摘  要：汶川地震后，中小学房屋质量引起了社会关注。2009年，国务院推出校舍安全工程，旨在对全国各中小学校舍进行整体质量调查和改造重建。为落实《全国中小学校舍安全工程实施方案》，需对某小学校舍进行安全鉴定，为房屋抗震加固处理提供技术依据。通过对建筑物现状检测，判定结构改造后安全性，并提出结构加固方案。
关键词：中小学教学楼；房屋抗震；房屋检测；鉴定
 
一、房屋概况
   基本情况：上海某小学教学楼，建于1959年，因教学安排需要，该小学师生已搬迁，房屋为空置。
教学楼平面形状为矩形，总长39.8m，总宽为14.2m，建筑面积约1666m²，共3层，无地下室，一层、二层层高均为3.6m，三层层高3.4m，总高约10.6m。该建筑主要用于教学，现状为空置，砖混结构，现浇混凝土楼面板，屋顶为木结构、内走廊，走廊和房间内楼面无高差。一层建筑平面图如下：

  根据《建筑抗震鉴定标准》(GB50023-2009)要求，教学楼抗震设防类别为乙类，抗震设防烈度为7度，按照后续使用年限30年进行抗震鉴定。
二、房屋现状核查结果
2.1结构材性测试
2.1.1砌体强度测试结果
   该建筑结构形式为砖混结构，220厚实心粘土砖墙体为承重墙体。现场采取回弹法对砖砌体强度进行了抽查测试，操作过程按照《回弹仪评定烧结普通砖强度等级的方法》(JC/T796-1999)进行。经检测，砖砌体强度等级最小为MU10。建议验算时取检测强度等级MU10，砖强度等级满足规范规定最低等级为MU7.5的要求。
2.1.2砌筑砂浆强度测试结果
   该建筑结构形式为砖混结构，220厚实心粘土砖墙体为承重墙体。现场采取贯入法对砌筑砂浆强度进行了抽查测试，操作过程按照《贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规程》(JGJ/T136-2001)进行。经检测，砌筑砂浆强度值最低为0.8MPa，平均值为1.5MPa。建议验算时砌筑砂浆强度等级取M1.1，砂浆强度等级满足规范规定最低等级为M1的要求。
2.1.3混凝土强度测试结果
   该建筑结构形式为砖混结构，现场采用回弹法对房屋梁、柱等构件混凝土强度进行测试。经检测，教室横梁等构件混凝土强度实测最低为12.7MPa，平均值为16.1MPa，验算时建议采用C15。
2.2房屋建筑、结构测绘
  由于委托方未能提供该建筑的设计图纸，现场对房屋的主要建筑结构尺寸、结构布置及主要构件截面尺寸进行了人工测绘，主要检测内容、检测方法及检测结果如下:
2.2.1房屋主要建筑尺寸测绘
采用LeicaDisto^TMA5型手持式激光测距仪及钢卷尺，对房屋的主要轴线间距及楼层层高进行测量。
2.2.2房屋结构情况测绘
  现场对房屋的结构布置情况做现场测绘，并对该建筑使用情况进行调查了解，并检测其有无改造痕迹。经现场检查、调查，未发现结构改造痕迹。
三、房屋完损状况勘查检测结果
3.1地基基础
  经现场检测，房屋四周棱线最大倾斜率为6.0‰，未发现明显的墙体沉降裂缝，房屋主体和四周散水连接处未见明显沉降裂缝，地基基础基本满足安全使用要求。
该建筑地基基础经多年使用，在上部使用荷载无明显变化情况下，认为可满足安全使用要求，地基基础处理无严重静载缺陷。
3.2上部结构
3.2.1房屋棱线倾斜测量结果
