利用層次鑒定法對已有砌體房屋進(jìn)行安全性評估

渠 育 香

(山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006)

利用層次鑒定法對已有砌體房屋進(jìn)行安全性評估

渠 育 香

(山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006)

通過對已有的砌體房屋的現(xiàn)場調(diào)查、分析、驗(yàn)算，依據(jù)現(xiàn)行的GB 50292—2015民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)和GB 50023—2009建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)，利用層次鑒定法來快速的確定房屋的安全性，為及時(shí)疏散人員或下一步的鑒定或加固提供依據(jù)。

砌體結(jié)構(gòu)，抗震鑒定，安全性評估

1 項(xiàng)目背景

某三層辦公樓為磚砌體結(jié)構(gòu)，業(yè)主在使用期間發(fā)現(xiàn)周圍路面逐步下沉，部分房屋出現(xiàn)裂縫，業(yè)主提出需要盡快掌握此房屋的結(jié)構(gòu)安全性。

2 現(xiàn)場調(diào)查

2.1 初步調(diào)查

通過業(yè)主提供的資料和收集到的圖紙，此辦公樓為磚混結(jié)構(gòu)，位于山西省清徐縣境內(nèi)。竣工日期為2002年9月，建筑面積830.78 m2，平面形式為走道式組合兩層，現(xiàn)澆鋼筋混凝土坡屋頂外部墻體厚370 mm，內(nèi)部墻體厚240 mm，總長×寬35 m×15.5 m，部分一層，部分三層，存在躍層現(xiàn)象，兩年前有過裝修，附近地面有沉陷，出現(xiàn)地裂縫，使用條件部分改變。

2.2 現(xiàn)場詳細(xì)調(diào)查

2.2.1 建筑物外觀質(zhì)量調(diào)查

通過對此辦公樓的觀察，墻體砌塊外觀基本完好，沒有出現(xiàn)鼓包、剝落以及嚴(yán)重的傾斜等現(xiàn)象，位于監(jiān)控樓東南角即房間的地板磚有數(shù)條東南方向0.5 mm～1 mm的裂縫。

2.2.2 建筑物環(huán)境調(diào)查

通過調(diào)查了解此辦公樓位于清徐縣境內(nèi)，其所處位置為晉祠—交城活動斷裂帶，地貌地形比較復(fù)雜，地質(zhì)構(gòu)造活動活躍，并且存在豐富的巖溶地下水。根據(jù)當(dāng)?shù)卮迕窠榻B及調(diào)查，從2002年開始，周圍村民的很多房屋出現(xiàn)裂縫甚至裂開，并且日趨嚴(yán)重，尤其是最近這幾年活動尤為強(qiáng)烈，此辦公樓周邊村民房屋破損嚴(yán)重，發(fā)生了明顯擠壓，砌體房屋開裂嚴(yán)重，甚至倒塌，如圖1，圖2所示。

根據(jù)《山西省太原至祁縣高速公路清徐收費(fèi)站改造工程建設(shè)用地地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估報(bào)告》指出，在場地區(qū)域內(nèi)有兩條大型地面裂縫，裂縫較深，裂縫的開裂方向大致與當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造斷裂方向一致，裂縫兩側(cè)有地面下沉的特征，地裂縫小幅度蜿蜒向前，走向與地質(zhì)構(gòu)造斷裂走向基本一致。此斷裂為活動斷裂，因構(gòu)造活動引起的地面裂縫處于不穩(wěn)定狀態(tài)，地質(zhì)危害性大，其危險(xiǎn)性大，防治難度大。

3 抗震能力鑒定

3.1 第一級鑒定

根據(jù)GB 50023—2009建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)(后文簡稱《鑒定標(biāo)準(zhǔn)》)，辦公樓原設(shè)計(jì)在GB 50011—2001建筑抗震規(guī)范(后文簡稱《抗規(guī)》)實(shí)施日期(2002年1月1日)之前設(shè)計(jì)(設(shè)計(jì)日期2001年8月)，此辦公樓結(jié)構(gòu)適用于《鑒定標(biāo)準(zhǔn)》1.0.5條第二款的規(guī)定，后續(xù)使用年限40年的建筑，采用此規(guī)范中規(guī)定的B類建筑抗震鑒定方法。本辦公樓抗震設(shè)防烈度為8度，距離斷裂帶小于100 m，根據(jù)《抗規(guī)》應(yīng)按提高一度采取抗震措施，所以此辦公樓抗震措施復(fù)核按照抗震設(shè)防烈度9度確定。

