框架-剪力墻結(jié)構(gòu)拆改承重構(gòu)件的鑒定

■ 江季松 Jiang Jisong

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，對(duì)高層建筑體型的復(fù)雜性日益提高。框架-剪力墻結(jié)構(gòu)是由延性較好的框架、抗側(cè)力剛度較大且?guī)н吙虻募袅托阅芰己玫倪B梁組成的結(jié)構(gòu)體系，既具有框架與剪力墻二者的優(yōu)點(diǎn)，又具有多道抗震防線[1]。框架的梁柱為剛接，框架與剪力墻可剛接，也可鉸接。框剪結(jié)構(gòu)的框架部分能為建筑提供自由靈活的使用空間，易滿足不同建筑功能的要求；同時(shí)，剪力墻部分又具有較大的抗側(cè)力剛度。這樣，既可以使框剪結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的抗震能力和抗水平荷載作用的能力，又能大大減少結(jié)構(gòu)本身的側(cè)移，避免砌體填充墻在地震時(shí)發(fā)生嚴(yán)重破壞或倒塌。在裝修過(guò)程中，由于使用功能的要求，需要擴(kuò)大門(mén)洞而切除部分剪力墻，或者為增設(shè)樓梯、電梯而切除部分現(xiàn)澆板，這樣勢(shì)必會(huì)埋下大量的安全隱患。所以，對(duì)房屋拆改承重構(gòu)件的鑒定顯得尤為重要。

1 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)

在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻的剛度比框架要大得多，它是樓面板在平面內(nèi)的支座。為防止樓板在平面內(nèi)變形過(guò)大，在規(guī)范中對(duì)剪力墻的間距有明確規(guī)定[2]。但是，當(dāng)剪力墻之間的樓蓋有較大洞口時(shí)，剪力墻的間距應(yīng)適當(dāng)?shù)臏p少。剪力墻間距不宜過(guò)大，應(yīng)滿足樓蓋平面剛度的需要，并考慮樓面平面變形的影響。

結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度主要由剪力墻的抗側(cè)力剛度決定。結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)位移和層間位移隨著剪力墻抗側(cè)力剛度的增大而減少，因此，要滿足變形限制條件，需要有較大的抗側(cè)力剛度，即必須保證有足夠的剪力墻數(shù)量。在地震作用下，剪力墻數(shù)量不僅與框架的剛度、結(jié)構(gòu)的自振周期、地震作用有關(guān)，還與場(chǎng)地類別、結(jié)構(gòu)的側(cè)移有關(guān)。在地震作用下，剪力墻會(huì)先開(kāi)裂，剛度降低，致使一部分地震作用向框架轉(zhuǎn)移。因此，框架受到的地震作用會(huì)顯著加大。

為保證剪力墻具有足夠的延性，不至發(fā)生脆性剪切破壞，應(yīng)滿足每道剪力墻（其中包括整截面墻、整體小開(kāi)口墻和聯(lián)肢墻）的總高度與總長(zhǎng)度之比H/L＞2。單肢墻或多肢墻的墻肢長(zhǎng)度不宜超過(guò)8 m，以避免發(fā)生剪切破壞。

2 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的連接方式

根據(jù)平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)框架與剪力墻的空間協(xié)同工作特性，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)通常有鉸接和剛接兩種連接方式。兩者的相同之處是總剪力墻與總框架通過(guò)連梁傳遞相互作用力；不同的是，在剛接體系中，連梁對(duì)總剪力墻的彎曲有一定約束作用，而在鉸接體系中沒(méi)有連梁，或者連梁的約束作用很小。這兩種連接方式各有利弊, 個(gè)人認(rèn)為剛接更為合理。當(dāng)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為鉸接體系進(jìn)行分析時(shí)，只適合于板柱-剪力墻體系。但在實(shí)際工程中，樓蓋一般為梁板體系，結(jié)構(gòu)分析時(shí)應(yīng)考慮連梁剛域的影響，因此，可以將鉸接體系視為剛接體系的一種特殊情況。

3 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的連梁及協(xié)同工作

框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中的剛接連梁有兩種：一種是兩端均與剪力墻連接的連梁；一種是一端與剪力墻連接,另一端與框架柱連接的連梁。剪力墻和框架柱之間的連梁，是一種特殊的受力連梁, 它一端與線剛度很大的剪力墻相連（剛接），另一端與線剛度較小的框架柱相連。在水平力作用下，連梁會(huì)由于彎曲變形大而出現(xiàn)很大的彎矩和剪力，首先進(jìn)入塑性和開(kāi)裂。

