浅谈既有建筑改造加固设计方法(二十五)

浅谈既有建筑鉴定与改造加固（二十五）

内框架、底框、单层混凝土柱厂房抗震鉴定

王锁军

奥福科技有限公司

（原北京蓝图工程设计有限公司）

内框架砖房指内部为钢筋混凝土框架承重、外部为砖墙承重房屋，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仅底层为内框架而上部各层为砖墙的底层内框架房屋。底层框架砖房指底层为框架（包括填充墙框架）承重而上部各层为砖墙承重的多层房屋。

内框架和底层框架房屋均是砖房和钢混框架组成的混合承重结构，从抗震概念设计原则可以看出，这两种结构形式均为内外或（和）上下由不同材料组成的复合结构，因而对于抗震非常不利。在历次地震中的震害表明虽然这两类结构的震害特征不尽相同，但其震害都是非常严重的。

对于类别提高为乙类的既有建筑，大部分是难以达到设计要求的，应该放弃仅仅通过构件加固达到设计要求的企图，加固时必须改变结构形式。现行《建筑抗震设计规范》(GB 50011一2010）已正式取消内框架结构形式。

这几种结构抗震鉴定基本原则和其它结构没什么不同，读者可直接看《鉴标》，本文不再赘述。

具体鉴定内容可以看出这种结构形式的特点和弱点：

一：内框架、底框A类房屋抗震鉴定

A类建筑第一级鉴定的具体内容：

（1）最大高度和层数的限值，很显然这个高度和层数限制小于一般多层砖房。

（2）结构体系之横墙间距的规定，这里的抗震横墙为砖砌体或钢筋混凝土剪力墙。

（3）底框结构两个方向均应有抗震砖墙或混凝土墙，上下层的刚度比限值，是否存在扭转等。

（4）底框不应该为单跨，框架柱最小尺寸限制、轴压比限值等。

（5）底框的转换梁应该和上部结构砖墙对齐等。

（6）内框架的外纵墙的窗间墙不能太小，厚度不能小于240，做抗震墙时必须有砖壁柱。

（7）底框和多层内框架的墙体厚度、材料强度、混凝土梁柱的强度等级等要求。

（8）房屋的整体性连接构造，比如楼、屋盖的现浇要求（尤其底框转换楼盖）；装配式的楼屋盖的圈梁要求；大梁的支座连接要求。多层内框架构造柱、圈梁设置及连接。

（9）易引起倒塌的局部构件鉴定同砖混结构鉴定。

底框上部砖混结构鉴定同一般砖混房屋的鉴定，底框、内框的钢筋混凝土梁柱鉴定具体也要参考多层钢筋混凝土房屋的鉴定。

第一级鉴定时，可以采用简化的方法进行抗震横墙的间距和宽度验算。

（1）底框结构上部砖混结构的横墙和普通砖混结构相同，详见砖混结构的一级鉴定横墙鉴定表（5.2.9表）

（2）底层框架、内框架等的框架体系承担部分地震力，所以《鉴标》规定了这种结构形式简化计算的抗震横墙的间距。不同结构对抗震墙的间距要求也不同，见《鉴加标》表7.2.6，注意其不同结构形式的修正。《鉴加标》并未指出该横墙是砖墙还是混凝土墙（鉴加标所指应为砖抗震墙）。

我个人建议对这种结构还是应该建模分析计算，找出抗震不利部位并有针对性的进行加固。对底框原砖抗震墙应该拆除改为混凝土抗震墙，或重新布置混凝土抗震墙。

如果上述的第一级鉴定符合要求，即可认为通过抗震鉴定，如果如果是下列情况，可以直接判定为不符合抗震鉴定要求，需要抗震加固，其它情况需要进行第二级抗震鉴定。

第二级鉴定方法，看《鉴标》第7.2.8条：

和前面我们已经讲过的A类建筑的二级鉴定相同，也分为两种方法，即综合抗震能力指数法和考虑构造影响系数的承载力验算法。

《鉴标》针对框架部分、砖混部分及底框砖抗震墙分别给出了综合抗震性能鉴定法和承载力验算法。

我个人认为这种鉴定计算方法太复杂了。对于这两种结构，不如均直接采用采用承载力分析法。这种结构一般比较规矩，模型分析法计算容易算的准确。其实任何结构都可以建模进行承载力计算分析。现在的计算软件功能很强大，无需传统的手算的简化法了。但规范不能一刀切，也给简化计算留下了可能性。

