由厦门市土木建筑学会主办、汉嘉设计集团厦门分公司和厦门中连结构胶有限公司共同承办的第七次厦门建筑结构工程学术座谈会（结构沙龙），于2009年9月2日在台湾澎湖顺利召开。本次会议主题为“2009海峡结构工程与抗震技术研讨会”，市建设与管理局副局长兼总工程师林树枝博士、市建设与管理局科技处何庆丰处长到会参加，中国建筑科学研究院抗震研究所原所长王亚勇研究员、台北县结构工程技师公会理事长蔡荣根先生等七名结构技师应邀参加会议，何庆丰处长主持会议。

林树枝副局长、台北市结构工程技师公会理事蔡万来先生、厦门中福元建筑设计院廖文彬副院长等作了专门报告。与会专家畅所欲言，并对“中小学校舍抗震加固研究课题内容”进行了热烈的讨论，现将本次座谈会主要内容纪要如下：

一、林树枝副局长作“提高学校建筑抗震能力的对策及建议”的报告

1、首先介绍厦门赴川房屋应急评估专家组对江油市学校建筑在汶川地震灾后评估结果的统计情况。

2、以大量的图片资料，对汶川地震灾后中学校建筑的典型震害进行分析：

1）位于断裂带、崩塌、滑坡体附近等不利地带的建筑破坏严重、甚至倒塌，滑坡、滚石等摧毁、淹没建筑。

2）对结构体系采用砖混预制空心楼板的建筑，虽然在唐山地震后，全国重新划分了抗震烈度区，颁布了建筑抗震设计规范，修订了建筑施工规范，明确规定：高烈度抗震地区废除预制板，采用现浇楼板；低烈度区可用预制空心板，但必须在预制板周围加现浇钢筋混凝土圈梁，预制板间缝隙必须用现拌混凝土灌实，并且在板面和板缝内加拉结筋；砖墙转角处要加钢筋混凝土构造柱。并对圈梁和构造柱作了最小断面和最小配筋率的规定。对施工质量，比如砖墙的砌砖砂浆饱满度等也做了规定。灾区采用这种体系的校舍建筑占大多数，由于设计或施工的因素，并未完全满足规范的要求，以致破坏相当严重，甚至一塌到底。

3）校舍建筑结构体系存在明显不合理。

a、双向刚度不均匀：中小学校建筑平面设计，为保证教室有良好自然采光和通风，在纵向需要布置设计大量的采光窗（大的窗口洞口），并为满足消防疏散安全的需要，考虑密集人员疏散的要求，纵向布置疏散走廊，若采用砖混，则纵墙偏少，纵向薄弱导致在地震破坏作用下纵向倒塌。

b、结构体系不佳：校舍采用横墙承重砖混结构时，楼屋盖采用预制空心板，是刚度低于框架结构的一种半刚性结构体系，学校的空间跨度大，横波来的时候，跨度大的结构更容易垮塌。横墙承重属单向承重，纵向没有足够的拉结承重，所以地震来的时候，来回一晃，容易瞬间垮塌。有采用框架结构的，普遍为单跨框架带悬挑走廊的形式，又缺少多道防线的基本要求。

c、楼梯间问题：采用砖混预制空心楼板的建筑，楼梯间采用现浇结构，由于梯板形成空间支撑结构，楼梯间结构刚度很大，造成楼梯间率先破坏，丧失了疏散通道的作用；也有楼梯间因为现浇整体性好而留下但两旁建筑倒塌。

d、底层薄弱：底层相对于上层，抗侧刚度或者抗剪强度更低，底层层间变形集中，甚至整层坍塌。

4）施工质量不佳：砖混结构不做构造柱，混凝土梁内可见巴掌大的鹅卵石，预制楼板上面层超厚（超载），砌筑砂浆饱满度不够或者强度有问题、粘连度不够，预制板端未设拉接筋或不起拉接作用，等等。

