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摘要:鑒定空斗墻砌體結構的房屋安全性,計算墻體的承載能力。本文以某地區房屋檢測鑒定為例,詳細闡述了房屋砌體結構體系分類、檢測內容,突出對空斗墻的承載能力計算,并給出了鑒定結論與處理建議,給相類似的鑒定工作一定的借鑒和參考作用。
關鍵詞:空斗墻;磚強度檢測;墻體厚度;房屋安全鑒定
引言
在對某地區的成片房屋鑒定中,發現存在大量用空斗墻承重的房屋。砌體結構房屋中,空斗墻是一種特殊的承重墻形式。以往舊建筑采用多些,現在,城市地區已沒有采用這種結構形式建房,但農村地區由于資金和技術的限制,仍有采用這種形式建房。但是,現行建筑設計規范《砌體結構設計規范》(GB50003-2011)中,沒有了這種砌體的形式。
而房屋經一定時間的使用,必然會出現各種損壞問題,涉及安全;或因使用要求的改變而需要了解房屋的安全性。因此,對采用空斗墻承重的房屋,要進行安全鑒定時,如何對空斗墻進行結構檢測,并以此數據進行結構驗算,是值得探討的。下面就結合實例對此進行討論分析。
一、空斗墻結構
砌體結構房屋的形式有磚木結構、磚混結構和石木結構、石混結構,由承重墻和樓蓋(屋蓋)組成,就是以墻體用料分為磚塊或石料砌筑。而以磚塊砌筑的形式,分為實心墻和空斗墻??斩穳κ怯闷胀ùu側砌或平砌與側砌結合砌成,墻體內部形成較大的空心。側砌的磚稱斗磚,平砌的磚稱眠磚。砌筑方法有四種:一眠一斗墻、一眠二斗、一眠多斗和無眠空斗墻。空斗墻的厚度一般為240mm厚。
空斗墻構造示意圖
這種墻的優點在建造上是用料省、自重輕、基礎的用料和費用也相應減少;在房屋使用上,空斗墻內部形成的空氣間層有利于隔熱,故在溫暖地區和炎熱地區常采用。
二、設計和檢測標準
(一)設計規范
房屋的安全,首先是按設計規范進行設計。對于砌體結構房屋,允許采用空斗墻的,是《砌體結構設計規范》(GBJ3-88)版以前的規范,以后的版本就沒有把空斗墻列入設計標準內。
(二)檢測標準
房屋安全鑒定要掌握墻體的承重能力,而墻體的承重能力由墻體的磚和砂漿強度而成,所以要了解磚和砂漿的強度,材料強度檢測是結構安全性檢測鑒定中最關鍵的內容。目前在既有建筑檢測中實際通常是對墻體的磚和砂漿,通過一些檢測方法進行:對燒結磚采用回彈法檢測,對砂漿采用回彈法或貫入法檢測。具體標準有:
1、《回彈儀評定燒結普通磚強度等級的方法》(JC/T796-2013)
2、《貫入法檢測砌筑砂漿抗壓強度技術規程》(JGJ/T136-2001)
3、《砌體工程現場檢測技術標準》(GB/T50315-2011)
以上的標準,并沒有明確對實心墻或空斗墻的應用是否有區別,那么,兩樣形式的墻體用同樣的方法進行檢測結果有沒有不同?關于這問題,目前并沒有標準性的規定,但也有學者進行了相關的研究[1],據文獻[1]的結論:貫入法適用于空斗墻砌體砂漿強度的檢測,但檢測位置宜避開斗磚和丁磚位置的灰縫,回彈法適用于空斗墻砌體粘土磚強度的檢測,檢測位置宜避開斗磚。
三、檢測鑒定內容
現場檢測是對房屋現狀的全面檢查,為承載能力計算和鑒定提供詳實依據,主要包括4個方面:地基基礎情況檢查、房屋結構體系與連接構造、材料性能、房屋損傷檢查。
