改變建筑使用功能的鑒定與加固

邵晉彪

（山西工程職業技術學院，山西 太原 030009）

建筑物在功能改造過程中，在人為的因素作用下將發生材料結構損傷，這是一個不可逆轉的客觀規律。這種損傷將導致結構性能劣化、承載力下降、耐久性能降低。如果能夠科學地評估這種損傷的規律和程度，及時采取有效處理措施，可以延緩結構損傷的進程，達到延長結構使用壽命的目的。因此，在用結構的可靠性評估方法及加固技術已逐漸成為工程界關注的熱點問題，許多工程技術人員和研究團體已經開始把注意力轉向該領域，把結構的鑒定與加固技術放在非常突出的位置。我國目前普遍采用的是以《民用建筑可靠性鑒定標準》(GB50292-1999)為代表的鑒定方法。

一、工程概況

僑聯大廈為九層局部十層現澆鋼筋混凝土框架結構房屋，基礎采用片筏基礎，建筑面積約為3700m2，約建于1984年。該樓原設計使用功能為旅館，現二至八層準備改為自助KTV包廂，九層為辦公室。

根據現場檢測結果與原設計圖紙進行分析，該樓平面布置與原設計圖紙主要差別在以下幾方面：(1-5)-(A-B)軸房間由三間改為兩間，(3-4)軸的隔墻砌在樓板上；(7-9)-(A-B)、(3-7)-(C-E)軸房間由兩間改為一間，房間內加設衛生間，衛生間墻體砌在樓板上；(1/A)軸墻體原砌在次梁上，現砌在樓板上；(A)、(E)軸墻體原砌在框架梁上，現砌在外挑梁上；(1/8-10)-(B-C)軸開間增設一部電梯。該樓橫向外墻為240mm厚實心磚墻，縱向外墻及內墻均120mm厚實心磚墻，現場檢查表明，該樓平面布置與原設計圖紙相同部分均采用原墻體，其余有變動部分外墻采用190mm厚承重空心磚墻，內墻采用100mm厚加氣混凝土砌塊，且內墻數量較原設計減小。

二、可靠性鑒定

1.混凝土抗壓強度檢測

在建筑改變使用功能時，會對混凝土柱、混凝土梁產生影響。為檢驗混凝土的強度，現場采用回彈法抽檢部分柱、梁混凝土抗壓強度。檢驗結果表明，所檢柱批構件現齡期混凝土抗壓強度具有95%保證率的標準值的推定區間上限值均不小于25MPa，且推定區間上下限值的差值小于5MPa和推定區間上限值與下限值算術平均值的10%兩者中的較大值，滿足《建筑結構檢測技術標準》規定要求。

2.上部承重結構

根據現場實際檢測結果，采用中國建筑科學研究院編制的PKPM系列軟件進行梁柱構件承載力驗算。在驗算中，抗震設防烈度為七度，抗震等級為三級，基本地震加速度值為0.10g，地震分組為第二組，II類場地；基本風壓值取為0.7kN/m2，地面粗糙度為C類；梁、柱構件截面尺寸按實際檢查值取用，柱、梁混凝土強度等級均取C25；屋面恒荷載根據板厚和實際裝修面層取值；在豎向荷載的作用下，鋼筋混凝土框架梁考慮混凝土的塑性變形內力重分布，適當減少支座負彎矩，梁端彎矩調幅系數取為0.85，中梁剛度增大系數取為1.7；其余計算參數均按相關規范進行取值。

根據結構的計算配筋結果與現場檢測數據進行核對、分析，結果表明，該樓一至三層框架柱配筋基本滿足電算配筋要求，承載能力滿足結構安全要求；部分四至九層柱h向配筋不滿足電算配筋要求，對不滿足電算配筋的柱構件承載能力按式Z＝R/γ0S進行驗算，式中為結構抗力；為荷載作用效應；為結構重要性系數，按國家現行設計規范取。根據承載力驗算結果表明，該部分框架柱承載能力滿足結構安全要求，電算框架柱配筋為抗震構造配筋。

根據結構的計算配筋結果與現場檢測數據進行核對、分析，結果表明，該樓框架梁配筋基本滿足電算要求，外挑長度0.6m的外挑梁2L-(5)-(A-0/A)及2L-(5)-(E-1/E)不滿足承載力要求，現采取外挑梁與框架柱柱頂加鋼絞線拉索的處理措施，處理后梁承載能力滿足結構安全要求，該樓框架梁承載能力滿足結構安全要求。