  现场采用经纬仪棱线投射法对房屋外棱线倾斜进行了测量，倾斜测量结果包含施工误差在内。由倾斜测量结果分析，该建筑四角棱线倾斜方向较一致，整体朝西北方向倾斜，由南向北最大倾斜率为2.5‰，由东向西最大倾斜率为6.0‰。
  现场对二层楼面进行高差测量，高差测量结果和倾斜测量结果所反映的房屋倾斜方向基本一致，整体表现西侧比东侧低。
  经现场检测，该建筑房屋四周棱线最大倾斜率为6.0‰，考虑施工误差和现场对上部结构检查结果，认为地基基础无严重静载缺陷，地基基础尚能满足安全使用要求。
3.2.2房屋完损
  经现场检测，该建筑为学校教学楼，南、北侧房间均为教室（局部为卫生间），中间为纵向内走廊。现场检查发现，局部楼、地面、屋面、室内墙体粉刷层发现裂损。
门窗、装修情况：经现场检查，门窗开启正常，门窗未发现明显变形和裂损；部分室内吊顶已拆除、损坏。
墙体：经现场检查发现，一层局部外墙渗水、局部墙体粉刷层脱落和粉刷层裂缝等。
楼、地面：经现场检查，局部楼面面层裂缝、楼板底部粉刷层脱落。
屋面：经现场检查发现，局部屋面渗水，导致三层吊顶局部开裂；屋面天沟局部变形、损坏。
其它：经现场检查发现，东侧大门处雨篷顶积水、局部渗水。
四、结构抗震措施核查鉴定结果
  按照现行抗震鉴定标准，对房屋现状结构体系及抗震构造进行评定，主要依据现行国家规范《建筑抗震鉴定标准》(GB50023-2009)进行。根据该建筑建造年代，本次评定按后续使用年限30年考虑。该建筑抗震设防类别为乙类，抗震设防烈度为7度，基本地震加速度值为0.10g，场地土类别为Ⅳ类（上海地区）。
房屋抗震构造措施鉴定见表4-1。
表4-1  砌体房屋抗震结构体系、措施鉴定对照表

鉴定项目	具  体  内  容	鉴定标准 规    定	实际情况	是否符合鉴定标准
一般规定	房屋的高度（220厚墙）	不应超过14m	10.6m	符合
	房屋的层数（220厚墙）	不应超过4层	3层	符合
结构 体系	房屋抗震横墙的最大间距(220厚墙，Ⅳ类场地)	现浇整体楼面10m 装配式楼面7m	现浇式楼面 9m	符合
	房屋实际的高宽比	不宜大于2.2	最大1.1	符合
	平、立面布置	质量和刚度沿高度分布比较规则均匀，立面高度变化不超过一层，同一楼层的楼板标高相差不大于500	质量和刚度分布规则均匀，立面高度变化小于一层，同一楼面楼板无高差	符合
	跨度大于6m的大梁支座	不应由独立砖柱支撑	无独立砖柱	符合
	楼盖和屋盖形式	跨度较大房间宜采用现浇或装配整体式楼、屋盖	跨度9m，现浇混凝土楼板、木结构屋面	不符合
材料强度等级	砖强度等级	不宜低于MU7.5	MU10	符合
	砌筑砂浆强度等级	不宜低于M1	M1.1	符合
整体 性连接构 造	墙体在平面内是否闭合	应闭合	闭合	符合
	构造柱设置	外墙四角，较大洞口两侧，大房间内墙与外墙交接处，隔开间横墙与外墙交接处，山墙与内纵墙交接处，楼梯间四角	未按要求设置	不符合
		应与圈梁拉结，与墙体宜砌成马牙槎，并沿墙高每隔10皮砖或500有2?6拉结钢筋伸入墙内	无构造柱	/
	圈梁设置	装配式屋盖及楼盖均应设置，屋盖处纵横墙上圈梁的水平间距分别不应大于8m和12m；现浇和装配整体式楼、屋盖可无圈梁	现浇混凝土楼盖，装配式木屋盖：均未设置圈梁	不符合
	圈梁构造	配筋不少于4?10，多层砖房时不宜小于120高	无圈梁	/
	圈梁布置	圈梁位置与楼盖、屋盖宜在同一标高或紧靠板底	无圈梁	/
