中华人民共和国行业标准建筑抗震加固技术规程JGJ 116-2009 1
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2 0 0 9 年 8 月 1 日
中华人民共和国住房和城乡建设部
公 告
第340号
关于发布行业标准
《建筑抗震加固技术规程》的公告
现批准《建筑抗震加固技术规程》为建筑工程行业标准,编号为JGJ 116-2009,自2009年8月1日起实施。其中,第1.0.3、 1. 0.4、3.0. 1、3. 0. 3、 3. 0.6、 5.3.1、5.3.7、 5.3. 13、6.1.2、 6.3.1、 6. 3. 4、 6.3.7、 7.1. 2、 7. 3. 1、 7.3.3、 9.3.1、9.3.5条为强制性条文,必须严格执行。原《建筑抗震加固技术规程》JGJ 116-98同时废止。
本规程由我部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部
2009年6月18日
前 言
根据原建设部《关于印发<二OO四年度工程建设城建、建工行业标准制订、修订计划>的通知》(建标[2004]66号)的要求,规程编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准和国外先进标准,并在广泛征求意见的基础上,修订本规程。
本规程的主要技术内容是:1.总则;2.术语和符号;3.基本规定;4,地基和基础;5.多层砌体房屋;6.多层及高层钢筋混凝土房屋;7.内框架和底层框架砖房;8.单层钢筋混凝土柱厂房;9.单层砖柱厂房和空旷房屋;10.木结构和土石墙房屋;11 烟囱和水塔。
本规程修订的主要技术内容是:
l,与现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023相配合,明确了不同后续使用年限建筑的抗震加固要求。2.在保持原规程"综合抗震能力指数"加固方法的基础上,增加了按设计规范方法进行加固的内容。3.新增了粘贴钢板、碳纤维布、钢绞线网-聚合物砂浆、消能减震加固技术。4,加强了对重点设防类建筑、超高超层建筑、不利于抗震的结构的加固要求。5.与现行国家标准《混凝土结构加固设计规范》GB 50367进行了协调。
本规程中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。
本规程由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,由中国建筑科学研究院负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄送中国建筑科学研究院(地址:北京市北三环东路30号,由陬编码:100013)。
本规程主编单位;中国建筑科学研究院
本规程参编单位:中国机械工业集团有限公司
中国航空工业规划设计研究院
四川省建筑科学研究院
中冶集团建筑研究总院
中国中元国际工程公司
西部建筑抗震勘察设计研究院
同济大学
中国地震局工程力学研究所
上海维固建筑结构设计有限公司
本规程主要起草人:程绍革 戴国莹(以下按姓氏笔画排列)
尹保江 史铁花 白雪霜 吕西林 李仕全 吴 体 辛鸿博 张耀 金来建 姚秋来 徐 建 戴君武
本规程主要审查人:吴学敏 刘志刚 高永昭(以下按姓氏笔画排列)
王亚勇 韦开波 李彦莉 吴翔天 杨玉成 苗启松 娄 宇 袁金西 莫庸 侯忠良 黄世敏
1 总 则
1. 0.1 为贯彻执行国家有关防震减灾的法律法规,实行以预防为主的方针,减轻地震破坏,减少损失,使现有建筑的抗震加固做到抗震安全、经济、合理、有效、实用,制定本规程。
注:抗震安全,指加固后的现有建筑在预期的后续使用年限内能够达到不低于其抗震鉴定的设防目标。
1.0.2 本规程适用于抗震设防烈度为6~9度地区经抗震鉴定后需要进行抗震加固的现有建筑的设计及施工。
古建筑和行业有特殊要求的建筑,应按专门的规定进行抗震加固的设计及施工。
注:本规程以下"6、7、8、9度"为"抗震设防烈度为6、7、8、9度"的简称。
1.0.3 现有建筑抗震加固前,应依据其设防烈度、抗震设防类别、后续使用年限和结构类型,按现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023的相应规定进行抗震鉴定。
