“C”类建筑抗震鉴定加固的设防标准问题 引言 《建筑抗震鉴定标准》GB 50023-2009中1.0.4条第3款规定:在2001年以后(按当时的抗震设计规范系列设计)建造的现有建筑,后续使用年限宜采用50年。1.0.5条第3款又规定:后续使用年限50年的建筑(简称C类建筑),应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的要求进行抗震鉴定。GB50023-2009已实施了10多年了,按01抗规建造的房屋也已经使用了20年,这类所谓的“C”类建筑抗震加固又如何确定抗震设防标准呢?
“C”类建筑抗震鉴定加固的设防标准问题
引言
《建筑抗震鉴定标准》GB 50023-2009中1.0.4条第3款规定:在2001年以后(按当时的抗震设计规范系列设计)建造的现有建筑,后续使用年限宜采用50年。1.0.5条第3款又规定:后续使用年限50年的建筑(简称C类建筑),应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的要求进行抗震鉴定。GB50023-2009已实施了10多年了,按01抗规建造的房屋也已经使用了20年,这类所谓的“C”类建筑抗震加固又如何确定抗震设防标准呢?
《建筑抗震鉴定标准》GB 50023-2009的一大进步就是引入了后续使用年限的概念,使得建筑抗震鉴定与加固可以采用“老人老办法、新人新办法”的处理方法,抗震鉴定与加固得以顺利进行。然而,《建筑抗震鉴定标准》GB 50023-2009已实施了10多年了,原来的C类建筑(系按01系列规范设计)也使用了近20年,在此期间我国的工程建设标准进行了修订,设计要求明显提高。
1.《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2001进行了修订,新版《建筑结构可靠性设计统一标准》GB 50068-2018的主要变化有:恒荷载分项系数由1.2调整到1.3、活荷载分项系数由1.4提高到1.5;结构的安全等级抗规中的甲、乙类建筑(大型公共建筑)安全等级提高为一级,重要性系数取1.1。
2.抗规进行了3次修订,包括《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001(2008年版)、《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010、《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010(2016年版),在设计地震动参数、抗震措施方面都有了很大变化。
10版抗规在抗震等级方面也较2001版抗规有所提高,即便抗震等级没有变化,相应的抗震措施(内力调整、构造措施)也可能有所提高。钢筋混凝土结构的抗震等级对比见下表。
结构类型 |
烈 度 |
|||||||||||||||
6度 |
7度 |
8度 |
9度 |
|||||||||||||
框架 (01版) |
高度(m) |
≤30 |
>30 |
≤30 |
>30 |
≤30 |
>30 |
≤25 |
||||||||
框架 |
四 |
三 |
三 |
二 |
二 |
一 |
一 |
|||||||||
框架 (10版) |
高度(m) |
≤24 |
>24 |
≤24 |
>24 |
≤24 |
>24 |
≤24 |
||||||||
框架 |
四 |
三 |
三 |
二 |
二 |
一 |
一 |
|||||||||
框架-抗震墙 (01版) |
高度(m) |
≤60 |
>60 |
≤60 |
>60 |
≤60 |
>60 |
≤50 |
||||||||
框架 |
四 |
三 |
三 |
二 |
二 |
一 |
一 |
|||||||||
抗震墙 |
三 |
二 |
一 |
一 |
||||||||||||
框架-抗震墙 (10版) |
高度(m) |
≤60 |
>60 |
≤24 |
25-60 |
>60 |
≤24 |
25-60 |
>60 |
≤24 |
25-50 |
|||||
框架 |
四 |
三 |
四 |
三 |
二 |
三 |
二 |
一 |
二 |
一 |
||||||
抗震墙 |
三 |
三 |
二 |
二 |
一 |
一 |
||||||||||
抗震墙 (01版) |
高度(m) |
≤80 |
>80 |
≤80 |
>80 |
≤80 |
>80 |
≤60 |
||||||||
抗震墙 |
四 |
三 |
三 |
二 |
二 |
一 |
一 |
|||||||||
抗震墙 (10版) |
高度(m) |
≤80 |
>80 |
≤24 |
25-80 |
>80 |
≤24 |
25-80 |
>80 |
≤24 |
25-60 |
|||||
抗震墙 |
四 |
三 |
四 |
三 |
二 |
三 |
二 |
一 |
二 |
一 |
标准的层层加码,对于既有建筑的改造无疑是雪上加霜!
以往的加固改造至多是建筑内部局部功能的改变,主要是以结构安全和抗震安全的加固为主,即“加固+改造”模式。现在建筑加固改造的情况发生了很大的变化,实体经济的不景气,许多商场改造成办公楼,办公楼部分或全部改造成医疗、养老或文教设施,建筑功能发生了根本性变化,对原结构需要大拆大改(见图),此建筑非彼建筑也,即“改造+加固”模式,由此带来了加固设防标准的合理确定问题。
“C”类建筑抗震鉴定与加固的底线是“不低于原设防标准”、“不逾越鉴定标准红线”在此原则下可根据建筑改造的具体情况灵活处理,采取的措施包括合理后续使用年限确定、地震作用折减系数取值、性能化抗震鉴定方法应用等。
1.按10版抗规设计建造的房屋
主要问题是抗震设防烈度的提高,导致地震作用增加和抗震等级提高。这类建筑基本已投入使用近10年,按原设计使用年限50年算起则后续使用年限还有40年,因此:
在构件抗震承载力验算时,地震作用可以乘上一个0.9的折减系数(6度区不建议折减),但总的地震作用不得低于原设计。
抗震措施,可进行大震下的弹塑性变形验算,当罕遇大震下的层间位移角远小于规范限值时(如1/100),抗震等级可按现行抗规降低一级考虑,但不得低于原10版所对应的抗震等级要求。
加固改造后设计使用年限维持原设计不变或40年,但此40年非B类建筑之40年。
2.按01版抗规设计建造的房屋
这类房屋的问题更复杂,首先10版抗规较01版提高了抗震措施,2016年版抗规对设防烈度的调整,抗震等级进一步提高,地震作用增大,即便设防烈度不变但由于设计地震分组调整,反应谱下降段地震作用影响系数仍有所增大。
考虑这一类房屋已投入使用20年,剩余使用年限30年,因此建议:
⑴地震作用。按现行抗规计算地震作用、折减系数取0.9进行分析,此时的地震作用记作α1;按现行抗规计算地震作用,折减系数取0.8进行分析,此时的地震作用记作α2;按01版抗规计算地震作用,记作α3;最后的地震作用取α=Min[Max(α1,α3),Max(α2,α3)]。同样6度区不建议折减。
⑵抗震措施。当最终的地震作用α由α1、α2控制时,可先根据现行抗规的地震动参数按10版标准确定抗震等级,进而进行大震弹塑反应分析,确定是否可降低相应的抗震措施,但不得低于01版抗规的要求;当地震作用由α3控制时,相应的抗震措施可按01版标准确定抗震等级。
⑶后续使用年限。当地震作用由α1控制时,后续使用年限为40年,由α2控制时,后续使用年限为30年,由α3控制时,后续使用年限维持原设计使用年限不变。
知识点:“C”类建筑抗震鉴定加固的设防标准问题来源:CECS抗震专业委员会