既有底框結(jié)構(gòu)銀行大樓安全性鑒定

湯彬彬，王耀，徐升，張子江，朱敢為，劉佩錕

（1.寧波冶金勘察設(shè)計(jì)研究股份有限公司，浙江 寧波 315040；2.寧波市交通建設(shè)工程試驗(yàn)檢測(cè)中心有限公司，浙江 寧波 315040；3.溫州市龍灣區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心，浙江 溫州 325000）

0 前言

建筑結(jié)構(gòu)在竣工之后，在使用壽命內(nèi)會(huì)受到外界自然環(huán)境和人為作用的影響，隨著自身結(jié)構(gòu)材料的老化，使得原有使用性能和抵御災(zāi)害的能力逐步弱化。如果結(jié)構(gòu)安全處于極限狀態(tài)時(shí)，直接威脅不僅是結(jié)構(gòu)的安全，更有生命財(cái)產(chǎn)的安全。為了使結(jié)構(gòu)能在使用壽命期內(nèi)繼續(xù)發(fā)揮作用，就應(yīng)該對(duì)既有建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全性鑒定，為維護(hù)、加固改造提供相關(guān)依據(jù)[1-4]。楊明飛等[5]以某既有砌體結(jié)構(gòu)工程的安全可靠性鑒定為例，得出墻體是砌體承重結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件。黃宇文[6]對(duì)某框架結(jié)構(gòu)建筑物的安全性鑒定和加固效果進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)增大截面法可以較好地提高建筑的剛度，植筋工程可以提高建筑的承載力。羅光明[7]從鑒定規(guī)范和基本程序總結(jié)了建筑物安全性。本文結(jié)合浙江某既有底框結(jié)構(gòu)銀行大樓安全性鑒定。分析上世紀(jì)80年代底部框架結(jié)構(gòu)，上部磚混結(jié)構(gòu)形式在現(xiàn)有使用條件下是否滿足安全需要，并且對(duì)危險(xiǎn)構(gòu)件進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別，以待進(jìn)一步加固研究。

1 工程概況

浙江沿海某地區(qū)房屋建造于上世紀(jì)80年代，共五層，底層和二層為某銀行支行（底框結(jié)構(gòu)），三到五層部分為磚混結(jié)構(gòu)，三層至五層暫停使用多年。該居民樓的平面大致為矩形，建筑面積1883.35m2。由于年代較長(zhǎng)，無法提供原設(shè)計(jì)圖紙。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，該房屋承重墻為磚墻，房屋基礎(chǔ)為淺基礎(chǔ)，未出現(xiàn)明顯不均勻沉降，屋面和樓面均為現(xiàn)澆樓板，具體如圖1所示。

圖1 大樓實(shí)景照片

根據(jù)對(duì)房屋主體結(jié)構(gòu)以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行調(diào)查如圖2所示。發(fā)現(xiàn)現(xiàn)澆樓梯破損嚴(yán)重；樓梯間粉刷脫落、墻體滲水發(fā)霉現(xiàn)象嚴(yán)重；一層儲(chǔ)物間次梁有裂縫；二層裝飾裝粉刷層存在細(xì)小裂縫，三層至五層暫停使用多年，原先裝飾裝修破損嚴(yán)重；木地板起鼓，吊頂破損；受壓墻表面風(fēng)化、剝落，砂漿粉化；混凝土柱和梁保護(hù)層剝落嚴(yán)重，內(nèi)部鋼筋外露并且銹蝕情況嚴(yán)重。

圖2 大樓內(nèi)部破損情況

2 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

2.1 房屋測(cè)繪

檢測(cè)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)的房屋結(jié)構(gòu)圖紙進(jìn)行了復(fù)核，對(duì)房屋的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了檢查，現(xiàn)場(chǎng)房屋情況與恢復(fù)圖紙基本一致。該房屋結(jié)構(gòu)平面示意圖如圖3所示。

圖3 平面軸網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

2.2 混凝土強(qiáng)度檢測(cè)

該大樓一層和二層主要為框架結(jié)構(gòu)，混凝土表面裝飾層被清除后，設(shè)置相應(yīng)測(cè)區(qū)。考慮房屋年代久遠(yuǎn)，混凝土強(qiáng)度推定值并未經(jīng)過取芯回彈進(jìn)行修正處理。強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果見表1。

混凝土強(qiáng)度匯總表 表1

2.3 砌筑磚和砂漿的強(qiáng)度檢測(cè)

同樣為了檢測(cè)大樓上部磚混結(jié)構(gòu)砌筑磚、砂漿強(qiáng)度，在剝除表面裝飾層和抹灰層后，設(shè)置相應(yīng)測(cè)區(qū)，進(jìn)行抽樣檢測(cè)。砂漿強(qiáng)度換算值和砌筑磚強(qiáng)度平均值結(jié)果見表2。

砌筑磚和砂漿的強(qiáng)度匯總表 表2

3 結(jié)構(gòu)承載力分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)測(cè)得的承重構(gòu)件幾何尺寸、砂漿強(qiáng)度換算值和砌筑磚強(qiáng)度平均值，混凝土強(qiáng)度，對(duì)受檢房屋進(jìn)行結(jié)構(gòu)承載力分析。根據(jù)該大樓底部框架結(jié)構(gòu)，上層磚混結(jié)構(gòu)形式，分析框架結(jié)構(gòu)抗力與荷載效應(yīng)之比和磚混結(jié)構(gòu)高厚比是否滿足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求。

3.1 計(jì)算參數(shù)