1.0.4 现有建筑抗震加固时,建筑的抗震设防类别及相应的抗震措施和抗震验算要求,应按现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009第1.0.3条的规定执行。
1.0.5 现有建筑的抗震加固及施工,除应符合本规程的规定外,尚应符合国家现行有关标准、规范的规定。
2 术语和符号
2.1 术 语
2.1.1 现有建筑 available buildings
除古建筑、新建建筑、危险建筑以外,迄今仍在使用的既有建筑。
2.1.2 后续使用年限 Continuous seismic working life,continuing seismic servicelife
对现有建筑经抗震鉴定后继续使用所约定的一个时期,在这个时期内,建筑不需要重新鉴定和相应加固就能按预期目的使用,并完成预定的功能。
2. 1. 3 抗震设防烈度 seismic fortification intensity
按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。
2.1. 4 抗震力口固 seismic strengthening of buildings
使现有建筑达到抗震鉴定的要求所进行的设计及施工。
2.1.5 综合抗震台医力 compound seismic capability
整个建筑结构综合考虑其构造和承载力等因素所具有的抵抗地震作用的能力。
2.1.6 面层力口固法 masonry strengthening with mortar splint
在砌体墙侧面增抹一定厚度的无筋、有钢筋网的水泥砂浆,形成组合墙体的加固方法。
2.1. 7 板墙加固法 masonry strengthening with concrete splint
在砌体墙侧面浇筑或喷射一定厚度的钢筋混凝土,形成抗震墙的加固方法。
2.1.8 外加柱加固法 masonry strengthening with tie-co1umns
在砌体墙交接处等增设钢筋混凝土构造柱,形成约束砌体墙的加固方法。
2.1. 9 壁柱加固法 brick column strengthening with concrete columns
在砌体墙垛(柱)侧面增设钢筋混凝土柱,形成组合构件的加固方法。
2. 1.10 混凝土套加固法 structure membe rstrengthening with reinforced concrete
在原有的钢筋混凝土梁柱或砌体柱外包一定厚度的钢筋混凝土,扩大原构件截面的加固方法。
2.1.11 钢构套力口固法 structure member strengthening with steel frame
在原有的钢筋混凝土梁柱或砌体柱外包角钢、扁钢等制成的构架,约束原有构件的加固方法。
2.1.12 钢绞线网-聚合物砂浆面层加固法 structure member strengthening with strand steel wireweb-polymermortar
在原有的砌体墙面或钢筋混凝土梁柱表面外抹一定厚度的钢绞线网-聚合物砂浆层的加固方法。
2.1. 13 碳纤维布加固法 structure member strengthening with carbonic fibre reinforced polymer
在原有的钢筋混凝土梁柱表面用胶粘材料粘贴碳纤维片材等的加固方法。
2.2 符 号
2.2.1 作用和作用效应
NG--对应于重力荷载代表值的轴向压力
Ve--楼层的弹性地震剪力
S--结构构件地震基本组合的作用效应设计值
2.2.2 材料性能和抗力
f0、fk0--材料现有强度设计值、标准值
f、fk--加固材料现有强度标准值、标准值
k--加固后结构构件刚度
My 加固后构件现有受弯承载力
R--加固后结构构件承载力设计值
Vy--加固后构件或楼层现有受剪承载力
2.2.3 几何参数
As--实有钢筋截面面积
Aw0--原有抗震墙截面面积
Aw--加固后抗震墙截面面积
b--加固后构件截面宽度
h--加固后构件截面高度
l--加固后构件长度,屋架跨度
2.2.4 计算系数
β0--原有的综合抗震承载力指数
βs--加固后的综合抗震承载力指数
γRs--抗震鉴定的承载力调整系数