當(dāng)連梁的軸向剛度很小，即近似在水平力作用下時(shí)，剪力墻、框架按各自的變形規(guī)律發(fā)生水平側(cè)移：剪力墻的側(cè)移呈彎曲型，框架呈剪切型。底部是剪力墻幫助框架協(xié)同工作，而頂部是框架幫助剪力墻工作。剪力控制部位在房屋高度的中部甚至上部，框架是依附于剪力墻工作的。在水平力作用下，水平位移是由樓層層間位移與層高之比加以控制。而當(dāng)連梁的軸向剛度很大時(shí)，其自身不發(fā)生軸向變形，即剪力墻和框架在樓板協(xié)同下共同變形側(cè)移，可知框架在樓板的協(xié)同下與剪力墻共同工作、共同變形，這樣就增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度[3]。

4 裝修工程對(duì)承重構(gòu)件的拆改鑒定案例

目前，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)廣泛用于具有多種使用功能與要求的高層建筑。在這些高層建筑的裝修改造中，有時(shí)為了效果或者功能，會(huì)要求拆改房屋承重構(gòu)件，主要有下列幾種表現(xiàn)形式：①切割現(xiàn)澆板樓面新開(kāi)洞口，安裝室內(nèi)樓梯或電梯；②切割剪力墻，擴(kuò)大門(mén)洞尺寸；③在連梁上開(kāi)洞，安裝中央空調(diào)管道[4]。

對(duì)房屋拆改的鑒定是一項(xiàng)較為復(fù)雜的綜合性工作。從接受委托開(kāi)始，需要收集鑒定房屋所有的設(shè)計(jì)圖和相關(guān)施工資料，并要求委托人提供具有資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位出具的設(shè)計(jì)變更或拆改加固處理方案。對(duì)于有設(shè)計(jì)變更或拆改加固處理方案的拆改項(xiàng)目，鑒定人員在現(xiàn)場(chǎng)查勘時(shí)，應(yīng)檢查拆改部位及尺寸是否與設(shè)計(jì)變更圖紙或者加固方案一致，并重點(diǎn)檢查節(jié)點(diǎn)的處理是否滿足要求。對(duì)于沒(méi)有設(shè)計(jì)變更或拆改加固處理方案的拆改項(xiàng)目，要認(rèn)真進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)查勘，調(diào)查拆改情況，測(cè)量拆改部位尺寸，繪制拆改示意圖；然后再通過(guò)結(jié)構(gòu)復(fù)核計(jì)算、綜合分析后得出鑒定結(jié)論。對(duì)不滿足結(jié)構(gòu)安全要求或構(gòu)造要求的必須恢復(fù)，或者采取結(jié)構(gòu)加固措施。在鑒定報(bào)告的處理建議中，明確提出由具有資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，由具有資質(zhì)的加固施工單位進(jìn)行加固施工，以確保整改措施有效，消除房屋的安全隱患。

某小區(qū)1 6號(hào)住宅樓（圖1）為地下2層、地上1 8層框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，房屋總建筑面積為1 6 4 0 0 m2。該樓1801室為3室2廳2衛(wèi)套型，建筑面積約120m2（圖2）。1801室位于該樓頂層，室內(nèi)有閣樓。業(yè)主在房屋裝修過(guò)程中，切除了部分剪力墻和現(xiàn)澆板，故委托我單位對(duì)拆改的承重構(gòu)件進(jìn)行安全鑒定。接受委托后，我單位派鑒定人員赴現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行查勘，經(jīng)檢查，③～⑤× D ～ F 軸客衛(wèi)間拆除③～⑤× D 軸 剪力墻，尺寸為400mm×2 5 5 0 mm（圖3、4）；在③～⑤× D ～ F 軸現(xiàn)澆板上局部開(kāi)洞，洞口沿⑤軸墻邊和 D 軸墻邊切割，洞口西側(cè)距③軸6 0 0 mm，北側(cè)距F軸800mm，洞口尺寸為1400mm×1500mm（圖5、6）。在④～⑥× B～C軸起居室現(xiàn)澆板上局部開(kāi)洞，洞口西側(cè)距④軸2900mm，北側(cè)距 C軸2100mm，洞口尺寸為8 0 0 mm×8 0 0 mm（圖7、8）。