	楼、屋盖构件的最小支承长度	混凝土预制板支承于墙上不小于100，木屋架支承于墙上不小于240	混凝土现浇楼板，木屋架支承长度220	基本符合
	木屋架	不应为无下弦的人字屋架，隔开间应有一道竖向支撑或木望板和木龙骨顶棚	有腹杆三角屋架，有木望板和木龙骨顶板	符合
		屋架下弦未拉通		不符合
局部易倒塌的部位	易引起局部倒塌的部件及其连接	出入口或人流通道处女儿墙和门脸等应有锚固；出屋面小烟囱在出入口或人流通道处应有防倒塌措施；挑檐、雨罩等悬挑构件应有足够稳定性	东侧出入口处屋面挑檐变形、脱落；无出屋面烟囱；雨篷和主体结构可靠锚固	屋面挑檐不符合
	承重的门窗间墙最小宽度	不宜小于1.0m	最小1.8m	符合
	承重外墙尽端至门窗洞边的距离	不宜小于1.0m	最小1.2m	符合
	非承重外墙尽端至门窗洞边的距离	不宜小于0.8m	无非承重墙体	/
	隔墙和主体结构间连接	与两侧墙体或柱应有拉结，长度大于5.1m或高度大于3m时，墙顶应与梁板有连接	轻钢龙骨隔墙	/

   根据以上抗震措施鉴定，该建筑木屋顶下弦未拉通、未设置构造柱和屋顶未设置圈梁不符合鉴定标准要求、屋面挑檐局部变形、脱落不符合鉴定标准，房屋抗震构造措施不满足鉴定规范要求。
该建筑第一级鉴定未通过，需进行第二级鉴定。
五、结构承载力验算分析结果
5.1房屋使用荷载的调查与分析
  在检测过程中，对房屋的使用荷载进行了调查分析，为房屋结构性能的计算分析提供依据。荷载调查主要包括使用活荷载和楼（屋）面板结构层厚度、建筑面层做法及其厚度等全面调查。活荷载的取值主要按照国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）确定，楼（屋）面恒荷载的取值则依照楼板现有厚度、建筑构造做法确定，墙荷载根据墙体材料、厚度、高度确定。
1）活荷载：教室取2.0kN/m²；卫生间取2.0kN/m²；走廊、楼梯间过道取2.5kN/m²；非上人屋面取0.5kN/m²。
2）恒荷载：由于室内多为水泥楼面，考虑板底粉刷层荷载，现浇楼面取4.0kN/m²，屋面考虑其吊顶等做法取1.5kN/m²。
3）风荷载：按《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)的规定上海地区基本风压为0.55kN/m²，地面粗糙度C类。
5.2计算条件
  抗震设防烈度7度（第一组），抗震设防分类为乙类，设计基本地震加速度0.10g，IV类场地土（上海地区），特征周期Tg取0.9s。
楼面结构类型选现浇整体式楼面；砌体材料选普通粘土砖；施工质量等级选B级。
材料强度根据实际测试结果确定，其中混凝土强度取C15；砖强度取MU10；砂浆强度取M1.1。钢筋抗拉强度：HPB235级为210N/mm²。
  荷载取值按房屋使用荷载的调查与分析结果取值。墙及基础计算时不考虑活荷载折减。
5.3计算模型和计算软件
  本次抗震鉴定主要采用中国建筑科学研究院研制的PKPM系列软件鉴定加固模块（JDJG），结构计算遵循国家现行抗震鉴定标准。
  根据现场建筑结构测绘图，结合现场检测数据，对房屋结构建模计算分析，验算结构在非地震作用下、地震作用下的承载能力。计算分析时，适当考虑原结构中施工缺陷、钢筋锈蚀等不利因素的影响。
5.4计算结果和分析
  经验算，主要计算分析结果如下：