εy--加固后楼层屈服强度系数
φ1--加固后结构构造的体系影响系数
φ2--加固后结构构造的局部影响系数
3 基本规定
3.0.1 现有建筑抗震加固的设计原则应符合下列要求:
1 加固方案应根据抗震鉴定结果经综合分析后确定,分别采用房屋整体加固、区段加固或构件加固,加强整体性、改善构件的受力状况、提高综合抗震能力。
2 加固或新增构件的布置,应消除或减少不利因素,防止局部加强导致结构刚度或强度突变。
3 新增构件与原有构件之间应有可靠连接;新增的抗震墙、柱等竖向构件应有可靠的基础。
4 加固所用材料类型与原结构相同时,其强度等级不应低于原结构材料的实际强度等级。
5 对于不符合鉴定要求的女儿墙、门脸、出屋顶烟囱等易倒塌伤人的非结构构件,应予以拆除或降低高度,需要保持原高度时应加固。
3.0. 2 抗震加固的方案、结构布置和连接构造,尚应符合下列要求:
1 不规则的现有建筑,宜使加固后的结构质量和刚度分布较均匀、对称。
2 对抗震薄弱部位、易损部位和不同类型结构的连接部位,其承载力或变形能力宜采取比一般部位增强的措施。
3 宜减少地基基础的加固工程量,多采取提高上部结构抵抗不均匀沉降能力的措施,并应计入不利场地的影响。
4 加固方案应结合原结构的具体特点和技术经济条件的分析,采用新技术、新材料。
5 加固方案宜结合维修改造、改善使用功能,并注意美观。
6 加固方法应便于施工,并应减少对生产、生活的影响。
3.0.3 现有建筑抗震加固设计时,地震作用和结构抗震验算应符合下列规定:
1 当抗震设防烈度为6度时(建造于Ⅳ类场地的较高的高层建筑除外),以及木结构和土石墙房屋,可不进行截面抗震验算,但应符合相应的构造要求。
2 加固后结构的分析和构件承载力计算,应符合下列要求:
1)结构的计算简图,应根据加固后的荷载、地震作用和实际受力状况确定;当加固后结构刚度和重力荷载代表值的变化分别不超过原来的10%和5%时,应允许不计入地震作用变化的影响;在条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段,水平地震作用应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定乘以增大系数1.1-1.6;
2)结构构件的计算截面面积,应采用实际有效的截面面积;
3)结构构件承载力验算时,应计入实际荷载偏心、结构构件变形等造成的附加内力:并应计入加固后的实际受力程度、新增部分的应变滞后和新旧部分协同工作的程度对承载力的影响。
3 当采用楼层综合抗震能力指数进行结构抗震验算时,体系影响系数和局部影响系数应根据房屋加固后的状态取值,加固后楼层综合抗震能力指数应大于1.0,并应防止出现新的综合抗震能力指数突变的楼层。采用设计规范方法验算时,也应防止加固后出现新的层间受剪承载力突变的楼层。
3.0.4 采用现行国家标准嫂建筑抗震设计规范》GB 50011的方法进行抗震验算时,宜计入加固后仍存在的构造影响,并应符合下列要求:
对于后续使用年限的年的结构,材料性能设计指标、地震作用、地震作用效应调整。结构构件承载力抗震调整系数均应按国家现行设计规范、规程的有关规定执行;对于后续使用年限少于50年的结构,即现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023规定的A、B类建筑结构,其设计特征周期、原结构构件的材料性能设计指标、地震作用效应调整等应按现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023的规定采用,结构构件的"承载力抗震调整系数"应采用下列"抗震加固的承载力调整系数"替代:
1 A类建筑,加固后的构件仍应依据其原有构件按现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023规定的"抗震鉴定的承载力调整系数"值采用;新增钢筋混凝土构件、砌体墙体可仍按原有构件对待。
2 B类建筑,宜按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 5001l的"承载力抗震调整系数"值采用。
3.0.5 加固所用的砌体块材、砂浆和混凝土的强度等级,钢筋、钢材的性能指标,应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定,其他各种加固材料和胶粘剂的性能指标应符合国家现行相关标准、规范的要求。