根據現場實際檢測結果，該樓部分墻體砌在樓板上，墻體為100mm厚加氣混凝土砌塊。對承載力分析結果表明，部分樓板承載能力不滿足結構安全要求，現該部分樓板已采取粘貼碳纖維布加固的處理措施，處理后的樓板承載能力滿足結構安全要求。

綜合以上分析，該樓上部承重結構柱、梁、板構件承載能力項目的安全性等級評為Bu級。

3.結構抗震鑒定

根據《建筑工程抗震設防分類標準》該樓抗震設防類別為丙類；根據《建筑抗震鑒定標準》(GB50023-2009)采用A類建筑抗震鑒定方法進行抗震鑒定。從框架結構層數、布置、混凝土等級以及梁、柱配筋方面進行第一級鑒定，鑒定結果表明，該樓上部承重結構基本滿足第一級鑒定要求，不需進行第二級鑒定。該樓上部承重結構綜合抗震能力滿足《建筑抗震鑒定標準》要求。

4.裂縫檢查

現場檢查進行回彈的混凝土梁柱構件結構面層未發現存在明顯的蜂窩、孔洞、露筋等施工質量缺陷，框架柱構件未發現肉眼可見的明顯裂縫，重點對大跨度梁及水箱坐落的梁進行裂縫檢查，對其他主要受力的梁構件的結構面層進行裂縫抽查。裂縫檢查結果表明：所檢梁構件最大裂縫寬度為0.24mm，尚未超出鑒定標準限值。該樓上部承重結構柱、梁構件裂縫項目的安全性等級評為Bu級，上部承重結構柱、梁構件裂縫項目的使用性等級評為Bs級。

5.上部結構傾斜度觀測

采用激光垂準儀對該樓進行整體傾斜度觀測，各觀測點布置及對應傾斜方向為建筑物頂部相對于底部的偏移方向。各觀測點數據整理結果表明，除測有一點位移略低于使用性側向位移限值外，其余各測點均未超出鑒定標準的規定限值，表明該樓現階段尚未產生明顯的整體傾斜。上部承重結構側向位移項目的使用性等級評為Bs級；上部承重結構側向位移項目的安全性等級評為Bu級。

6.結構整體性及構造

該樓柱網布置規則，為雙向框架結構，結構布置合理，形成完整系統，結構選型及傳力路線符合現行設計規范要求。根據結構電算結果表明：該樓計算樓層內最大彈性層間位移角為1/2105，滿足鋼筋混凝土框架結構的彈性層間位移角限值1/550。該樓上部結構整體性項目安全性等級評為Bu級。

三、結束語

建筑物的安全性既決定于設計、施工階段所形成的先天條件，也決定于后天的使用、維護和監控情況。因此，建立和完善現有結構的可靠性鑒定方法和評定標準，為建筑物正常使用、維護和加固提供理論依據、計算方法和計算程序。

提高檢測鑒定水平，為房屋改造提供科學依據，積極研究和開發新的結構檢測技術和方法，如結構內部缺陷檢測、現有結構工作應力測試等。另一方面要著重完善已有的檢測技術，提高各種測試儀表的精度。還有一個重要的課題就是如何確定檢測方法應該有多高的精度、多大的重復性和再現性等。同時，加強建筑物可靠性鑒定的研究。作為對已有建筑物的鑒定，重要的是對整個建筑物的可靠性作出評估，為此，體系可靠性的研究應作為一個重點進行。另外，加強結構耐久性和使用壽命預測的研究。深入研究各類影響結構使用壽命的因素，如材料老化、結構開裂與變形、混凝土碳化深度、鋼筋銹蝕等。搜集和分析各類結構的損傷原因，總結損傷的規律，建立隨時間變化的結構累積損傷模型，使結構壽命預測理論進一步完善，找出實用的評估方法。建立建筑適修度概念和經濟評估方法，將建筑物的可靠性鑒定及改造與經濟性問題相聯系，探討建筑物在使用期間的最佳維修對策，創立房屋經濟學。總結過去改造工程的經驗，開發并推廣改造工程采用的新材料、新結構、新技術，積極開展學術交流活動，提高維修改造業專業技術人員的水平。

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