砖混结构安全性及抗震性能分析

　　引言
　
　　中小学校舍安全，是开展教育工作的必需条件，是构建和谐社会的重要内容，同时也是社会文明与进步的重要标志。

　　但在学校的新建过程中，由于施工单位未按照设计图纸进行施工，建设单位随意更改结构布置，导致一些新建建筑的安全性及抗震性能不能满足国家规范的相应要求，存在安全隐患。本文以大同市某中学食堂为例，阐述了新建建筑在建造中容易产生的质量问题，希望引以为戒。

　　1 工程概况
　　
　　大同市某中学食堂建于 2009 年，建筑面积为 321. 3 m2,建筑总高度为 4. 98 m.该建筑主体结构形式为砖混结构，基础形式为墙下砖条形基础，屋面板为钢筋混凝土现浇板。根据设计图纸，该建筑设计所用参数如下： 该建筑设计使用年限为 20 年，抗震设防类别为丙类，结构安全等级为三级，地基基础设计等级为丙级。

　　大同市南郊区抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度值为0. 15g,所在场地设计地震分组为第一组，按 8 度进行抗震构造措施设计。

　　该建筑所用材料设计为： 1） 混凝土材料： 梁、板、柱混凝土等级为 C25,地圈梁混凝土强度等级为 C20; 2） 墙体材料： ± 0. 00 m以下采用 M10 水泥砂浆、MU10 普通烧结砖砌砖而成，± 0. 00 m以上采用 M10 混合砂浆、MU10 普通烧结砖砌砖而成； 3） 钢筋材料： 采用 HPB300,HRB335 热轧钢筋。

　　2 检查内容及结果
　　
　　2. 1 结构布置
　　
　　对该建筑的结构布置及尺寸进行现场复核。根据现场检测结果，该房屋局部尺寸（ 窗间墙宽度及承重外墙尽端至门窗洞边的距离） 、连接方式（ 顶板与圈梁、连续梁的连接方式） 、构造措施（ 屋面板中钢筋配置、圈梁高度、构造柱布置） 与设计图纸不符，现场核查结果如表 1,表 2 所示，实际结构平面布置如图 1 所示。【1】

　　
　　2. 2 基础部分
　　
　　1） 外观检查。

　　经现场检测，该建筑基础采用墙下砖条形基础，基础埋深750 mm,小于设计值 1. 6 m,地圈梁高度为 300 mm.基础没有发现变形、裂缝等缺陷，但基础采用石粉掺少许水泥砌筑而成。

　　2） 砂浆强度检测。

　　采用回弹法对砌筑砂浆强度进行检测，经检测，回弹数值介于0 ~12 之间，依据 GB/T 50315-2011 砌体工程现场检测技术标准，砂浆强度小于 0. 5 MPa.

　　3） 混凝土强度检测。

　　现场从 1/A-B 部位共钻取 2 个芯样，经检查，混凝土配合比不良，混凝土中水泥含量少。由于芯样加工时芯样即产生破坏，钻取的芯样不满足 CECS 03∶ 2007 钻芯法检测混凝土强度技术规程（ 2011 版） 要求，故判定地圈梁混凝土强度远低于设计强度C20.

　　2. 3 上部承重结构部分
　　
　　2. 3. 1 砌筑砂浆强度经现场检查，上部承重墙体采用石粉掺少许水泥砌筑而成。

　　采用回弹法对砌筑砂浆强度进行检测，经检测，回弹数值最大为12,依据 GB / T 50315-2011 砌体工程现场检测技术标准，砂浆强度小于 0. 5 MPa.

　　2. 3. 2 砖强度检测现场采用回弹法对砖强度进行抽检，检测结果如表 3 所示。【2】

　　
　　2. 3. 3 混凝土强度检测
　　
　　1） 圈梁混凝土强度。

　　现场从 A/4-5 部位钻取 2 个芯样，经检查，混凝土配合比不良，混凝土中水泥砂浆含量少。由于加工时芯样产生破坏，钻取的芯样不满足 CECS 03∶ 2007 钻芯法检测混凝土强度技术规程（ 2011 版） 要求，故判定地圈梁混凝土强度远低于设计强度 C25.

　　2） 构造柱混凝土强度。

　　现场从 4/A,5/A,1/C 等部位共钻取 3 个芯样，经检查，3 个芯样混凝土配合比不良，且 3 个芯样均存在不同程度的外观缺陷（ 干缩裂缝） .由于钻取的芯样无法加工，不满足 CECS 03∶ 2007钻芯法检测混凝土强度技术规程（ 2011 版） 要求，故判定地圈梁混凝土强度远低于设计强度 C25.