該房屋局部拆改時(shí)，未對(duì)拆改部位進(jìn)行有效的加固處理。在客衛(wèi)間、起居室現(xiàn)澆板上開(kāi)大洞口后，導(dǎo)致上述兩塊現(xiàn)澆板局部不連續(xù)，使得地震力不能有效進(jìn)行傳遞。在客衛(wèi)間拆改部分剪力墻后，導(dǎo)致房屋抗側(cè)力構(gòu)件剛度減少，從而削弱了抵抗房屋水平荷載及水平地震作用的能力。因業(yè)主未能提供房屋設(shè)計(jì)圖紙，無(wú)法建模復(fù)核，所以要求委托人對(duì)原拆改的部分剪力墻和現(xiàn)澆板進(jìn)行恢復(fù)處理。恢復(fù)原有承重構(gòu)件的基本原則是新澆筑的混凝土強(qiáng)度要比原混凝土強(qiáng)度高一個(gè)等級(jí)，鋼筋需要采用植筋技術(shù)。

圖1 某小區(qū)1 6號(hào)住宅樓

圖2 1 8 0 1室原平面圖

圖3 ③～⑤× D 軸剪力墻剖面圖

圖4 客衛(wèi)間拆除剪力墻

圖5 ③～⑤× D ～ F 軸剖面圖

圖6 客衛(wèi)間現(xiàn)澆板局部開(kāi)洞

圖7 ④～⑥× B ～ C 軸剖面圖

圖8 起居室現(xiàn)澆板局部開(kāi)洞

在拆改承重構(gòu)件的鑒定過(guò)程中，鑒定結(jié)論可以要求恢復(fù)原結(jié)構(gòu)或者進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)。加固補(bǔ)強(qiáng)的基本原則是：①加厚洞口附近的現(xiàn)澆板，提高現(xiàn)澆板的配筋率，采用雙層雙向配筋；②在洞口邊緣設(shè)置邊梁、暗梁；③在現(xiàn)澆板洞口角部集中配置斜向鋼筋。梁上洞口周邊應(yīng)配置附加縱向鋼筋和箍筋，并應(yīng)符合計(jì)算和構(gòu)造要求。

鑒定人員應(yīng)根據(jù)委托人提供的材料是否齊全來(lái)決定采用什么樣的處理方法。①若業(yè)主未能提供房屋設(shè)計(jì)圖紙，因整幢房屋無(wú)法繪制各層結(jié)構(gòu)圖和建筑圖，無(wú)法對(duì)整幢房屋進(jìn)行建模復(fù)核，所以鑒定人員應(yīng)要求委托人對(duì)原拆改的承載構(gòu)件進(jìn)行恢復(fù)；②若業(yè)主能提供房屋設(shè)計(jì)圖紙，但無(wú)法提供PKPM計(jì)算模型，鑒定人員需要先對(duì)整幢房屋進(jìn)行建模，對(duì)所鑒定的房屋按實(shí)際拆改部位和尺寸進(jìn)行布置，計(jì)算分析對(duì)房屋安全和抗震是否有所影響，從而提出相應(yīng)的處理意見(jiàn)；③若業(yè)主能提供房屋設(shè)計(jì)圖紙和P K P M計(jì)算模型，鑒定人員只需要在原有模型基礎(chǔ)上按實(shí)際拆改部位和尺寸進(jìn)行布置，對(duì)房屋進(jìn)行結(jié)構(gòu)復(fù)核，得出所拆改的承載構(gòu)件對(duì)房屋安全和抗震是否有所影響，從而提出相應(yīng)的處理意見(jiàn)。

5 結(jié)語(yǔ)

框剪結(jié)構(gòu)是高層建筑結(jié)構(gòu)中的一種重要結(jié)構(gòu)形式，它是聯(lián)系框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。學(xué)習(xí)框剪結(jié)構(gòu)對(duì)于框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)與理解有相當(dāng)大的幫助。作為鑒定人員，在鑒定框剪結(jié)構(gòu)拆改承重構(gòu)件時(shí)，拆改部位需要進(jìn)行恢復(fù)或者結(jié)構(gòu)加固處理，避免房屋存在安全隱患，這樣才能保證人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)：

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