1、 ：关于底部框架自建房抗震鉴定加固方法探讨收稿日期：作者简介：胡羽佳（），女，硕士，从事自建房屋抗震调查鉴定工作胡羽佳（太原市建筑工程质量检测站有限公司，山西 太原 ）摘要：通过对底部框架结构自建房屋的调查，大多数底部框架结构自建房存在抗震墙缺失的现象，为了更好地为此类型自建房的鉴定加固改造提供一些参考意见，从近年来的标准变化对抗震鉴定的影响和需要注意的关键点进行了论述，并通过一个实例对比计算，分析了增设抗震墙对提高底部框架结构自建房抗震性能的效果，结果表明：增设抗震墙能够有效改善底部框架结构房屋上下刚度突变较大的缺陷，从而提高其抗震性能。探讨了增设抗震墙的几个可操作的改造方法，作为自建房抗震
2、改造的参考意见。关键词：底部框架；自建房；抗震鉴定；抗震改造中图分类号：文献标识码：文章编号：（）引言底部框架结构作为 世纪 年代末，世纪初城镇房屋中常见的砌体结构形式，因其底部空间较大，使用功能多变在建筑方案上很受欢迎。但是这种结构有一个明显的缺陷，就是结构上下不同，在地震作用下的变形协调性较差，对结构整体抗震不利。目前在全国开展的自建房专项整治工作中，在城乡结合部及城中村存在大量这种结构形式的房屋。自建房作为房主或居民在自己宅基地上未经专业设计、施工的房屋，和专业建设的房屋相比，质量可靠性较差，且普遍缺乏或无抗震设计理念，在地震来临时会产生较大的安全隐患，造成严重的灾害损失。结合房屋存量和
3、当下实际情况，对房屋采取抗震改造加固是相对经济、可行性较好的一种整治措施，所以对该结构形式的自建房抗震鉴定与加固方法的研究，可以为自建房改造整治提供一些有益可行的参考建议。自建房屋调查自 年月至 年月底，对太原市周边区县的自建房调查情况可以看出，在城乡结合部、城中村及县城区域的临街房屋大多数为底部框架和局部框架结构房屋，便于底部作为餐馆、商店等用途，上部作为旅馆、住宅等用途。往往这些房屋居住有大量外地务工人员和刚进入社会的青年上班族等租客，人员比较密集，经济相对活跃。而所居住的房屋基本为房主或当地居民自己建造的房屋，无专业的设计和专业施工，基本为工匠根据经验建造，受经济投资、场地条件限制和缺乏
4、专业知识，这些房屋存在较多先天缺陷。如结构选型不太合理、结构布置和传力路线不符合相关设计要求。还有后期未进行专业技术鉴定和改造设计的情况下改变使用功能和结构性改造，如加层、扩建、拆改墙体等。对于底部框架结构房屋来说，自行建造的房屋往往底部框架部分的钢筋混凝土柱、梁截面较小，多数不满足规范要求的截面构造规定，上下结构的抗侧刚度悬殊过大，属于典型的头重脚轻结构。这类型结构不利于抵抗地震作用，底部结构承受较大的地震剪力，底部结构破坏而整体倒塌。影响抗震鉴定的参数根据我国目前的地震抗震设计标准和鉴定标准体系来看，建筑抗震鉴定首先要确定其所处的地震烈度区划和确定其后续的使用年限，属于抗震鉴定重要的前提性
5、参数。区划不同，抗震鉴定标准的要求不同，而后续使用年限的不同则关系到鉴定方法的不同。随着我国地震区划、抗震设计、鉴定标准的变化更新，以及不同标准之间的不同规定，尤其是 年鉴定加固通用规范的实施，让鉴定人员对后续使用年限的确定产生了不小的困惑。设防烈度根据第五代地震动参数区划图，现行版 （年版）建筑抗震设计规范 对全国原有城镇抗震设防烈度进行了调整。根据规范修订组提供的资料，本次对全国 个城镇调整的分类统计结果如表 所示 。表 全国城镇抗震设防烈度变化情况变化类型数量 个占比 设防烈度降低一档 地震动参数不变 设防烈度不变，设计地震分组调整 设防烈度提高一档 设防烈度提高二档 设防烈度提高三档