　　2. 3. 4 外观检查经现场检查，该建筑物上部主体结构构件无明显位移和变形，但局部位置（ A/4-5） 砖砌体已粉碎性破坏，且女儿墙局部（ A/1-8 部分） 存在不同程度的开裂现象。

　　2. 3. 5 抗震措施核查依据 GB 50011-2010 建筑抗震设计规范中砌体房屋抗震措施 8 度（ 0. 20g） 的相关要求，对该建筑物抗震措施进行了核查，核查结果如表 4 所示。【3】

　　
　　2. 3. 6 结构验算根据该建筑的实际结构布置、使用功能、荷载分布等情况，依据 GB 50003-2011 砌体结构设计规范和 GB 50011-2010 建筑抗震设计规范的相关规定，利用结构设计计算软件 PKPM 对该结构进行建模计算。

　　通过结构计算软件 PKPM 进行了结构验算。验算结果表明：1） 在静力荷载作用下，该建筑 2 / A,3 / A,6 / A 和 7 / A 处窗间墙墙体抗力与效应之比分别为 0. 60,0. 64,0. 69 和 0. 69,墙体受压承载力不满足要求； 2） 在地震作用下，该建筑 2/B-C,3/B-C 和6 / B-C 墙体抗力与效应之比分别为 0. 76,0. 76 和 0. 75,墙体抗震承载力不满足要求； 3） B/3-6 墙体实际高厚比为 16. 5,允许高厚比为 12. 8,该墙体高厚比不满足要求。

　　3 安全性鉴定

　　3. 1 地基基础安全性鉴定
　　
　　基础采用石粉掺少许水泥砌筑而成，经现场检测，砂浆强度小于 0. 5 MPa,不满足 GB 50003-2011 砌体结构设计规范第10. 1. 12 条“砌筑砂浆强度等级不应低于 M5 ”的要求。依据GB 50292-1999 民用建筑可靠性鉴定标准第 4. 4. 3 和 6. 2. 6 条的规定，该建筑物地基基础安全性等级评定为 Cu 级。

　　3. 2 上部承重结构安全性鉴定
　　
　　1） 主体结构构件安全性。

　　上部承重墙体采用石粉掺少许水泥砌筑而成，经现场检测，砂浆强度小于 0. 5 MPa,不满足 GB 50003-2011 砌体结构设计规范第 10. 1. 12 条“砌筑砂浆强度等级不应低于 M5”的要求； 根据该结构实际受力情况及结构材料实际强度，经验算，在静力荷载作用下，2/A,3/A,6/A 和 7/A 处窗间墙墙体抗力与效应之比均小于 0. 90; 在地震作用下，2/B-C,3/B-C 和 6/B-C 墙体抗力与效应之比均小于 0. 90,墙体承载力不满足要求； 楼板钢筋直径不满足设计要求，存在安全隐患。依据 GB 50292-1999 民用建筑可靠性鉴定标准第 4. 4. 2 条规定，主体结构构件安全性等级按承载能力评定为 du 级。

　　依据 GB 50292-1999 民用建筑可靠性鉴定标准第 4. 4. 1 条和第 6. 3. 2 条的规定，该建筑物主体结构构件安全性等级评定为Du 级。

　　2） 上部承重结构鉴定结论。

　　依据 GB 50292-1999 民用建筑可靠性鉴定标准第 6. 3. 1 条的规定，该建筑物上部承重结构安全性等级评定为 Du 级。

　　3. 3 建筑物安全性鉴定
　　
　　该建筑物地基基础安全性等级为 Cu 级，上部承重结构安全性等级为 Du 级，依据 GB 50292-1999 民用建筑可靠性鉴定标准第 8. 1. 2 条的规定，该建筑物安全性等级评定为 Dsu 级。

　　4 抗震鉴定

　　根据该建筑构造措施及结构体系的核查结果，该建筑抗震措施（ 抗震横墙间距、承重窗间墙最小宽度、承重外墙尽端至门窗洞边的距离、构造柱设置） 不满足 GB 50011-2010 建筑抗震设计规范的要求，圈梁高度、构造柱设置不满足设计要求，结构整体抗震性能存在安全隐患； 根据结构验算结果，该建筑 2/B-C,3/B-C 和6 / B-C 墙体抗震承载力不满足要求； 综上所述，该建筑主体结构综合抗震能力不满足抗震鉴定要求。

　　5 处理建议
　　
　　由于建筑物结构安全性为 Dsu 级，且抗震性能不满足该地区抗震设防要求，建议立即采取加固措施或进行拆除。

　　6 结语
　　
　　根据上述工程实例，我们可以看出影响砖混结构安全性及抗震性能的主要因素有：

　　1） 材料。砖混结构的主要承重材料为砖砌体及砌筑砂浆，本实例中砖砌体及砂浆强度均不满足设计要求，且已严重影响到墙体承载力。另外，构造柱、圈梁为自拌混凝土，由于混凝土配合比不良，混凝土内部多处存在严重的干缩裂缝，导致混凝土的强度严重不足。

　　2） 结构布置。砖混结构的主要抗震措施为构造柱布置及圈梁设置。本实例中构造柱的布置不满足设计要求，且不满足 GB50011-2010 建筑抗震设计规范的有关要求； 顶板与圈梁的连接方式为二次浇筑； 由于上述因素的影响，该建筑主体结构整体性差，综合抗震能力不满足抗震鉴定要求。

　　3） 局部尺寸及细部构造。在地震作用下，窗间墙以及楼板均属于容易倒塌的构件。窗间墙宽度、楼板钢筋配置（ 钢筋直径、钢筋保护层厚度） 不满足设计要求，均会导致该建筑主体结构存在安全隐患。

　　参考文献：

　　[1] GB 50292-1999,民用建筑可靠性鉴定标准[S].
　　[2] GB 50023-2009,建筑抗震鉴定标准[S].