陜西土木建筑網(wǎng)首頁 > 建筑論文 > 工程結(jié)構(gòu) > 淺談一個(gè)既有建筑抗震鑒定與改造加固

摘要：我們在對一個(gè)既有建筑進(jìn)行抗震鑒定和加固的時(shí)候，不得不考慮其建成年代，這個(gè)建筑用了多長時(shí)間了，當(dāng)時(shí)的抗震設(shè)計(jì)什么水平，執(zhí)行的什么規(guī)范，今后計(jì)劃還工作年限多長等。...

我們在對一個(gè)既有建筑進(jìn)行抗震鑒定和加固的時(shí)候，不得不考慮其建成年代，這個(gè)建筑用了多長時(shí)間了，當(dāng)時(shí)的抗震設(shè)計(jì)什么水平，執(zhí)行的什么規(guī)范，今后計(jì)劃還工作年限多長等。綜合考慮這些因素（包括業(yè)主的意見）將既有建筑鑒定和加固分成A、B、C三類。要想正確的劃分和有針對性的采取鑒定和加固措施，必須了解建筑的歷史和我國抗震設(shè)計(jì)規(guī)范、抗震鑒定和加固規(guī)范的歷史沿革和主要內(nèi)容以及之間的差別。

一：抗規(guī)歷史發(fā)展之《78規(guī)范》

新中國成立之初，百廢待興，工程師對地震災(zāi)害還缺乏感性認(rèn)識，實(shí)話說也顧不上，主要是參考前蘇聯(lián)規(guī)范。曾經(jīng)在1959、1964年編寫過《地震區(qū)建筑抗震設(shè)計(jì)草案》，但未正式頒布，但對當(dāng)時(shí)的建筑抗震起了不少作用。該草案地震力按彈性基底剪力法，考慮了實(shí)際建筑彈塑性階段地震力的減少引入了折減系數(shù)C。那時(shí)還根本談不上抗震概念、措施和構(gòu)造等。

1966年邢臺等地震對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民群眾生命財(cái)產(chǎn)造成重創(chuàng)，此后建筑抗震逐漸被重視。1974年《工業(yè)與民用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（試行）》TJ11-74正式頒布實(shí)施。

1976年唐山地震造成了世界近代地震史上少有的災(zāi)難，也全面推動了防震防災(zāi)技術(shù)的發(fā)展，隨著人們對地震災(zāi)害不斷的經(jīng)驗(yàn)積累和對地震作用機(jī)理的不斷研究深入，1978年國家基本建設(shè)委員會發(fā)布《工業(yè)與民用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》TJ11-78（簡稱78規(guī)范）。現(xiàn)在學(xué)術(shù)界一般把我國規(guī)范發(fā)展劃分為四個(gè)大的階段，第一階段就是《78規(guī)范》。《78規(guī)范》理論方法基本與《74規(guī)范》相同，明確了中震為基本烈度（按中震計(jì)算彈性地震并用系數(shù)C進(jìn)行折減），將《74》規(guī)范的振型分解法移到了正文（但因當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)水平，振型分解法幾乎只是理論，實(shí)際工程主要還是基底剪力法），考慮彈塑性影響折減系數(shù)C劃分的更詳細(xì)了，還有增加一個(gè)重要的內(nèi)容，就是磚混結(jié)構(gòu)的圈梁、構(gòu)造柱等構(gòu)造措施。

主要內(nèi)容如下：

（1）設(shè)防烈度未7~9度地區(qū)，無6度區(qū)。

（2）以基本烈度（中震）作為單一水準(zhǔn)的抗震設(shè)防。

（3）場地劃分類別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類，給出了液化土的判定方法。

（4）用地震反應(yīng)譜確定不同場地的地震荷載（當(dāng)時(shí)叫地震荷載，不是地震作用）：

（5）地震下構(gòu)件強(qiáng)度驗(yàn)算都是按單一的安全系數(shù)（或容許應(yīng)力法）計(jì)算，還沒有現(xiàn)在的基于概率理論的極限狀態(tài)的分項(xiàng)系數(shù)法及考慮不同構(gòu)件的地震效應(yīng)系數(shù)的。

（6）對磚混結(jié)構(gòu)給出了詳盡的構(gòu)造措施。是結(jié)合中國國情的經(jīng)濟(jì)合理有效的方法。讀者可以對比現(xiàn)在規(guī)范不同結(jié)構(gòu)形式的抗震概念規(guī)定、抗震措施、強(qiáng)柱弱梁等調(diào)整系數(shù)、構(gòu)造做法，差距就可以看出來了，也可以了解當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)的建筑的抗震情況。

