alf = 45.0000(Degree) Xmass= 19.0718(m) Ymass= 21.9432(m) Gmass= 523.2631(t) Eex = 0.0270 Eey = 0.0452 Ratx = 1.0000 Raty = 1.0000 Ratx1= 0.9610 Raty1= 0.9728 薄弱层地震剪力放大系数= 1.15 RJX = 1.3970E+05(kN/m) RJY = 1.3767E+05(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m) =4）、加固后底层侧移刚度比，如下。= 各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息 Floor No : 层号 Tower No : 塔号 Xstif，Ystif : 刚心的 X，Y 坐标值 Alf : 层刚性主轴的方向 Xmass，Ymass : 质心的 X，Y 坐标值 Gmass : 总质量 Eex，Eey : X，Y 方向的偏心率 Ratx，Raty : X，Y 方向本层塔侧移刚度与下一层相应塔侧移刚度的比值 Ratx1，Raty1 : X，Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值 或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者 RJX，RJY，RJZ: 结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度 = Floor No. 1 Tower No. 1 Xstif= 19.0790(m) Ystif= 22.2090(m) Alf = 0.0000(Degree) Xmass= 19.0787(m) Ymass= 22.1037(m) Gmass= 564.9966(t) Eex = 0.0000 Eey = 0.0096 Ratx = 1.0000 Raty = 1.0000 Ratx1= 1.6688 Raty1= 1.4230 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00 RJX = 2.9126E+05(kN/m) RJY = 3.0936E+05(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m)=
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