3、对策及思考

1）对策一、提高中小学校建设标准

按照《农村中小学校建设标准》初审会议，学校建筑“必须确保师生安全，并在抗御重大意外灾害时，可作为应急避难场所”。切实做好选址工作，科学规划建设场地，控制层数和层高，建筑设计在平面空间布置和造型设计等方面应符合抗震概念设计要求，学校建筑应按乙类建筑抗震设防，建筑结构应采用抗震性能好的结构体系，禁止使用预应力预制空心楼屋面板及预制楼梯，建筑材料的强度等级、型号、规格、质量等材料性能必须符合规范要求，保证设计和施工的质量要求。

2）对策二、既有学校建筑进行加固改造

汶川地震震害说明，地震前经过抗震加固改造后，地震时裂而不倒，加固效果良好。厦门一些校舍已经采用粘钢加固梁、采用钢筋网喷射砼加固墙体以及楼板进行托换等技术进行加固处理，特别是对预制板砖混结构的加固采取了可靠的措施：预制楼板在板下靠墙处增加角钢加固，墙体单、双面用钢筋网水泥砂抹面加固，外加构造柱、圈梁及基础加固。也建议采用增设钢筋混凝土翼墙。

3）对策三、教学楼设计理念要更新

限制设计单跨教学楼，限制设计外廊悬挑式教学楼，以往的外廊式单跨框架方案，可在外廊的外侧边增设一排钢筋混凝土柱，使结构横向大梁成为三点支承，变单跨为多跨体系；大空间校舍宜采用全现浇的钢筋混凝土框架结构；高烈度区推荐采用内廊式框架教学楼方案，这种方案无论是横向框架还是纵向框架，均可做到塑性铰首先在梁上出现，能明显改善构件的延性，提高结构的抗震能力。推荐采用木结构教学楼（山区）以及钢结构教学楼等抗震有利的结构体系。参照国外的做法，在抗御重大意外灾害时，学校应设计成周边地区的紧急避难疏散场所。因此，学校建筑应按重点设防类进行设防，为了达到这一目标要求，主体结构还可采用轻钢框架－支撑结构，墙体可采用轻质、保温隔热板，楼板和屋面板可采用轻质板，减轻结构自重。

二、台北市结构工程技师公会理事蔡万来先生作“台湾集集地震学校建筑结构破坏型态分析”的报告

1、台湾集集地震学校建筑之破坏原因主要为：

1）结构系统不良；

2）柱子太小，箍筋间距太大；

3）混凝土品质不良；

4）短柱效应。

2、常见学校建筑物之破坏型态：

1）教室完全崩塌；

2）教室短柱与极短柱破坏；

3）教室梁与墙体破坏；

4）碰撞距离不足之破坏。

3、教室之结构系统规划及其注意事项：

1）钢筋混凝土建筑物之基本架构，一般包括柱、梁、板、墙等元素，而常用之基础型式有:独立基础、连续基础、联合基础、筏式基础。

2）教室结构系统应注意事项：隔间墙要具连续性，墙两侧下方柱子钢筋应特别加强，上重下轻之软脚虾教室在建筑规划时宜避免（避免一楼大空间，如图书馆、大型风雨教室、导师室、会议室、实习商店等）。

3）梁柱接头区之箍筋需注意绑扎，九二一地震发现许多受损建筑物其梁柱接头出现破坏，有注意之必要（即梁柱节点区柱内应设箍筋）。此外，柱箍筋九十度弯曲不符合CNS相关规定而断裂，对柱韧性能力影响很大。

4、混凝土工程：

1）混凝土常用强度：“3000Psi”“4000Psi”；

2）混凝土出厂单之查验；

3）混凝土品质管制不利，以斗六市汉记建设公司大楼倒塌为例：原设计强度为：3500、4000Psi，预拌厂订购强度为3000Psi，施工过程加水，钻心试体强度只剩一半。