3.2 第二級鑒定

根據(jù)《鑒定標(biāo)準(zhǔn)》以及《抗規(guī)》，本工程抗震設(shè)防烈度8度，場地類別三類，場地區(qū)域內(nèi)存在構(gòu)造斷裂帶，且斷裂帶活動強(qiáng)烈，此種情況下，應(yīng)避開主斷裂帶，并且依據(jù)《抗規(guī)》其避讓的最小距離宜100 m，在避讓距離的范圍內(nèi)確有需要時(shí)，應(yīng)按提高一度根據(jù)規(guī)范采取抗震措施。所以本工程在計(jì)算地震作用時(shí)按照8度抗震設(shè)防烈度來計(jì)算，而抗震措施就需要依據(jù)《抗規(guī)》規(guī)定的抗震設(shè)防烈度9度來采取措施。

本辦公樓結(jié)構(gòu)活荷載依據(jù)GB 50009—2012建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范來確定其荷載，其中：檔案室取7 N/m2(書柜大約2.8 m高)。

建筑結(jié)構(gòu)恒荷載依據(jù)收集到辦公樓的原建筑、結(jié)構(gòu)、水暖電等各個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)圖紙確定。

此驗(yàn)算結(jié)果依據(jù)原有設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)規(guī)范計(jì)算得出，未對房屋具體施工和使用情況進(jìn)行測量檢測，例如具體的幾何尺寸，砂漿及砌體的強(qiáng)度檢測，整體房屋的位移變化的監(jiān)測，地基及基礎(chǔ)的檢測，房屋節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的檢測，構(gòu)造柱與圈梁的連接尺寸及配筋和強(qiáng)度的檢測等，此結(jié)果僅作為初步判斷的依據(jù)。通過驗(yàn)算表明，該建筑大部分墻體的抗震承載力相當(dāng)一部分不滿足要求。

3.3 綜合抗震能力評定

由上述抗震性能鑒定綜合分析，辦公樓綜合抗震能力不滿足《鑒定標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

4 安全性鑒定

4.1 第一層次鑒定[構(gòu)件安全性評級au,bu,cu,du]

4.1.1 基礎(chǔ)構(gòu)件

根據(jù)現(xiàn)場外觀觀察，東南角二樓地板有一條0.5 mm～1 mm的裂縫(見圖3)，以及地形地貌調(diào)查，根據(jù)收費(fèi)站工作人員描述(如圖4所示)房屋東南方向地面正在下沉且比較嚴(yán)重，與《山西省太原至祁縣高速公路清徐收費(fèi)站改造工程建設(shè)用地地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評估報(bào)告》，有一條地裂縫正好從房屋東南角穿過相吻合，但未發(fā)現(xiàn)上部承重構(gòu)件有斷裂錯(cuò)動跡象，推定其基礎(chǔ)構(gòu)件為cu級。

4.1.2 上部結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件

承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫：

根據(jù)GB 50292—2015民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)(后文簡稱《可靠性標(biāo)準(zhǔn)》)第5.2節(jié)，挑檐板面亦有多開裂至面磚(見圖5，圖6)，建筑物主要承重構(gòu)件外觀完整性較好。綜合上述項(xiàng)目，將上部承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全性等級評定為cu級。

墻體高厚比：經(jīng)計(jì)算，該辦公樓所有磚墻的高度與厚度之比均滿足GB 50003—2011砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(后文簡稱《砌規(guī)》)的限值要求，依據(jù)規(guī)范確定為au級。

受壓承載力驗(yàn)算：經(jīng)驗(yàn)算，該辦公樓各層墻體構(gòu)件受壓承載力均滿足《砌規(guī)》的限值要求，評定為au級。

局部承壓驗(yàn)算：

經(jīng)驗(yàn)算，該辦公樓各層墻體構(gòu)件局部承壓承載力均滿足《砌規(guī)》的限值要求，在本文評定為au級。

4.1.3 混凝土構(gòu)件

混凝土樓板：

現(xiàn)澆混凝土樓板大部分滿足要求，二層樓板即靠西南方向房間，原設(shè)計(jì)為貯藏室，按照貯藏室復(fù)核，靠西北方向的房間按照具有密集書柜的檔案室來復(fù)核，經(jīng)過驗(yàn)算，西南房間的抗力/承載力=0.78<0.85，撓度基本滿足，推定此構(gòu)件為du級。西北房間的抗力/承載力=0.62<0.85，推定此構(gòu)件為du級，撓度為1/106>1/150，推定此構(gòu)件為cu級或者為du級，綜合推定此構(gòu)件為du級。