1、地基基礎情況檢查一般通過測量房屋整體傾斜情況,同時重點檢查基礎與承重構件連接處的斜向階梯形裂縫、水平裂縫,及上部承重結構是否有因沉降而造成的沉降裂縫、節點變形等,推斷地基基礎是否穩定、是否發生沉降變形和開裂等狀況。
2、房屋結構體系檢查包括結構布置和連接構造。必須確認墻體砌筑方式是扁砌實墻或空斗墻,并通過鋼筋掃描儀,檢查構造柱、圈梁布置情況。
3、材料性能檢測主要包括檢測砌筑砂漿抗壓強度、磚塊抗壓強度、混凝土抗壓強度。實際檢測鑒定過程中,還要根據樓層構件的數量,按檢測規程和現場實際情況,定出檢測構件數量、測位數量。按操作要求測取強度數據。
4、房屋損傷情況是房屋鑒定的重要參考因素。結合對房屋使用現狀的記錄調查,可以真實反映房屋現狀,具體檢測時,應重點檢查砌體的構造連接部位,縱橫墻交接處是否出現斜向或豎向裂縫狀況,砌體承重墻體的變形和裂縫狀況及拱腳的裂縫和位移狀況,并注意量測其裂縫寬度、長度、深度、走向、數量及其分布,觀測其發展趨勢。對于存在木構件的房屋必須檢查木構件腐朽、蟲蛀、構造缺陷、結構構件變形、失穩狀況。若是木屋架,重點查看端節點受剪面裂縫狀況、是否有被白蟻蛀蝕等。
四、承載能力計算
空斗墻是一種傳統墻體形式,作為一種非勻質砌體,堅固性較實砌墻差。其脆性明顯,抗剪強度較低,房屋的整體性差。然而,對于空斗墻砌體結構的理論研究較少。在此工程中,我們選取3例具有典型性的空斗墻砌筑房屋,進行建模,得出各構件的構件抗力/作用效應比值結果。建模中,將空斗墻作為夾心墻考慮,受壓面積相應折減。折減按《砌體結構設計規范》(GBJ3-88)中相同材料強度的實心墻與空斗墻的抗壓強度設計值的比值關系。材料強度檢測,對磚采用回彈法、對砂漿采用貫入法。
現選三個具體個案進行分析。
例一
房屋建于解放前,為一幢二層磚木結構房屋,主體以240毫米厚磚墻、木檁條承重,屋面為瓦屋面。建筑平面布置呈矩形,平面的尺寸長約29.6米,寬約4.5米,結構總高度7.6米,建筑面積約266㎡。
結構構件及圍護構件損壞及缺陷檢查情況:
(1)西南角磚柱局部有缺失損壞,且有老化現象。
(2)上方木構件有大面積受潮、腐朽現象,且局部有損壞且有塌落現象。
(3)屋面土瓦均有老化現象。
(4)門窗老化陳舊,水電設施不具備正常使用功能。
經現場對磚和砂漿抗壓強度檢測,得到如下表的結果;
樓層磚砂漿
三層MU7.5M2.2
二層MU7.5M2.0
首層MU7.5M2.3
根據實測所得墻體厚度和砂漿強度,驗算墻體的承載能力,部分墻體驗算結果見下表所示。
編號樓層構件位置抗力與作用效應之比(R/γ0S)安全性評級
1Q1首層1×A~B1.37au
1Q2 2×A~B1.34au
1Q3 1~2× B0.8cu
2Q1二層1×A~B2.6au
2Q2 2×A~B2.53au
2Q3 1~2× B2.5au
3Q1三層1×A~B3.74au
3Q2 2×A~B3.5au
3Q3 1~2× B1.54au
例二
房屋建筑年代為解放前,為一幢二層混合結構房屋,結構主體以磚墻、磚柱、木橫梁、檁條承重;首層東部結構主體以磚墻、磚柱、混凝土梁、混凝土樓板承重,240毫米厚磚墻作外墻圍護,屋面為瓦屋面。建筑平面呈不規則矩形,平面的尺寸長約13米,寬約5米,結構總高度7.9米,建筑面積約130平方米。
結構構件及圍護構件損壞及缺陷檢查情況:
(1)北墻中部有一豎向裂縫,縫長約1m,寬約1~1.5mm。