5、砖墙堆砌高度之限制，九二一地震中，有相当多砖墙倒塌，主要原因在于砖墙均未堆砌到顶，致砖墙处于悬臂状态。

6、圆形柱之破坏，圆柱箍筋端部未具90度弯钩之圆形环箍筋，容易在地震中爆开，致使主筋爆开、挫曲呈灯笼状，毫无耐震能力。

7、通过汶川地震与集集地震震害比较，建议：

1）建筑物加固补强应注意预制楼板之现状调查；

2）建筑物含预制楼板之加固补强，应考虑其散开状局部崩解行为；

3）三向度结构分析电脑程式之基本假定为“刚性楼板”，故用于预制楼板建筑加固补强分析时，应慎重考虑此基本假定。

三、厦门中福元建筑设计院廖文彬副院长作“厦门市中小学校舍抗震加固研究课题内容”的介绍

    1、国家抗震规范变化时间

1）78规范：1979.1.1执行，实际应在1981年后开始执行；

2）89规范：1990.1.1执行，实际在92年开始执行，89规范内容变化大，受学习熟悉、设计手册、计算程序等影响，过渡期由一年半延长到两年半，因此基本在92年开始执行；

3）2001规范：2002.1.1执行，过渡期一年，受程序影响，2002年过渡期内基本为89规范，实际在2003年开始执行；

4）厦门2002.1.1开始按7度0.15g设计，受程序影响，2002年基本按89规范计算地震力放大1.5倍。

2、厦门房屋抗震设防现状

1）1981年以前---未进行抗震设防。

2）1981-1992年间--- 78规范，7度设防，但设防标准比较低，设防的目标是：发生7度烈度的地震时房屋不倒塌，即中震不倒。

3）1992-2001年间--- 89规范，7度设防，设防目标“小震不坏、中震(7度)可修、大震(8度)不倒”。

4）2002年--- 89规范，7度0.15g设防。

5）2003年开始--- 01规范，7度0.15g设防。

3、厦门校舍抗震设防现状

1）校舍：369万m²=01规范149万（40%）+89规范162万（44%） + 89规范之前58万（16%），其中，89规范的162万=砖混124万（77%）+框架38万（23%）。估计，砖混182万（49%）+框架187万（51%）=369万。

2）地震力（差50%）+抗震构造措施（丙→乙）不足：220万（60%），

抗震构造措施（丙→乙）不足：149万（40%），其中单跨框架至少60%以上。

4、厦门校舍抗震加固特点

1）2002年之前：220万（60%）地震力差50%，丙→乙，几乎所有构件强度不足，差值还较大（仅层数少墙多的砖混可能会够）；

2）2002年之后：90万（25%）单跨框架---必须改为多道防线

3）2002年之后：60万（15%）多跨框架，丙→乙，主要柱配筋构造不足，需加固柱。

由上可见：多达85%的校舍须大幅度加固

5、厦门校舍抗震加固要求

1）全部校舍加固：3年完成；

2）施工时间：基本只能在寒暑假期施工；

3）达到乙类抗震设防效果；

4）施工质量易控制；

5）结合防火、节能、美观改造；

6）节约造价。

6、厦门校舍抗震加固方法，宜采用速度快影响小的加固方法:

1）尽量采用干作业，减少湿作业---考虑钢结构；

2）尽量采用集中加固方案，不要每根梁柱普遍加固---考虑改变结构体系形式；

3）尽量室内加固，减少外墙面破坏；

4）采用先进技术，如消能支撑。

7、厦门市中小学校舍抗震加固研究课题必要性

1）加固水平良莠不齐；

2）研究方法：对全市校舍调查，选取各种典型结构进行多种加固方案对比和投资成本概算，确定造价底、施工影响小又安全可靠的最佳加固方案；

3）意义：

a、为量大面广的校舍抗震加固提供技术支撑；

b、节约造价；

c、通过引进和研究国内外先进加固新技术，使厦门改造加固技术水平达到国内先进水平。

8、中小学校舍抗震加固研究课题的主要内容

1）课题一 中小学校舍抗震设防排查与鉴定标准

针对厦门校舍特点，制定鉴定标准。例如：通过分类分析，厦门大部分校舍可直接判定承载力差别较大，宜采用改变结构型式的加固方法，对于加固方案采用改变结构型式的校舍，按原结构进行的计算复核已没意义，可否鉴定时不计算？按不同时期规范设计的，如何检测？后续使用年限的选择？