樓梯間踏步板：

樓梯間采用雙跑樓梯，共兩段踏步板，原設(shè)計(jì)樓梯端下部鋼筋采用一級鋼直徑12 mm間距130 mm，抗力/承載力=0.86>0.85，推定此構(gòu)件為cu級，撓度為1/106>1/200，推定此構(gòu)件為cu級或者為du級，綜合推定此構(gòu)件為du級。

4.2 第二層次鑒定[子單元安全性評級Au,Bu,Cu,Du]

4.2.1 地基基礎(chǔ)子單元

該建筑物二層樓板發(fā)現(xiàn)因地基基礎(chǔ)沉降的不規(guī)則引起的地板開裂和墻體的開裂，所以該建筑地基基礎(chǔ)的單元安全性等級暫時(shí)定為Cu級，進(jìn)一步的評價(jià)須對地基及基礎(chǔ)進(jìn)行檢測、評定。

4.2.2 上部承重結(jié)構(gòu)子單元

此驗(yàn)算結(jié)果依據(jù)原有設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)規(guī)范計(jì)算得出，未對房屋具體施工和使用情況進(jìn)行測量檢測，例如具體的幾何尺寸，砂漿及砌體的強(qiáng)度的檢測，整體房屋的位移變化的監(jiān)測，地基及基礎(chǔ)的檢測，房屋節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的檢測，構(gòu)造柱與圈梁的連接尺寸及配筋及強(qiáng)度的檢測等，此結(jié)果僅作為初步判斷的依據(jù)。

按照《可靠性標(biāo)準(zhǔn)》第7.3節(jié)的規(guī)定，該建筑物上部承重結(jié)構(gòu)的安全性鑒定等級應(yīng)為Du級。

4.3 第三層次鑒定[鑒定單元(建筑)安全性評級Asu,Bsu,Csu,Dsu]

整體辦公樓結(jié)構(gòu)的安全性評定，依據(jù)《可靠性標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，安全性等級綜合評定為Dsu級，即安全性不能滿足本規(guī)范對結(jié)構(gòu)的Asu級要求，顯著影響整體承載。

5 結(jié)論與建議

根據(jù)《可靠性標(biāo)準(zhǔn)》，評定其安全性等級為Dsu級，綜合抗震能力不滿足《鑒定標(biāo)準(zhǔn)》要求，個(gè)別構(gòu)件已顯著影響到建筑的結(jié)構(gòu)安全，其安全性嚴(yán)重不符合標(biāo)準(zhǔn)對Asu級的要求和抗震設(shè)防的要求，嚴(yán)重影響整體承載，必須立即采取措施。

通過此案例的分析，如若早期發(fā)現(xiàn)一些現(xiàn)象，例如墻體開裂或地面沉降等表面現(xiàn)象，引起對建筑物結(jié)構(gòu)安全的重視，在付出比較少的代價(jià)和時(shí)間時(shí)，快速預(yù)判結(jié)構(gòu)的安全性。也希望可以為其他類似結(jié)構(gòu)提供一個(gè)參考的分析方法。

[1] GB 50023—2009,建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] GB 50292—2015,民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] GB 50009—2012,建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].

[4] GB 50011—2010,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

Quicklydeterminethehousesafetybyusingofhierarchicalidentificationmethod

QuYuxiang

(ShanxiTransportationResearchInstitute,Taiyuan030006,China)

By the field investigation, analysis and checking of the available masonry buildings under the existingStandardforAppraisalofReliabilityofCivilBuildingsandSeismicEvaluationofBuildings, the use of hierarchical identification method to quickly determine the safety of the house, providing the basis for the timely evacuation of personnel or the next identification or reinforcement.

masonry structure, seismic qualification, safety assessment

TU312.3

：A

1009-6825(2017)24-0039-03

2017-06-19

渠育香(1982- )，女，工程師