关键词：幼儿园；老旧房屋；结构布置；抗震措施；加固方案
前言：根据 GB 50233－2008《建筑工程抗震设防分类标准》规定，幼儿园的教室、宿舍及食堂等，抗震设防类别应不低于乙类，其抗震措施应按照比本地区抗震设防烈度提高一度的要求后设防。受经济条件等因素制约，部分县城及乡镇地区的幼儿园房屋未经过正规设计院合理设计，施工水平参差不齐，且部分幼儿园房屋原用途为普通民房，导致幼儿园房屋的抗震措施普遍不满足上述标准的要求。受业主方委托，笔者对某综合幼儿园的教学及生活用房进行调查，通过实地调查指出该幼儿园房屋在结构布置、抗震措施等方面存在的问题，并在此基础上提出加固建议。
1 幼儿园房屋现状调查
1.1 调查概况
根据 GB 50011－2010《建筑抗震设计规范》，该地区的抗震设防烈度为 6 度（0.05 g），地震分组为第三组。本次调查的幼儿园共56所，各类教学及生活用房共125栋。此次调查情况表明，约89% 的幼儿园房屋为砌体、砖混或局部内框及底框结构，砌筑主材以烧结普通粘土砖或多孔砖为主。
本次调查房屋的屋面分为木屋架屋面、现浇或装配式钢筋混凝土屋面、轻钢檩条或混凝土檩条屋面。此次调查情况表明，约 70 % 的幼儿园房屋屋面采用现浇或装配式钢筋混凝土屋面。
1.2 结构布置及抗震措施检查概况
历次地震震害经验总结及理论研究表明，按照规范要求对砌体房屋设置圈梁、构造柱，能够形成约束砌体，使之有较高的变形能力，提高砌体的受剪承载力，有助于实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设防目标。
本次调查的125栋幼儿园房屋的最大开间为6～15 m，根据GB50011－2010第7.1.2条规定，大部分房屋属于横墙较少或横墙很少房屋；根据7.3.1条规定，7度4层以下时，构造柱设置要求为“楼、电梯间四角，外墙四角和对应转角，大房间内外墙交接处，较大洞口两侧，隔12m或单元横墙与外纵墙交接处”，7度5层时增设位置为“隔开间横墙与外墙交接处，山墙与内纵墙交接处”；根据第7.3.3条规定，装配式楼、屋盖或木屋盖房屋的圈梁设置要求为“外墙、内纵墙和内横墙于屋盖处及每层楼盖处设置，且内横墙在屋盖处间距不应大于4.5m，楼盖处间距不应大于7.2m”；现浇楼、屋盖与墙体有可靠连接时，应允许不另设圈梁，但楼板沿抗震墙体周边应加强配筋并应与构造柱钢筋可靠连接。
本次调查的幼儿园房屋中，有49栋房屋未设置圈梁及构造柱，另有17栋房屋仅设置圈梁未设置构造柱，房屋数量占所调查砌体、砖混或局部内框及底框房屋总数的70.7%。历次地震震害经验表明，此类房屋整体性较差，在地震作用下墙体极易出现裂缝、承载力降低进而导致房屋破坏。
GB50011－2010第7.3.9条规定，坡屋顶房屋的屋架应与顶层圈梁可靠连接，檩条应与墙体、屋架可靠连接。本次调查的幼儿园房屋中，有21栋单层砌体及11栋二层/三层砌体房屋的屋面采用木屋架+木檩条+瓦的做法。调查结果表明此类房屋未设置圈梁及构造柱或圈梁、构造柱的设置不符合规范要求，且屋架端部、檩条端部大部分无可靠连接，屋架间未设置水平或竖向支撑，房屋整体性极差，地震作用下有倒塌伤人的危险。
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历次地震调查表明，楼梯间布置于砌体房屋端部时，由于各层楼板在此处开设较大洞口，未对墙体形成有效的侧向支承，导致楼梯间墙体普遍出现震害。GB50011－2010 第7.1.7条规定，楼梯间不宜设置在房屋的尽端或转角处。本次调查的幼儿园房屋中，有23 栋房屋的楼梯间位于端部，地震作用下容易造成楼梯间破坏，从而造成人员无法及时疏散撤离。