結(jié)構(gòu)體系：砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防烈度：6度（0.05g）混凝土容重：26kN/m3；磚砌體容重：22kN/m3；梁端負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)：0.85；梁扭矩折減系數(shù)：0.4。

荷載取值：基本風(fēng)壓：1.2kN/m2；基本雪壓：0.3kN/m2。

材料強(qiáng)度：砌筑磚強(qiáng)度為MU10.0，砌筑砂漿強(qiáng)度為M0.5；綜合碳化性，混凝土保護(hù)層厚度取40mm。

3.2 計(jì)算模型

該房屋約建造于80年代，建造水平有限，主要在現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核尺寸基礎(chǔ)上進(jìn)行模型構(gòu)建，詳見圖4所示。

3.3 計(jì)算分析

根據(jù)計(jì)算，其中二層和四層所受抗力與荷載效應(yīng)之比如圖5和圖6所示；其中二層和四層墻高厚比如圖7和圖8所示。

圖5 二層抗力與荷載效應(yīng)之比

圖6 四層抗力與荷載效應(yīng)之比

圖7 二層墻高厚比

圖8 四層墻高厚比

經(jīng)計(jì)算分析，一層H/1-3、2/H-G、3/H-G；二層 H/2-3、A/1-8、3/H-G、2/H-G、1/H-G、A/4-5；三層：H/2-3、E/2-8、G/7-8、7/C-G、A/7-8、J/7-8、C/7-8、G/3-5；四層：7/H-G、8/H-G、J/7-8、A/7-8、C/4-8；五層：7/A-F；A/7-8屬于危險(xiǎn)構(gòu)件墻體。危險(xiǎn)構(gòu)件（柱）：四層：9-H、7-H、8-H；危險(xiǎn)構(gòu)件（梁）：四層：A/8-9；五層：A/7-8。

4 鑒定結(jié)論和建議

通過房屋進(jìn)行檢測(cè)的數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算，得出以下結(jié)論。

4.1 地基

由于未發(fā)現(xiàn)地基不均勻沉降，未發(fā)現(xiàn)地基不穩(wěn)定而產(chǎn)生滑移等損壞現(xiàn)象。也未發(fā)現(xiàn)因地基變形引起的混凝土結(jié)構(gòu)房屋框架梁、柱沉降變形和開裂。綜合判定：地基危險(xiǎn)性為非危險(xiǎn)狀態(tài)。

4.2 基礎(chǔ)

由于也未發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)因老化、腐蝕、酥碎、折斷等產(chǎn)生結(jié)構(gòu)明顯位移、裂縫扭曲等現(xiàn)象。未發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)不均勻沉降，未發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定而產(chǎn)生滑移等損壞現(xiàn)象。綜合判定：基礎(chǔ)構(gòu)件性無危險(xiǎn)點(diǎn)。

注：

Rf：基礎(chǔ)層危險(xiǎn)構(gòu)件綜合比例

ndf：基礎(chǔ)危險(xiǎn)構(gòu)件數(shù)量

nf：基礎(chǔ)構(gòu)件數(shù)量

4.3 基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)

而對(duì)于上部結(jié)構(gòu)，其中第i層（含基礎(chǔ)層）危險(xiǎn)構(gòu)件綜合比例：Rs1=3.5%；Rs2=4.0%；Rs3=4.5%；Rs4=4.5%；Rs5=4.5%。

根據(jù)表3的判定準(zhǔn)則，基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)樓層危險(xiǎn)性等級(jí)判定：基礎(chǔ)層為Au；第一層為Bu；第二層為Bu；第三層為Bu；第四層為Bu；第五層為Bu。

危險(xiǎn)性等級(jí)判定匯總表 表3

4.4 綜合判定

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)查勘和計(jì)算分析情況，整體結(jié)構(gòu)（含基礎(chǔ)）危險(xiǎn)構(gòu)件綜合比例R=4.2%。

綜上所述，考慮歷史原因、環(huán)境因素和大樓整體發(fā)展方向。判斷該大樓屬于“個(gè)別結(jié)構(gòu)構(gòu)件評(píng)定為危險(xiǎn)構(gòu)件，但不影響主體結(jié)構(gòu)安全，基本能滿足安全使用要求”。危險(xiǎn)性鑒定等級(jí)屬于B級(jí)。

4.5 建議

針對(duì)一層和二層的危險(xiǎn)構(gòu)件（墻體）和危險(xiǎn)構(gòu)件（梁、柱）應(yīng)進(jìn)行加固處理。針對(duì)三層至五層，現(xiàn)狀為暫停使用，荷載較小。房屋在使用過程中不得隨意增加荷載改變使用用途。如有荷載變化情況應(yīng)進(jìn)行復(fù)核，如涉及結(jié)構(gòu)荷載較大變化的改造，有關(guān)單位應(yīng)及時(shí)反映情況以便采取有效處理措施。

5 結(jié)論

本文通過分析浙江某底框結(jié)構(gòu)銀行大樓，根據(jù)鑒定過程和結(jié)論發(fā)現(xiàn)：

①判斷底框結(jié)構(gòu)大樓結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全性主要驗(yàn)算分析框架結(jié)構(gòu)抗力與荷載效應(yīng)之比和磚混結(jié)構(gòu)的墻高厚比是否滿足要求；

②地基穩(wěn)定性直接決定房屋整體安全性鑒定的結(jié)論。如果房屋地基呈現(xiàn)危險(xiǎn)性狀態(tài)，可跳過上部結(jié)構(gòu)安全性的判定從而直接判斷房屋為D級(jí)。