(2)北墻西部磚柱與墻的通長分離裂縫,縫寬約1~3mm。
(3)二層木梁局部有受潮、發霉現象。
經現場對磚和砂漿抗壓強度檢測,得到如下表的結果;
樓層磚砂漿
二層MU7.5M1.9
首層MU7.5M1.9
根據實測所得墻體厚度和砂漿強度,驗算墻體的承載能力,部分墻體驗算結果見下表所示。
編號樓層構件位置抗力與作用效應之比(R/γ0S)安全性評級
1Q1首層1~2×A3.6au
1Q2 1~2×B1.24au
1Q3 1×A~B1.62au
1Q4 2×A~B1.28au
2Q1二層1~2×A3.18au
2Q2 1~2×B2.74au
2Q3 1×A~B2.61au
2Q4 2×A~B2.64au
例三
房屋建造于1961年,為2層磚混結構,寬3.90m,長8.20m,共3間。磚墻承重,預制混凝土樓板,坡瓦屋面。首層層高3.50m,2層層高3.40m。房屋窗臺以下墻體為實心墻,1層窗臺以上及2層墻體為空斗墻砌筑。經現場對磚和砂漿抗壓強度檢測,得到如下表的結果;
樓層磚砂漿
二層MU10M2.5
首層MU10M2.5
根據實測所得墻體厚度和砂漿強度,驗算墻體的承載能力,部分墻體驗算結果見下表所示。
樓層構件位置抗力與作用效應之比(R/γ0S)安全性評級
首層B~C×11.32au
B~C×20.85du
B~C×30.83du
B~C×41.42au
二層B~C×12.4au
B~C×20.88du
B~C×30.89du
B~C×42.45au
四、鑒定結論與處理建議
在本次檢測鑒定的房屋,從墻體結構承載力計算結果來看,抗力與作用效應之比(R/γ0S)基本大于0.95,按《民用建筑可靠性鑒定標準》(GB50292-1999)的鑒定標準,安全性評定為au或bu級,能滿足安全使用要求。也有部分承重結構承載力不能滿足安全使用要求,個別結構構件處于危險狀態。但是,由于房屋使用時間已久,墻體均有不同程度的風化、甚至粉化,出現裂縫,也有一些是基礎不均勻沉降造成。更為嚴重的是有些房屋的木樓(屋)蓋因木檁條霉腐而斷落導致樓蓋塌落。另外,圍護系統也有不少損壞。因此,總體上,房屋的安全等級大部分評定屬Csu級,屬于不安全。
本次檢測鑒定的房屋,均是建于幾十年前的老舊房屋,鑒于當時的歷史條件,房屋建造沒有考慮抗震問題,因此均沒有相應的設置抗震構造構件,因此在抗震方面存在先天不足的情況,而空斗墻的結構本身的抗震能力就比實心墻要低。雖然房屋所在地區的抗震設防烈度屬6度地區,抗震措施要求不高,但在今后的維修加固時也宜按抗震構造要求增加相應的措施,這點對提高空斗墻結構的房屋的抗震能力尤為有利。
五、結語
空斗墻結構的房屋,是過去曾普遍采用的一種建筑方式,建造了大量的房屋,現在仍存量不少。由于現行規范已沒有了相關的標準,因此給鑒定工作帶來一定的困擾。關鍵是對墻體材料磚的強度檢測結果的準確性和砌體厚度的折算數值的有效性,尚有待更多的進一步研究。
參考文獻:
[1] 王卓琳.貫入法與回彈法檢測空斗墻砌體的適用性研究.山西建筑,2012
[2] 王偉杰.房屋結構安全性鑒定探討[J].中國科技博覽,2012.
[3] 《砌體結構設計規范》(GBJ3-88)
[4]《回彈儀評定燒結普通磚強度等級的方法》(JC/T796-2013)
[5]《貫入法檢測砌筑砂漿抗壓強度技術規程》(JGJ/T136-2001)