二：抗規(guī)歷史發(fā)展之《89規(guī)范》

《89規(guī)范》是我國抗震規(guī)范發(fā)展的第二個(gè)階段，1990年實(shí)施，與《78》規(guī)范并行三年，過渡期結(jié)束，1993年又進(jìn)行了局部修訂。

76年唐山地震后，后又相繼發(fā)生了很多次包括6級及以上的地震，提供了很多地震經(jīng)驗(yàn)，也是對《78》規(guī)范的一個(gè)檢驗(yàn)。改革開放后我國科研院所等吸收了很多國外先進(jìn)的抗震設(shè)計(jì)理念，比如基于概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)、三水準(zhǔn)抗震設(shè)計(jì)等。經(jīng)過11年的研究發(fā)展，最終頒布了《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB11-89》（簡稱《89抗規(guī)》）,主要內(nèi)容如下（大家可對比下與《78規(guī)范》和現(xiàn)行《2010抗規(guī)》的區(qū)別）：

（1）將地震區(qū)擴(kuò)大到6度區(qū)。

（2）由單水準(zhǔn)設(shè)防過渡到三水準(zhǔn)設(shè)防，小（中震設(shè)防烈度-1.55度）、中、大震（中震+1度）對應(yīng)著50年、475年、約2000年的地震重現(xiàn)期，標(biāo)志著我國的抗震技術(shù)和國際接近同一水平了。

（3）場地劃分為四類更詳細(xì)了，對液化土的判定分初步和詳細(xì)判定。

（4）不再叫地震荷載而是地震作用，更科學(xué)。反應(yīng)譜進(jìn)行了較大幅度的修改，自震周期最長3S，大于3S要專門研究。

（5）按“兩階段設(shè)計(jì)”，第一按考慮小震作用組合的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，代替地震影響系數(shù)C，并引入抗震承載力調(diào)整系數(shù)。《89規(guī)范》在小震計(jì)算上和《78規(guī)范》的地震作用相當(dāng)。所以《89》規(guī)范即采用的新的設(shè)計(jì)理念又延續(xù)了《78規(guī)范》。

（6）《89規(guī)范》規(guī)范增加了小震下結(jié)構(gòu)水平位移的控制。

（7）增加了第二階段的“大震不到”的設(shè)計(jì)，要求對甲類建筑和帶薄弱層的高層進(jìn)行彈塑性階段的驗(yàn)算，是對《78》規(guī)范的一個(gè)重大改進(jìn)。

（8）對復(fù)雜結(jié)構(gòu)增加了結(jié)構(gòu)時(shí)程分析和輸入多條地震加速度時(shí)程的內(nèi)容。

（9）提出了宏觀的抗震概念設(shè)計(jì)，比如選址、結(jié)構(gòu)體型、結(jié)構(gòu)形式、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件材料施工等具體規(guī)定。

（10）特別重要的是，《89抗規(guī)》根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)，分別規(guī)定了抗震措施、抗震等級、計(jì)算要點(diǎn)（如內(nèi)力修正等）和抗震構(gòu)造要求等。

從上述這些內(nèi)容看，除現(xiàn)在先進(jìn)的性能化設(shè)計(jì)和減隔震外未包含外，《89抗規(guī)》的抗震設(shè)計(jì)理念基本形成了現(xiàn)行抗規(guī)的框架，后來的抗規(guī)主要是深化完善和提高。

三：抗規(guī)歷史發(fā)展之《2001抗規(guī)》

《89規(guī)范》實(shí)施十余年來，吸取國內(nèi)外大量震害的經(jīng)驗(yàn)和抗震技術(shù)研究更新，新《2001抗規(guī)》進(jìn)行修訂并于2001頒布實(shí)施，與幾乎同時(shí)頒布的《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》配套，進(jìn)入了我國抗規(guī)發(fā)展的第三階段。除延續(xù)《89抗規(guī)》的基本理念外，有以下不同之處：