3.0.6 抗震加固的施工应符合下列要求:
1 应采取措施避免或减少损伤原结构构件。
2 发现原结构或相关工程隐蔽部位的构造有严重缺陷时,应会同加固设计单位采取有效处理措施后方可继续施工。
3 对可能导致的倾斜、开裂或局部倒塌等现象,应预先采取安全措施。
4 地基和基础
4.0.1 本章适用于存在软弱土、液化土、明显不均匀土层的抗震不利地段上的建筑地基和基础。不利地段应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定划分。
4.0.2 抗震加固时,天然地基承载力可计入建筑长期压密的影响,并按现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023规定的方法进行验算。其中,基础底面压力设计值应按加固后的情况计算,而地基土长期压密提高系数仍按加固前取值。
4.0.3 当地基竖向承载力不满足要求时,可作下列处理:
1 当基础底面压力设计值超过地基承载力特征值在10%以内时,可采用提高上部结构抵抗不均匀沉降能力的措施。
2 当基础底面压力设计值超过地基承载力特征值10%及以上时或建筑已出现不容许的沉降和裂缝时,可采取放大基础底面积.加固地基或减少荷载的措施。
4.0.4 当地基或桩基的水平承载力不满足要求时,可作下列处理:
1 基础顶面、侧面无刚性地坪时,可增设刚性地坪。
2 沿基础顶部增设基础梁,将水平荷载分散到相邻的基础上。
4.0.5 液化地基的液化等级为严重时,对乙类和丙类设防的建筑,宜采取消除液化沉降或提高上部结构抵抗不均匀沉降能力的措施;液化地基的液化等级为中等时,对乙类设防的B类建筑,宜采取提高上部结构抵抗不均匀沉降能力的措施。
4.0.6 为消除液化沉降进行地基处理时,可选用下列措施:
1 桩基托换:将基础荷载通过桩传到非液化土上,桩端(不包括桩尖)伸入非液化土中的长度应按计算确定,且对碎石土,砾、粗、中砂,坚硬黏性土和密实粉土尚不应小于0.5m,对其他非岩石土尚不宜小于1.5m。
2 压重法:对地面标高无严格要求的建筑,可在建筑周围堆土或重物,增加覆盖压力。
3 覆盖法:将建筑的地坪和外侧排水坡改为钢筋混凝土整体地坪。地坪应与基础或墙体锚固,地坪下应设厚度为300mm的砂砾或碎石排水层,室外地坪宽度宜为4~5m。
4 排水桩法:在基础外侧设碎石排水桩,在室内设整体地坪。排水桩不宜少于两排,桩距基础外缘的净距不应小于l. 5m。
5 旋喷法:穿过基础或紧贴基础打孔,制作旋喷桩。桩长应穿过液化层并支承在非液化土层上。
4. 0. 7 对液化地基、软土地基或明显不均匀地基上的建筑,可采取下列提高上部结构抵抗不均匀沉降能力的措施:
1 提高建筑的整体性或合理调整荷载。
2 加强圈梁与墙体的连接。当可能产生差异沉降或基础埋深不同且未按1/2的比例过渡时,应局部加强圈梁。
3 用钢筋网砂浆面层等加固砌体墙体。
5 多层砌体房屋
5.1 一般规定
5.1.1 本章适用于砖墙体和砌块墙体承重的多层房屋,其适用的最大高度和层数应符合现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023的有关规定。
5.1.2 砌体房屋的抗震加固应符合下列要求:
1 同一楼层中,自承重墙体加固后的抗震能力不应超过承重墙体加固后的抗震能力。
2 对非刚性结构体系的房屋,应选用有利于消除不利因素的抗震加固方案;当采用加固柱或墙垛,增设支撑或支架等保持非刚性结构体系的加固措施时,应控制层间位移和提高其变形能力。
3 当选用区段加固的方案时,应对楼梯间的墙体采取加强措施。
5.1.3 当现有多层砌体房屋的高度和层数超过规定限值时,应采取下列抗震对策:
1 当现有多层砌体房屋的总高度超过规定而层数不超过规定的限值时,应采取高于一般房屋的承载力且加强墙体约束的有效措施。
2 当现有多层砌体房屋的层数超过规定限值时,应改变结构体系或减少层数;乙类设防的房屋,也可改变用途按丙类设防使用,并符合丙类设防的层数限值;当采用改变结构体系的方案时,应在两个方向增设一定数量的钢筋混凝土墙体,新增的混凝土墙应计入竖向压应力滞后的影响并宜承担结构的全部地震作用。