第二级抗震鉴定计算：经计算，一层纵向墙体平均抗震能力指数和综合抗震能力指数均为1.17，满足鉴定标准要求，一层横向墙体平均抗震能力指数和综合抗震能力指数均为0.87，不满足鉴定标准要求；二层纵、横向墙体平均抗震能力指数和综合抗震能力指数分别为1.3、1.04，满足鉴定标准要求；三层纵向墙体平均抗震能力指数和综合抗震能力指数分别为3.79、2.66，横向为3.13、2.19，满足鉴定标准要求。
承重墙：经计算，一～三层墙体抗震承载力基本满足规范要求；一层部分纵向墙体抗压承载力不满足规范要求，抗力与荷载效应比在0.82~0.97之间，二、三层墙体抗压承载力基本满足规范要求。
楼面梁：经计算，二、三层部分楼面大梁配筋不足。
楼（屋）板：根据使用现状分析认为，楼屋板基本满足安全使用要求。
地基基础：经现场检测，该建筑房屋四周棱线倾斜率最大为6.0‰，现场检查上部结构墙体无明显沉降裂缝、门窗、楼地面无明显变形等情况，在楼、屋面使用荷载无明显变化情况下，认为地基基础满足安全使用要求。
六、结论及建议
6.1 鉴定结论
  上海某小学教学楼，3层砖混结构，根据现场检测检查及结构承载力验算分析结果，按照抗震设防类别为乙类，抗震设防烈度为7度，后续使用年限宜为30年进行抗震鉴定，该建筑现状房屋抗震构造局部不满足抗震鉴定标准要求，局部构件承载力不满足抗震鉴定标准要求。鉴定主要结论如下：
（1）现场检测表明，墙体砌筑砂浆强度等级为M1.1、砖强度等级为MU10，满足规范最低要求。
（2）部分墙体粉刷层剥落、渗水，二层楼面面层局部开裂，屋面局部渗水，屋面挑檐、天沟局部变形、脱落，均需进行加固修复处理。
（3）该建筑木屋架下弦未拉通、未设置构造柱和屋顶未设置圈梁不符合鉴定标准要求、屋面挑檐局部变形、脱落不符合鉴定标准，房屋抗震构造措施不满足鉴定规范要求，需进行抗震加固处理。
（4）一层横向墙体平均抗震能力指数和综合抗震能力指数不满足鉴定标准要求；一层部分纵向墙体抗压承载力不满足规范要求；二、三层部分楼面大梁配筋不足。需对结构构件承载力不足处进行加固处理。
（5）综上所述，现有结构不满足抗震鉴定规范要求，对现有建筑针对上述不足之处采取相应加固措施后，可满足抗震鉴定规范要求，后续使用年限宜为30年。
6.2 处理意见及建议
  依据检测检查、计算分析结果，提出以下处理意见及建议：
（1）对墙体粉刷层脱落、渗水，可结合加固施工进行直接粉刷或铲除原粉刷层后增加钢丝网水泥砂浆面层加固；   
对屋面渗水、屋面天沟、挑檐变形可采取检修屋面，更换损坏瓦片和变形木望板等进行加固修复处理；对楼面面层裂损，可结合加固施工进行修复处理，对木屋架下弦进行拉通加固处理。
（2）按规范要求增设混凝土构造柱和圈梁；对二级鉴定不通过的墙体、抗压承载力不足墙体均进行加固处理，加固方法可采用两侧增加钢丝网水泥砂浆面层加固；对配筋不足的楼面大梁可采取扩大截面或粘贴钢板、碳纤维布等方法加固处理；对楼梯间、主要通道两侧墙体均增加钢丝网水泥砂浆面层加固，提高该部位抗震能力。
（3）今后房屋使用过程中，应注意观察，发现问题及时处理。
 
参考文献：
[1] GB50023-2009, 建筑抗震鉴定标准
[2] CECS03:2007, 钻芯法检测混凝土抗压强度技术规程
[3]JGJ/T23-2001, 回弹法检测混凝土抗压强度技术规程
[4]GB50292-1999, 民用建筑可靠性鉴定标准
[5] DG/TJ08-79-2008  J11208-2008, 房屋质量检测规程
[6] GB/T50344-2004, 建筑结构检测技术标准