中小学校舍抗震加固与节能改造一体化研究

摘要

中小学校是国家开展素质教育、培养各类人才的摇篮，具有人数多、密度高、年纪小、室内停留时间久等特点，其发挥的公共职能不容轻视。我国是一个地震比较频繁的国度，我们应该确保中小学校舍“小震不发生破坏、中震只需局部修理、大震能够屹立不倒”，并使其在出现重大震害的情况下能够起到“生命安全岛”的作用。
　　 随着工业化进程的快速向前推进，我国能源消耗量不断攀升，而其中有将近1/3的能量消耗在建筑能耗及其维护结构的生产能耗中。从长远看，天然气、煤炭和石油是不可再生能源，终究有一天会枯竭；从短期看，能源生产供应更是满足不了对能源的需求。因此，在“能源可持续发展”的战略框架下，建筑节能是一项艰巨的任务。
　　 在我国，有大量中小学校舍既不满足现行规范的抗震安全规定，也不满足建筑节能的相关要求。随着经济的腾飞、社会的发展和国家有关政策法规的实施，中小学校舍已经逐渐肩负起了防震减灾和建筑节能的双重使命，如何实现这个使命成为建筑领域迫切需要解决的重要课题之一。
　　 在我国中小学校中，超过4/5的校舍为砌体结构，因此对砌体校舍的抗震加固与节能改造的研究意义非常重大。
　　 本文选取大同市某中学的宿舍楼为实例，对其进行“抗震加固与节能改造一体化研究”。由校方委托，本课题组成员专程对该宿舍楼进行了检测与鉴定。经过认真探讨和分析后，给出了两套施工方案：方案1--“抗震加固-节能改造一体化”方案；方案2--“抗震加固-增层-节能改造一体化”方案。
　　 本文研究主要内容有：在第三章中，利用软件ANSYS对该校舍采取传统加固方法与采用方案1的模型分别进行静力分析、模态分析和谱分析；在第四章中，对该校舍方案2的两个模型(分别采用实心粘土砖和多孔粘土砖加层)进行了静力分析、模态分析和谱分析；在第五章中，运用DeST-h软件对原校舍模型和方案1的模型进行了能耗分析，又对原校舍五层模型和方案2的模型(采用多孔砖加层)分别进行了能耗分析；在第六章中，考虑到方案2对周围住宅楼的日照影响，进行了必要的日照分析。
　　 通过研究得出的结论有：方案1完美地实现了抗震加固与节能改造的有机结合，达到了既保障结构抗震安全，又实现校舍节能的双重目的，并具有工期短、费用低、质量好等特点；方案2除了具有以上优点外，还实现了校舍使用面积的增加，其不失为解决我国校舍面积严重不足问题的有效途径之一。