6、从变化结果来看，全国有近一半的城镇在调整后地震作用得到了提高，个别地区提高幅度相当大，这对既有建筑的抗震改造提出了更高的要求和难度。对于抗震鉴定来说也存在较大的挑战，对于按原设计规范设计的既有建筑，按现行的抗震设防烈度来鉴定，会造成抗震不满第 卷 第 期年 月山西建筑 足要求的结果。对于自建房来说，由于原先就未按设计规范进行专业设计，未进行专业施工，抗震性存在天然缺陷，如果再按提高烈度的情况下进行鉴定和改造，难度会更加大。如果一刀切地按新的地震动参数来鉴定加固改造，现有的技术能力和经济条件无法达到这一要求。为此，笔者认为针对自建房的特殊性，本着经济合理的原则，在自建房抗震鉴定加固改造中，地震烈
7、度的确定上应按以下原则进行：按当时建造时所实行的建筑抗震设计规范中规定的抗震设防烈度进行确定，即满足当时的抗震设计水准，方便自建房屋后续的抗震加固。后续使用年限根据 建筑抗震鉴定标准 规定，先依据建筑建造年代确定最低后续使用年限，再根据确定后的后续使用年限将既有建筑分为 ，三类进行抗震鉴定，每类有相应的鉴定方法。但是 既有建筑鉴定与加固通用规范 实施后，直接根据后续工作年限确定相应的鉴定方法。前者对建造年代有要求，而后者没有，如 年建造的建筑，按 版抗规设计的房屋，已使用 年，剩余工作年限 年，按通用规范 的规定，后续工作年限为 年，为 类建筑，而按规范 的规定应为 类建筑。但同时 既有建筑鉴
8、定与加固通用规范第 条规定应允许采用现行标准调低的要求进行抗震措施的核查，但不应低于原建造时的抗震设计要求。这决定了实际上 年建造的建筑，仍不能选择按照 类或 类的方法进行抗震鉴定，而是要求按当时实行的抗震设计规范进行鉴定。根 据 建 筑 抗 震 鉴 定 标 准 和 既有建筑鉴定与加固通用规范的规定理解，在既有自建房的抗震鉴定时其后续使用年限按下列原则进行确定：）对于 版抗规实施前建造的房屋确定为 类建筑，后续工作年限不少于 年。）按 版抗规设计建造的房屋确定为 类建筑，后续工作年限不少于 年。）对 年 以 后 建 造 的 房 屋，虽 建筑抗震鉴定标准称为 类建筑，但其后续工作年限应按剩余工作
9、年限确定，属于后续工作年限 年的 类建筑，且不同于 类建筑；建造于 年以后的房屋，属于后续工作年限 年的 类建筑，且不同于 类建筑。年以后的建筑与早期的建筑的后续工作年限虽相同，但是鉴定所依据的标准不同，所以相应的鉴定要求也完全不同。抗震鉴定方法 地震作用计算根据 建筑抗震设计规范规定，底部框架 抗震墙结构的底部纵横向地震剪力应全部由相应方向的抗震墙承担，但是实际自建房中的底部框架结构房屋，底部仅为框架，无抗震墙。底部框架结构自建房缺少了抗震墙的侧向刚度，与规范中的计算条件假设不一致，底部剪力全部由框架柱来承担，但是框架本身的抗侧刚度较弱，上下刚度比悬殊较大，通过大量此类房屋的抗震验算，基本都
10、存在底部框架部分侧向位移过大现象。以某一底部框架自建房为例，底部两侧为框架结构，框架柱 ，框架梁 ，次梁 ，纵 向 柱 距 ，横向柱距 ，；层层为砌体结构，内墙均为 厚普通砖墙，横墙轴线均为 ，纵墙布置于底部与框架梁对应；底部 层层高 ，层层高 ，层层砌体层高均为 。结构布置示意图如图 ，图 所示。抗震设防烈度 度，经计算，在 向地震作用下底部框架位移约 ，在 向地震作用下底部框架位移约 ，见图 ，图 。?第 层与第 层刚度比：向地震作用下 ，向地震作用下 ，如图 所示，严重超出 （年版）建筑抗震设计规范中第 卷 第 期年 月山西建筑?规定的不大于 的要求。显然仅有框架柱的结构在地震作用下，转