GB50011－2010 第7.1.7条规定，纵横向砌体抗震墙的布置宜均匀对称，沿竖向应上下连续。本次调查的幼儿园房屋中，有9栋二层/三层砌体房屋于底层设置纵横向抗震墙，但二层、三层为取得大空间使用要求均取消部分或全部纵向抗震墙，于挑梁端部的封口梁上砌筑纵墙，且纵墙开设大洞口。此类房屋由于二层、三层纵向墙体数量很少，导致纵向抗震承载力严重不足，且地震来临时上、下层地震剪力不能有效连续传递，形成薄弱层进而导致房屋破坏。
GB50011－2010第3.4.2条规定，平、立面布置宜选用规则的形体，抗侧力构件的侧向刚度沿竖向宜均匀变化，避免侧向刚度和承载力突变。本次调查的幼儿园房屋中，有2 栋砌体房屋原为单层，为扩大办学规模加建二层，二层的主体承重结构为钢结构，由于一层砖砌体的刚度大，二层钢构件截面的刚度小，在地震作用下由于上、下层刚度差异较大容易导致结构破坏。
底框结构由于底层及上部各层的抗侧力结构体系不同，在历次地震中倒塌破坏较多，因此GB50011－2010对其在材料强度、结构布置、抗震措施、作用效应、抗震计算等方面作出严格规定，且明确规定其不应用于乙类房屋。本次调查的幼儿园房屋中，有2 栋房屋采用局部底框结构，且圈梁、构造柱设置及托墙梁的截面高度不符合规范要求，其中 1 栋房屋的底层抗震横墙最大间距达到规范限值15m（现浇楼板），因此建议这2栋房屋改变使用用途。由于内框架及空斗墙结构体系的抗震性能较差，现行设计规范已不采用这二种结构体系。本次调查的幼儿园房屋中，6栋房屋采用局部内框结构，8栋房屋采用空斗墙结构，且未设置圈梁及构造柱或圈梁、构造柱的设置不符合规范要求，因此建议其停止使用或加固处理后改变使用用途。
历次地震震害表明，单跨框架结构由于缺少必要的冗余度，没有多道抗震防线，在地震作用下极易发生严重破坏，因此GB 50011－2010第6.1.5条明确规定其不应用于乙类房屋。本次调查的幼儿园房屋中，有2栋房屋采用单跨框架结构，因此建议其加固处理或改变使用用途。
2 加固改造方案建议
当砌体结构校舍层数和总高度不超过规范限值，但墙体抗震承载力不满足要求时，应以实测平面布置、抽测建筑材料强度等对房屋进行抗震承载力分析；根据墙体所需抗震承载力与现有综合抗震能力的差值，分别采用钢筋混凝土板墙加固或双面钢筋网砂浆面层加固。当砌体结构校舍的实际圈梁和构造柱不符合规范，可采用外加钢筋混凝土圈梁-构造柱的加固方案，外加柱从房屋底层设起并沿房屋全高贯通，且应与圈梁形成闭合系统。当砌体校舍的木屋架屋面整体性不符合规范要求时，可采用外加圈梁-构造柱、同时完善屋面构造措施的加固方案，增设屋架间水平系杆及垂直支撑，窗间墙承载力不足时应设置组合柱。对于单跨框架结构校舍，可在不大于抗震规范规定的框架-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、翼墙等抗侧力构件；当综合抗震承载力与地震作用相差较小时，可只在单跨的主轴方向增设抗震墙，另一个主轴方向不设抗震墙；另一个方向承载力不满足要求时，可直接加固梁柱，但应保持两个方向的刚度宜接近。
3 结 语
通过对某幼儿园教学、生活用房的实地调查，指出其在结构布置、抗震措施等方面存在的问题，结合现行国家标准、规范，针对抗震承载力不足、圈梁构造柱设置不符合规范要求、 木屋架整体性差、单跨框架等共性问题，然后结合常用的加固方法,从加固效果考虑,选取最优加固方案。
参考文献：
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[3]周凯强.房屋结构安全性检测鉴定与加固的研究[J].建材与装饰,2019(01):40-41.
论文作者:唐怀忠
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第24期
论文发表时间:2020/4/14
标签：房屋论文; 圈梁论文; 幼儿园论文; 承载力论文; 结构论文; 屋面论文; 砌体论文; 《建筑实践》2019年第24期论文;