3 当丙类设防且横墙较少的房屋超出规定限值1层和3m 以内时,应提高墙体承载力且新增构造柱、圈梁等应达到现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011对横墙较少房屋不减少层数和高度的相关要求。
5.1.4 加固后的楼层和墙段的综合抗震能力指数,应按下列公式验算:
5.2 加固方法
5.2.1 房屋抗震承载力不满足要求时,宜选择下列加固方法:
1 拆砌或增设抗震墙:对局部的强度过低的原墙体可拆除重砌;重砌和增设抗震墙的结构材料宜采用与原结构相同的砖或砌块,也可采用现浇钢筋混凝土。
2 修补和灌浆:对已开裂的墙体,可采用压力灌浆修补,对砌筑砂浆饱满度差且砌筑砂浆强度等级偏低的墙体,可用满墙灌浆加固。
修补后墙体的刚度和抗震能力,可按原砌筑砂浆强度等级计算;满墙灌浆加固后的墙体,可按原砌筑砂浆强度等级提高一级计算。
3 面层或板墙加固:在墙体的一侧或两侧采用水泥砂浆面层、钢筋网砂浆面层、钢绞线网-聚合物砂浆面层或现浇钢筋混凝土板墙加固。
4 外加柱加固:在墙体交接处增设现浇钢筋混凝土构造柱加固。外加柱应与圈梁、拉杆连成整体,或与现浇钢筋混凝土楼、屋盖可靠连接。
5 包角或镶边加固:在柱、墙角或门窗洞边用型钢或钢筋混凝土包角或镶边;柱、墙垛还可用现浇钢筋混凝土套加固。
6 支撑或支架加固:对刚厦差的房屋,可增设型钢或钢筋混凝土支撑或支架加固。
5.2.2 房屋的整体性不满足要求时,应选择下列加固方法:
1 当墙体布置在乎面内不闭合时,可增设墙段或在开口处增设现浇钢筋混凝土框形成闭合。
2 当纵横墙连接较差时,可采用钢拉杆、长锚杆、外加柱或外加圈梁等加固。
3 楼、屋盖构件支承长度不满足要求时,可增设托梁或采取增强楼、屋盖整体性等的措施;对腐蚀变质的构件应更换;对无下弦的人字屋架应增设下弦拉杆。
4 当构造柱或芯柱设置不符合鉴定要求时,应增设外加柱;当墙体采用双面钢筋网砂浆面层或钢筋混凝土板墙加固,且在墙体交接处增设相互可靠拉结的配筋加强带时,可不另设构造柱。
5 当圈梁设置不符合鉴定要求时,应增设圈梁;外墙圈梁宜采用现浇钢筋混凝土,内墙圈梁可用钢拉杆或在进深梁端加锚杆代替;当采用双面钢筋网砂浆面层或钢筋混凝土板墙加固,且在上下两端增设配筋加强带时,可不另设圈梁。
6 当预制楼、屋盖不满足抗震鉴定要求时,可增设钢筋混凝土现浇层或增设托梁加固楼、屋盖,钢筋混凝土现浇层做法应符合本规程第7.3.4条的规定。
5.2. 3 对房屋中易倒塌的部位,宜选择下列加固方法:
1 窗间墙宽度过小或抗震能力不满足要求时,可增设钢筋混凝土窗框或采用钢筋网砂浆面层、板墙等加固。
2 支承大梁等的墙段抗震能力不满足要求时,可增设砌体柱、组合柱、钢筋混凝土柱或采用钢筋网砂浆面层、板墙加固。组合柱加固的设计与施工,可按本规程第9.3.3、9.3.4条的规定执行。
3 支承悬挑构件的墙体不符合鉴定要求时,宜在悬挑构件端部增设钢筋混凝土柱或砌体组合柱加固,并对悬挑构件进行复核。
4 隔墙无拉结或拉结不牢,可采用镶边、埋设钢夹套、锚筋或钢拉杆加固;当隔墙过长、过高时,可采用钢筋网砂浆面层进行加固。
5 出屋面的楼梯间、电梯间和水箱间不符合鉴定要求时,可采用面层或外加柱加固,其上部应与屋盖构件有可靠连接,下部应与主体结构的加固措施相连。
6 出屋面的烟囱、无拉结女儿墙、门脸等超过规定的高度时,宜拆除、降低高度或采用型钢、钢拉杆加固。
7 悬挑构件的锚固长度不满足要求时,可加拉杆或采取减少悬挑长度的措施。
5. 2.4 当具有明显扭转效应的多层砌体房屋抗震能力不满足要求时,可优先在薄弱部位增砌砖墙或现浇钢筋混凝土墙,或在原墙加面层;也可采取分割平面单元,减少扭转效应的措施。
5.2.5 现有的空斗墙房屋和普通黏土砖砌筑的墙厚不大于 180mm的房屋需要继续使用时,应采用双面钢筋网砂浆面层或板墙加固。
5.3 加固设计及施工
Ⅰ 水泥砂浆和钢筋网砂浆面层加固
5. 3. 1 采用水泥砂浆面层和钢筋网砂浆面层加固墙体时,应符合下列要求:
1 钢筋网应采用呈梅花状布置的锚筋、穿墙筋固定于墙体上;钢筋网四周应采用锚筋、插入短筋或拉结筋等与楼板、大梁、柱或墙体可靠连接;钢筋网外保护层厚度不应小于lOmm,钢筋网片与墙面的空隙不应小于5mm 。
2 面层加固采用综合抗震能力指数验算时,有关构件支承长度的影响系数应作相应改变,有关墙体局部尺寸的影响系数应取1.0。