某混合結構辦公樓的檢測分析與抗震鑒定

王強 袁宇坤 張馥雯 饒宇曦

Detection Analysis and Seismic Appraisal of an Office Building with Mixed Structure

WANG Qiang YUAN Yu-kun;

ZHANG Fu-wen RAO Yu-xi

摘要：在對既有建筑物進行改造加固時，對建筑物主體為磚混結構而屋頂為鋼結構的混合結構的檢測鑒定是較為復雜的。通過對某混合結構形式的辦公樓整體結構檢測與抗震分析，闡述了混合結構檢測鑒定的內容與方法以及運用PKPM軟件進行建模分析和抗震驗算的過程。鑒定分析結果可為該建筑的改造加固提供意見，也可對同類混合結構的檢測鑒定提供參考。

Abstract： When rebuilding and reinforcing existing buildings， it is more complicated to detect and identify the mixed structure whose main body is brick-concrete structure and whose roof is steel structure. Based on the detection and seismic analysis of the whole structure of an office building with hybrid structure， the content and method of detection and identification of hybrid structure and the process of modeling analysis and seismic checking by using PKPM software are expounded. The results of identification and analysis can provide advice for the reconstruction and reinforcement of the building， and can also provide reference for the detection and identification of similar mixed structures.

關鍵詞：混合結構;檢測分析;抗震鑒定;改造加固

Key words： hybrid structure;detection and analysis;seismic appraisal;reconstruction and reinforcement

中圖分類號：TU352.1+1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）32-0170-02

0? 引言

在目前的改造加固案例中，主要是以磚混結構為主，這一類建筑大多修建于三四十年前。由于當時的施工技術條件和國家相關規范尚不完善，形成了一些具有混合結構形式的建筑，以磚混結構為主體與鋼結構為屋頂的結構形式較為常見。現以某辦公樓為例，對其進行檢測分析及抗震鑒定，為后期的改造加固提供參考。

1? 工程概況

某混合結構形式辦公樓，建于上世紀80年代初，主體為5層磚混結構，屋頂采用鋼結構作為加層。建筑總面積2418m2，建筑總高度為22.0m（含頂層鋼結構），室內外高差0.3m，一、二、三、四層高為3.3m，五層層高為3.6m，六層層高為4.8m，墻為240mm燒結普通磚，走廊形式為走道式，寬度1.8m，房屋內樓板均為預制板。

2? 現場檢測結果

2.1 使用環境與整體質量調查

該建筑物未遭受重大災害和事故情況，建筑物結構和構件所處環境類別為Ⅰ類（即一般大氣環境）。屋面排水性能較差，滲漏嚴重，鋼結構出現不同程度的銹蝕情況，樓面預制板的裂縫較為明顯。房屋整體無大規模下陷、側傾等現象，且未發現地基不均勻沉降引起的上部結構裂縫和損傷，綜合判定地基基礎無較大的沉降和差異沉降。

2.2 混凝土強度檢測

采用回彈法對該房屋結構梁的混凝土抗壓強度進行檢測，選取12個測區，測區宜選在能使回彈儀處于水平方向的混凝土澆筑側面且測區表面應為混凝土原漿面，每一測區讀取16個回彈值。檢測結果：混凝土強度平均值為34.8MPa，滿足規范要求。

2.3 砂漿強度檢測

根據《砌體工程現場檢測技術標準》（GBT50315-2011），對該建筑墻體砌筑砂漿的強度用回彈法進行檢測。檢測結果：砂漿抗壓強度平均擬定值為6.1MPa。

2.4 磚強度檢測

根據《砌體工程現場檢測技術標準》（GBT50315-2011），對該建筑墻體砌筑用磚的抗壓強度采用回彈法進行檢測。檢測結果：推定本樓層磚的抗壓強度等級為MU15。

2.5 鋼筋布置檢測

依據《混凝土中鋼筋檢測技術規程》（JGJ/T152-2008），采用ZBL-R660一體式鋼筋檢測儀，基于電磁感應法對各樓層進行檢測，檢測內容包括鋼筋的直徑與位置，箍筋間距以及鋼筋保護層厚度。

3? 結構抗震鑒定

本工程下部為五層磚混結構，上部為門式剛架加層。結構可靠性和抗震鑒定缺少針對性條文。因此，進行結構抗震鑒定時將第六層門式剛架單獨列出，與下層磚混結構分別進行抗震鑒定。

3.1 磚混結構抗震鑒定

根據《建筑抗震鑒定標準》（GB50023-2009）以及《建筑工程抗震設防分類標準》（GB50223-2008），該建筑可評定為B類建筑，抗震設防烈度為6度，抗震設防類別為丙類，后續使用年限不宜少于40年。依據上述規范，不進行場地對建筑影響以及建筑地基基礎的抗震鑒定。通過對相應抗震措施的鑒定，該建筑的結構體系中的圈梁布置和構造、局部易倒塌部位尺寸抗震措施不滿足，抗震措施不滿足鑒定要求而現有抗震承載力較高的情況，進行綜合抗震能力評定。

因此，采用結構計算軟件PKPM砌體結構鑒定加固模塊進行計算，各構件尺寸按照檢測值輸入，各樓層荷載按荷載規范輸入，由于第六層鋼結構加層，因此在計算時將鋼結構以集中荷載的形式作用于第五層屋面，計算模型如圖1所示。

計算結果：該建筑樓層綜合抗震能力指數βci均大于1。根據《建筑抗震鑒定標準》（GB50023-2009）5.2.12條，評定為抗震承載力滿足鑒定要求。

3.2 鋼結構抗震鑒定

按照《建筑抗震鑒定標準》（GB50023-2009）以及《建筑工程抗震設防分類標準》（GB50223-2008），該輕鋼結構抗震設防烈度為6度，抗震設防類別為丙類。針對該建筑為輕鋼結構在磚混結構上直接加層的特殊性，無法考慮其地基基礎影響。故不考慮原有磚混結構樓板變形的影響，且輕鋼加層結構與原有磚混結構剛接，不進行場地基礎抗震鑒定。采用結構計算軟件PKPM-STS鋼結構設計模塊進行計算。由于第六層的鋼結構相互獨立，因此分別建立鋼結構計算模型，如圖2、圖3所示。

計算結果：計算結果顯示，在地震作用下，六層實驗室門式剛架結構水平方向所受最大剪重比分別為0.033，大于規范中樓層最小地震剪力系數值0.006（《建筑抗震設計規范》5.2.5條），滿足規范要求。六層實驗室門式剛架結構在水平方向地震作用下柱頂最大位移為1/1444。經驗算，結構最大位移1/1444

根據《建筑抗震鑒定標準》（GB50023-2009）5.2.12條，評定為抗震承載力滿足鑒定要求。

4? 鑒定結論與建議

經過檢測鑒定得出，該建筑外觀質量整體良好，結構內部整體性能較好，且該建筑綜合抗震能力滿足B類建筑的要求。但該建筑使用時間較長以及由于鋼結構屋面排水性能較差對鋼構件、樓面地板、墻體、門窗造成了一定的損害，因此提出以下建議：

①鋼結構屋面及墻體應重新進行防排水設計。

②對已經損壞的門窗進行更換。

③對第五層樓部分侵蝕嚴重的墻體進行修復。

④鋼結構構件因受潮而表面涂裝脫落，銹蝕較為嚴重，應按照規范要求重新涂裝或更換，建議對部分老舊、破碎夾芯板進行更換。

參考文獻：

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作者簡介：王強（1996-），男，重慶人，碩士，研究方向為結構智能檢測及健康安全評價。