（1）改進(jìn)了場地分類和液化土的判別方法。

（2）不再使用地震烈度,而是采用設(shè)防烈度的更科學(xué)的名稱，配合小、中、大的設(shè)防目標(biāo)。

（3）將場地的近、中、遠(yuǎn)震更科學(xué)的劃分成三個(gè)地震分組。

（4）地震反應(yīng)譜延長的6S，并引入了阻尼比的影響，以及速度控制段和位移控制端采用不同的地震影響系數(shù)計(jì)算公式。

（5）增加了最小地震剪力系數(shù)。

（6）完善修改了彈性時(shí)程和彈塑性時(shí)程分析法，引入靜力PUSH OVER分析。

（7）非常重要的是，針對不同的建筑重新劃分了抗震等級、抗震概念設(shè)計(jì)更加細(xì)化、便于實(shí)際操作，抗震措施、內(nèi)力調(diào)整有較大的提高和調(diào)整、更加明確細(xì)化提高了抗震構(gòu)造要求。

（8）增加了多層和高層鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容。

（9）增加了隔震、減震的設(shè)計(jì)內(nèi)容。

2007年國家著手對《2001抗規(guī)》進(jìn)行修訂，但突然遇到2008年的汶川地震，修訂暫停。2008年吸取汶川地震的經(jīng)驗(yàn)頒布了《2001抗規(guī)2008年修訂》，與未修訂版主要不同如下：

（1）修改了西北幾省的設(shè)防烈度，增加了山地建筑的專門要求。

（2）提高了中小學(xué)校房屋的設(shè)防類別。

（3）從概念設(shè)計(jì)角度，對建筑結(jié)構(gòu)體系抗震要求進(jìn)行了改進(jìn)，比如框剪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。

（4）增加了樓梯間的抗震要求。

（5）抗震結(jié)構(gòu)材料和施工要求進(jìn)行了局部調(diào)整。

（6）增加了一些強(qiáng)條要求。

四：抗規(guī)歷史發(fā)展之《2010抗規(guī)》

《2001抗規(guī)2008修訂版》是汶川地震后的緊急修訂，2009年正式頒布了《2010抗規(guī)》，2016年對這本規(guī)范進(jìn)行了修訂即《2010抗規(guī)2016版》，這是我國抗規(guī)的第四個(gè)階段。因《2010抗規(guī)》與《2016修訂版》區(qū)別不大，故本文只是介紹《2010抗規(guī)》與《2001抗規(guī)》的主要區(qū)別。

（1）對場地劃分、液化土判別、地震影響系數(shù)進(jìn)行了微調(diào)。

（2）增加了以豎向地震力為主的工況組合。

（3）細(xì)化和增強(qiáng)了概念設(shè)計(jì)和各類建筑的抗震措施的內(nèi)容。

（4）增加了大跨度屋蓋建筑、地下建筑、鋼支撐混凝土框架和鋼框架混凝土筒體結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土框排架結(jié)構(gòu)和多層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容。

（5）新增了對有專門要求的建筑進(jìn)行抗震性能設(shè)計(jì)的要求，給出了性能化設(shè)計(jì)的原則規(guī)定和參考指標(biāo)。

五：目前抗規(guī)存在的問題及鑒定加固要注意的問題

（1）規(guī)范規(guī)定的“強(qiáng)柱弱梁”，但實(shí)際破壞幾乎都發(fā)生在柱端而不是梁端，這是梁與樓板整體澆筑大大增大了梁抗彎能力所致，這個(gè)問題在改造加固設(shè)計(jì)中要注意。

（2）磚混底框結(jié)構(gòu)可能存在的倒塌、轉(zhuǎn)換層可能存在的倒塌、連續(xù)倒塌、防震縫碰撞問題。

（3）很多新的抗震設(shè)計(jì)方法和理念已經(jīng)有所發(fā)展，抗震加固更需要采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，比如減震技術(shù)等。

六：抗震鑒定和加固規(guī)范歷史沿革之《77鑒規(guī)及配套圖集》

抗震鑒定規(guī)范和加固規(guī)范是配套的，其同期的鑒定和加固標(biāo)準(zhǔn)抗震要求是相同的，我們合在一塊說。

抗震鑒定和加固規(guī)范的編制總是晚于同期的抗規(guī)，針對的是同期抗規(guī)頒布以前已經(jīng)建造的房屋。我國的抗震鑒定與加固標(biāo)準(zhǔn)主要經(jīng)歷了以下三個(gè)階段。