2）课题二 中小学砖混结构校舍抗震加固的研究

砖混结构比例大，门窗多开间大承重墙少，加上建设年代早，设防标准低，是本次校舍抗震加固的重点。

3）课题三 中小学单跨框架结构校舍抗震加固的研究

单跨框架结构多，必须改为多道防线；单跨框架结构的抗震加固方法有：悬挑走廊加一排柱，形成两跨框架；加设剪力墙成为框剪结构；加设钢支撑成为框架钢支撑结构；加设消能支撑；框架柱加设砼短翼墙；结合改造扩建的体外加固等。提出最佳加固方案。

4）课题四 中小学校舍采用体外加固法进行抗震加固的研究

体外加固法:在建筑物体外采用附加结构以提高加固目标的抗震能力。如：砖混结构外贴框架、剪力墙、抗侧力桁架或刚度匹配的附体结构（室外楼梯、空间廊道，辅助阳台等）；这种加固工程投入少，扰动小，见效快，可不中断正常使用，结合装修工程还可对建筑外观进行美化改造，可取之处很多。已是日本等技术较先进国家工程加固改造的首选主流技术。但在国内尚为数很少。

5）课题五 中小学校舍采用消能支撑进行抗震加固的研究

直接大幅减弱结构吸收的地震作用，从而确保上部结构在遭遇大地震时不发生破坏；是目前世界最先进的加固改造技术；基本不影响原建筑物的使用，适合于校舍抗震加固，特别是软弱地基上无法新加基础的校舍抗震加固。国外应用较多，国内少量应用，厦门还没应用。

6）课题六 中小学校舍采用附加砼短翼墙抗震加固的研究

重点解决：增加多少翼墙为佳？按少墙框架计算与设计还是按框剪结构计算与设计？

7）课题七 中小学校舍抗震加固中的强柱弱梁问题研究

汶川地震中暴露出工程中存在较严重的强梁弱柱问题。常规加固方法，节点加固困难，梁筋大量在柱身上植筋，植筋实际会对柱产生损伤，这些会加剧强梁弱柱问题。如何在校舍抗震加固中避免强梁弱柱问题，提高抗震加固效果。梁负筋不足时可否计入板筋。

8）课题八 中小学校舍抗震加固中的基础加固方法研究

针对不同地基基础：天然地基、桩基，还有软土地基，分析与应用各种基础加固方法及适用条件。

9）课题九 小学校舍抗震加固中结合建筑立面和建筑节能改造的研究

外加框架结合竖向水平遮阳，采用加气砼砌体的应用。

四、“中小学校舍抗震加固研究课题”的讨论

林树枝副局长介绍厦门市1400余栋校舍已经普查完成。在11月30日前要完成鉴定检测，由三家检测单位对89规范以前的建筑进行检测、十家甲级设计单位对89规范以后的建筑进行抗震验算，对全市1400余栋校舍在三年内完成加固改造，此外，石结构、预制板房校舍一般要求拆除重建。

台北市结构工程技师公会理事长江世雄先生介绍台湾地区建筑的耐震能力评估。台湾从2001年开始对政府、机关等建筑评估，今年开始评估校舍建筑。评估方法要求采用push-over分析，而非承载力分析，以降低需加固补强的范围。补强方案必须和使用单位沟通，保证通风、使用功能等。台北市的加固费用一般在3000-4000台币/m²。主要的加固方法：加剪力墙（补强比较经济、有效、最受推荐）、加翼墙以及加大截面法；对消能减震的应用较少，主要是低矮建筑变位小，制振设备难发挥功能，只适用于大跨度建筑，如体育馆等。

厦门合道工程设计集团谢益人总工认为，对2000年以前建造的应慎重考虑加固方法，即使加固费用按400-800人民币/m²计算，总的投入则需8亿~16亿，投入太高，并且时间很长。对2000年以后建造的，单跨框架改成多跨，较难实现，宜改变结构体系；加固改造方法如何真正体现强柱弱梁，改变梁柱破坏形式，板筋如何考虑作用以减少梁的负筋；由于地震力取值加大，框架柱不可避免需要加固。