对于这两种结构，底框结构很容易改为底框剪力墙结构，内框架结构也很容易将外墙砖壁柱外包为钢与砖砌体组合结构。因加固比较容易，其鉴定方法也应该相对简单和提高标准。底框结构和内框架结构本身的抗震性能很差，加固时不应机械照搬A类建筑较低的鉴定加固标准。很多时候我们降低标准是因为很难实现高标准或造价很高，如果高标准比较容易实现，且造价不高，为什么不采用高标准呢？

二：内框架、底框B类房屋抗震鉴定

B类房屋的第一层次的鉴定是（Ⅰ）抗震措施鉴定。鉴定方法和A类建筑的第一级鉴定内容大致相同，但要求严格了，内容也有些变化，不再赘述。第二层次的鉴定（Ⅱ）抗震承载能力验算基本也是按现行规范的承载力法进行验算，只是其内力调整等基本相当于《89规范》，如果抗震措施鉴定不符合要求时，应乘于两个构造影响系数考虑其不利影响。

三：单层钢筋混凝土柱厂房抗震鉴定

单层钢筋混凝柱土厂房工业建筑大量的采用这种结构形式，基本是预制柱、屋面大梁或钢屋架支撑、天窗架、预制混凝土大型屋面板，属于装配式结构。90年代初我做过不少这样的结构，有大量的标准图集，计算也往往免了，可根据吊车吨位、跨度、高度、风荷载、地震烈度直接选用标准图确定柱断面及配筋。其它如屋面梁、钢屋架、柱间支撑、屋面支撑系统、吊车梁系统等也是很多配套的图集。这种结构目前比较少了，被大跨度的轻钢屋面代替，预制混凝土柱也被钢结构柱代替。

A类建筑和B类的结构形式没有大的不同，两个层次的鉴定均为（Ⅰ）抗震措施鉴定和（Ⅱ）抗震承载能力验算。方法也很类似。只是细部构造要求和采用地震作用不同。所以A、B类建筑第一层次的鉴定方法大致相同。

（1）天窗架的布置、结构、连接要求。

（2）厂房排架部分一般应和配套附属多层用房用变形缝分开。

（3）工作平台不能造成不利抗震影响。

（4）砖砌围护结构的贴砌、嵌砌要求。

（5）高低跨、不对称山墙造成的扭转影响。

（6）混凝土屋架杆件截面尺寸、配筋等构造要求。

（7）排架柱的断面、配筋构造要求、柱根部的构造要求、牛腿处柱的配筋等构造要求。

（8）屋面支撑的构造要求。

（9）柱间支撑的构造要求。

（10）大型屋面板与物件连接的构造要求。

（11）抗风柱的构造要求。

（12）走道板的连接构造。

（13）砖围护外墙的圈梁布置和与主体结构拉结的构造要求。内墙砌筑的构造拉结要求。

（14）预制墙梁的连接构造。

（15）山墙与主体抗风柱的连接构造。

（16）女儿墙的连接。

因为这类建筑预制标准化比较高，如果经抗震措施鉴定符合要求时，很多结构无需进行（Ⅱ）抗震承载能力验算了，但高烈度的以下建筑除外。

一些低烈度、高度不高、结构规矩的 B类建筑可以不进行抗震验算，但下面的除外。验算方法都是按照新标准的方法，只是地震效应等系数可以按规范要求进行折减。

至此我们就讲完了既有建筑的抗震鉴定，实际上还有一些结构比如木石建筑、烟囱水塔等，以及工业建筑抗震鉴定，因为我这些年主要作民用建筑设计，这种建筑遇到的比较少，实话说我也不太熟悉，故略去。从下期开始将开始讲述既有建筑的抗震加固，也是本系列文章的最终目的和高潮。

2022年7 月6日

参考文献：

1、《建筑抗震鉴定标准》（GB 50023 － 2009）及《建筑抗震结构加固技术规程》JGJ116-2009疑问解答，史铁花

2、《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009

3、《既有建筑鉴定与加固通用规范》GB55011-2021

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