第一階段為試點(diǎn)起步階段（1966一1976年），大致是1966年的河北邢臺地震后至1976年的唐山大地震前。1968年編制了京津地區(qū)一般民用建筑、單層工業(yè)廠房、舊建筑、農(nóng)村房屋及煙囪、水塔等的抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)（草案）和抗震措施要點(diǎn)；1975年編制了《京津地區(qū)工業(yè)與民用建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（試行）,9月正式實(shí)施，該標(biāo)準(zhǔn)主要是適用于北京和天津地區(qū)。這個(gè)鑒定標(biāo)準(zhǔn)是針對以前未進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的房屋的，該階段的主要特點(diǎn)是研究探索抗震鑒定與加固的基本技術(shù)與管理方法。

第二階段為1976一1989年，大致是唐山大地震后至抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ 11一89）正式頒布實(shí)施之前。在此期間我國開展了大規(guī)模的抗震鑒定與加固的研究與工程應(yīng)用，頒布實(shí)施了適用抗震設(shè)防烈度7一9度區(qū)的《工業(yè)與民用建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(TJ23一77)，及配套的《工業(yè)抗震加固參考圖集GC一01》、《民用建筑抗震加固參考圖集J GC一02》(簡稱《77鑒規(guī)及配套圖集》）。這個(gè)鑒定規(guī)范及加固圖集是按照《74抗規(guī)》的抗震性能要求編制的。

七：抗震鑒定和加固規(guī)范歷史發(fā)展之《95鑒加規(guī)》

第三階段為綜合發(fā)展階段（1989一2009年），大致是《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB J一89）正式頒布實(shí)施之后。在此期間我國頒布實(shí)施比較科學(xué)合理的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，即《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)GB 50023一95》（簡稱95鑒標(biāo)）;《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程JGJ 116一98》(簡稱98加標(biāo)）。這兩本標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)《89抗規(guī)》的抗震性能要求編制的。

該階段的特點(diǎn)有如下幾項(xiàng)。

(l）考慮到低烈度設(shè)防區(qū)發(fā)生高烈度地震影響的可能性較大，因此將需進(jìn)行抗震鑒定與加固的范圍擴(kuò)大到了6度區(qū)。

(2）現(xiàn)有建筑的抗震鑒定方法有了重大改動，《77鑒規(guī)及配套圖集》強(qiáng)調(diào)單個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震能力評定，《95鑒標(biāo)》則是強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)抗震能力的綜合分析。

(3）這一時(shí)期的許多老舊建筑，其使用功能已經(jīng)不能滿足當(dāng)前的需要，需進(jìn)行建筑的功能改造，結(jié)合功能改造進(jìn)行抗震鑒定加固也是這一時(shí)期的重要特點(diǎn)。

八：現(xiàn)行《2009鑒標(biāo)》和《2009加標(biāo)》

經(jīng)過十多年的發(fā)展和《2010抗規(guī)》頒布實(shí)施，及中國改革開放幾十年來已經(jīng)進(jìn)入城市建筑更新改造大規(guī)模發(fā)展時(shí)期，《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)GB 50023一95》簡稱《95鑒標(biāo)》和《98加標(biāo)》已經(jīng)不能適應(yīng)形式的發(fā)展了。主要以下幾點(diǎn)：

（1）《95鑒標(biāo)》和《98加標(biāo)》適用于《89抗規(guī)》實(shí)施以前的設(shè)計(jì)建造的房屋，主要針對建造于20世紀(jì)90年代以前的建筑的震前抗震鑒定和加固。汶川地震后，我國現(xiàn)有建筑的情況發(fā)生了很大變化。按照《89抗規(guī)》設(shè)計(jì)建造的房屋也已使用了20多年，一些房屋或在地震中遭受了不同程度的破壞，或是當(dāng)?shù)氐目拐鹪O(shè)防烈度進(jìn)行了調(diào)整，或是設(shè)防類別進(jìn)行了調(diào)整，這類房屋也需要進(jìn)行抗震鑒定。然而《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50023一95）中未涉及到。

（2）現(xiàn)有建筑的抗震設(shè)防目標(biāo)

《95鑒加標(biāo)》將現(xiàn)有建筑抗震鑒定的設(shè)防目標(biāo)保持與《77鑒標(biāo)》基本一致，比《89抗規(guī)》對新建工程規(guī)定的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)低。

《95鑒加標(biāo)》是在1977年唐山大地震后發(fā)布的《77鑒標(biāo)及圖集》基礎(chǔ)上修訂而成的，針對建造于20世紀(jì)90年代以前的建筑，在震前進(jìn)行抗震鑒定和加固的要求編制的。按照國家的技術(shù)政策，考慮當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條件和需要加固工程量很大的具體情況，鑒定和加固的設(shè)防目標(biāo)略低于設(shè)計(jì)規(guī)范的設(shè)防目標(biāo)，設(shè)防目標(biāo)只提到了“中震可修”或是“中震不倒”，沒有說明大震下的性能如何、沒有體現(xiàn)“三水準(zhǔn)”的抗震設(shè)防目標(biāo)。