廖文彬副院长认为，应当分不同年代的建筑采用不同的加固方法，八十年代主要以砖混为主，大部分是教学楼，建议以钢筋网水泥砂浆夹板墙为主导，不破坏外墙、室内操作；九十年代的由于地震力需提高，采用集中加固方法，如加钢支撑等；二〇〇〇年以后的主要矛盾集中在单跨框架的处理，框架抗震等级的变化、构造要求提高，以及可能底部几层框架柱需要加固。基础方面，如加剪力墙之后基础也较难处理。建议结合工程试算、进行试设计，制定标准。

蔡万来先生以台湾经验认为，加固方法以增加RC墙、RC翼墙作为优先考虑方案，RC翼墙要900-1000mm才有效，整个教室连基础加固需60-75天，利用寒暑假期调配，梁一般不再加固。

王亚勇研究员认为，抗震加固应首先着重概念设计，不必拘泥于细部构造。鉴定规范分两级鉴定，也是以第一级概念设计的要求为重点。加固方法不要“伤筋动骨”，像夹板墙要求每50cm设拉接筋、楼板开洞，似无必要。楼梯间、走廊一定要加固，悬挑走廊外加柱，将改变悬挑梁的受力方式要注意；框架结构后加砼墙，承担倾覆弯矩不到50%，成少墙框架结构，可以按抗震加固规范设计；框架结构加翼墙（短肢墙），一般不承担竖向荷载，但起到提高延性作用；砖混结构也可在外围增加壁式框架。基础加固时注意考虑地基承载力有提高，例如夹板墙就不需再加固基础。

厦门合道工程设计集团肖伟总工认为，加固改造工程不能与新建建筑的性能相对比，应以防倒塌为目标，因此结构分析要求比较高，并以结构体系、概念设计为重点。借鉴台湾经验，消能减震成本较高，可不再深入研究。课题研究时建筑师应当参与，使建筑功能、需求能满足；加强和教育系统的联系，争取技术、资金上的支持。

厦门中连结构胶有限公司陈友明总工认为，校舍加固工程量大、时效要短、造价要控制，迫切要加固技术标准，先找出薄弱点，如框架结构的柱加固、梁柱节点加固，砖混结构的窗间墙等；加固方案有碳纤维、加大截面法，也可考虑钢结构加固，重点要解决节点区加固方法。

与会专家踊跃发言，内容还包括：汶川地震楼梯震害严重，是否对梯板应进行加固；在进行加固改造的同时，是否配合节能改造；单跨框架悬挑走廊外加柱，牵扯规划面积指标有变、建筑立面受影响，但也可以结合增加走廊宽度满足疏散要求；对检测、鉴定、加固设计，各家单位标准如何执行、统一性问题，加固后续使用年限的确定，审查所审查深度要求；加固改造的经济性问题；应注意地震时可能存在地基土液化问题，等等。

五、林树枝副局长做总结发言

    台湾结构工程技师在耐震评估、加固改造技术工作方面做得很好，提供了非常好的建议，对厦门有很好的借鉴意义。厦门近几年在加固补强方面也引入了许多新技术，如钢绞线网聚合物砂浆、预制楼板的加固处理。好的方法通过论证会、现场会、推广会得到广泛应用。厦门专家亲临四川灾区对校舍建筑的安全有切身体会，具备条件、成熟的指导意见、导则、标准类文件应尽早出台。对中小学校舍抗震加固研究课题进一步落实，组建专家库，每一课题要有核心人员，也会有经费支持，应立即开展研究；落实鉴定报告的审查工作。并明确加翼墙、壁式框架的加固补强方法可以采用。当前应对89年以前的建筑首先进行加固处理，接着做九十年代的建筑，2001年以后的可适当延后处理。在适当时机，再考虑学校建筑作为避难场所。

下一次结构沙龙将由厦门中福元建筑设计研究院承办。

整理：黄秋来、廖文彬

2009年9月28日