11、换层上下刚度比很难满足要求，并且底部框架柱所要求的配筋也很大，而自建房实际的框架柱配筋很难满足抗震承载力要求。?抗震措施核查抗震措施在抗震鉴定中是非常重要的一个环节，对于 类、类建筑，均需通过抗震措施和抗震承载力综合考虑才能得出其综合抗震能力是否满足要求，通过历史震害统计，往往抗震措施在结构抵抗地震灾害方面起到关键作用。底部框架结构房屋的抗震措施核查，首先以总体控制指标和结构体系要求为主，如结构高度、层高、房屋高宽比、抗震横墙间距、结构布置等。其次检查上部砌体构造柱、圈梁设置、托墙梁、楼屋盖等。改善刚度突变方法研究根据上述实例抗震计算表明，底部框架结构房屋在没有抗震墙的情况下，在地震作用下底部
12、框架承受的地震剪力很大，底部框架的侧向位移难以满足相应规范要求。在底部框架结构房屋中，转换层上下刚度控制是一个非常重要的抗震措施。为了改善自建房这种先天性缺陷，最直接的办法就是增设抗震墙。在上述实例的结构基础上，通过增加纵横向的钢筋混凝土抗震墙来改善原结构上下刚度悬殊较大和侧向位移较大的缺陷。为了不影响底部采光、空间布局和商业橱窗美观，在原结构底部框架的四大角及内侧纵向框柱处增设宽度 厚，长度 长的钢筋混凝土抗震墙，其他条件不变的情况下，经验算表明：在纵横向布置钢筋混凝土抗震墙后，向地震作用下转换层上下刚度比减小至 ，底部框架最大侧向位移 ；向地震作用下转换层上下刚度比减小至 ，底部框架最大侧
13、向位移 。根据结果对比可知，抗侧刚度和侧向位移得到了很好的控制，能很好地改善底部框架在地震作用下侧向位移过大和刚度突变的问题。增设抗震墙后的验算结果如图 图 所示。?对于地部框架结构自建房来说，为提高其抗震性能，最直接有效的方法就是在底部框架部分增设抗震墙，以提高底部框架部分的抗侧刚度，使其能够与上部砌体结构抗侧刚度相匹配，从结构体系和宏观控制上符合抗震鉴定标准要求。通过上述实例来看，对底部框架部分增设钢筋混凝土抗震墙是一种很好的办法。通过调查结果，在大多数的底部框架结构房屋中，底部框架的墙体一般采用普通砖砌筑，其本身的抗侧刚度也比较大，但是其作用为填充墙的性质，不能起到 建筑抗震设计规范中要
14、求的约束砌体抗震墙的作用。底部框架中后砌砖墙与框架柱不能共同工作，所以不能承担底部抗震剪力，那么采取一种加固方法能够使既有砖墙和框架柱共同工作的措施，使其能够承担部分地震剪力，是不是就可以作为抗震墙来使用呢？笔者认为这种方法是可行的。一种办法是通过置换与框架柱连接部位的部分砖墙，通过后期植筋，增设连接部位混凝土边缘构件，使得框架柱与原砖墙能够共同工作，从而起到抗震墙的作用；另一种方法是在原砌体墙两侧增设钢筋混凝土板墙，再通过板墙钢筋与框柱锚固连接，使得加固后的组合墙与框架柱第 卷 第 期年 月胡羽佳：关于底部框架自建房抗震鉴定加固方法探讨共同工作，从而起到抗震墙的作用。这两种方法既利用了原有墙
15、体，又减少了施工难度和加固成本。通过计算机及设计理论计算这两种方法是可行的，但是缺少实践的检验，在有条件的情况下，通过建造实体模型在振动台的试验是比较科学、合理的。结语通过近年来我国抗震设计、鉴定标准规范的变化对比，明确了地震参数的确定，尤其是明确了建于 年至现行抗震设计规范之间的建筑的抗震鉴定方法。通过对比计算，增设底部抗震墙能够显著的提升底部框架自建房的整体抗震性能，满足现行抗震设计、鉴定标准规范的要求。通过改变既有砖墙与框架的连接，发挥后期砖墙本身的刚度能够起到约束砌体抗震墙的作用，为自建房抗震改造提供一些可行、可操作的参考意见。参考文献：中华人民共和国住房和城乡建设部 建筑抗震设计规范（年版）：北京：中国建筑工业出版社，程绍革 通用规范实施后既有建筑鉴定的几点思考 建筑结构，：中国建筑工业出版社 建筑抗震鉴定标准：北京：中国建筑工业出版社，中华人民共和国住房和城乡建设部 既有建筑鉴定与 加 固 通 用 规 范：北京：中国建筑工业出版社，（，）：，：；櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 （上接第 页），（，）：，：；第 卷 第 期年 月山西建筑