（3）重點(diǎn)設(shè)防類的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)有待進(jìn)一步提高

鑒于漢川地震中，中小學(xué)校舍破壞嚴(yán)重、學(xué)生傷亡數(shù)量較大，成為政府與社會的關(guān)注焦點(diǎn)，要求提高校舍類建筑的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。為此，修訂后的《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50223一2 00 8）將校舍類建筑由原來的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類提高到重點(diǎn)設(shè)防類，同時(shí)也要求在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高現(xiàn)有重點(diǎn)設(shè)防類建筑的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。

現(xiàn)行《2009鑒標(biāo)》和《2009加規(guī)》在以下四方面進(jìn)行了重大調(diào)整。

（l）引入后續(xù)使用年限的概念

后續(xù)使用年限是指對現(xiàn)有建筑繼續(xù)使用所約定的一個(gè)時(shí)期，在這個(gè)時(shí)期內(nèi)，建筑只需進(jìn)行正常維護(hù)而不需進(jìn)行大修就能按預(yù)期目的使用、完成預(yù)定的功能。近年來的研究結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)的地震作用和抗震構(gòu)造措施要求和后續(xù)使用年限密切相關(guān)。在具有相同概率保證的前提下，后續(xù)使用年限短，地震作用就小，抗震構(gòu)造措施也可適當(dāng)放松，后續(xù)使用年限長，地震作用就大，抗震構(gòu)造措施要更嚴(yán)一些。本次標(biāo)準(zhǔn)修訂，將抗震鑒定與后續(xù)使用年限結(jié)合起來，針對不同時(shí)期建成的房屋，采用不同的后續(xù)使用年限進(jìn)行鑒定，給這些房屋的抗震鑒定與加固提供了出路，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

（2）規(guī)定了不同后續(xù)使用年限建筑的抗震鑒定方法

后續(xù)使用年限為30年的建筑，稱A類建筑，基本沿用《95鑒標(biāo)》中的方法鑒定。后續(xù)使用年限為40年的建筑，稱B類建筑，采用相當(dāng)于《89抗規(guī)》的方法進(jìn)行鑒定。后續(xù)使用年限為50年的建筑，稱C類建筑，采用現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范的方法進(jìn)行鑒定。

(3）規(guī)定了不同后續(xù)使用年限建筑的抗震設(shè)防目標(biāo)

符合《2009鑒標(biāo)》要求的現(xiàn)有建筑，在預(yù)期的后續(xù)使用年限內(nèi)具有相應(yīng)的抗震設(shè)防目標(biāo)；后續(xù)使用年限50年的現(xiàn)有建筑，具有與現(xiàn)行國抗規(guī)相同的設(shè)防目標(biāo)；后續(xù)使用年限少于50年的建筑，在遭遇同樣的地震影響時(shí)，其損壞程度略大于按照后續(xù)使用年限50年鑒定的建筑。

(4）提高重點(diǎn)設(shè)防類（乙類）建筑的鑒定要求

從抗震措施、抗震驗(yàn)算、場地類別、砌體房屋的高度和層數(shù)以及其他構(gòu)造要求、鋼筋混凝土房屋的體系和驗(yàn)算方面、內(nèi)框和底框等的相關(guān)規(guī)定等方面提出了重點(diǎn)設(shè)防類（乙類）建筑的鑒定的特殊要求。

本文簡單論述了我國從建國到現(xiàn)在７０多年來抗震規(guī)范和鑒定的發(fā)展過程，這樣我們就可以了解不同時(shí)期的既有建筑的抗震能力和鑒定依據(jù)，對目前不同年代既有建筑的鑒定加固方法依據(jù)知道其歷史淵源，對于確定既有建筑的分類鑒定方法和鑒定是不可缺少的。

參考文獻(xiàn)：

1、《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50023－2009）及《建筑抗震結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)程》JGJ116-2009疑問解答，史鐵花

2、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的發(fā)展沿革及最新修訂，王亞勇、戴國瑩

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原文標(biāo)題：土木吧丨淺談既有建筑鑒定與改造加固（十九）

     來源作者：土木吧 王鎖軍

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