某超期服役仿蘇建筑的安全性分析

張軍偉 杜曉康

(河南農業大學基建處，河南 鄭州 450002)

1 工程概況

某三層內廊式磚混結構是建于20世紀50年代的仿蘇建筑，總建筑面積約2 430 m2。基礎采用三七灰土墊層磚砌大放腳條形基礎，墻體采用粘土實心磚，樓面梁均為現澆鋼筋混凝土梁，樓面采用鋼筋混凝土空心磚樓面(即預制倒“T”形鋼筋混凝土小梁，中間填空心磚，板面現澆混凝土)，樓梯為現澆鋼筋混凝土樓梯，屋蓋為三角形木屋架上鋪檁條、掛瓦板。

2 現場檢測結果

2.1 平面布置

對該建筑物的各層建筑結構平面布置及軸線尺寸進行了實地測量，均符合設計要求，見圖1。該樓長約61.2 m，寬約13.2 m，單層層高3.3 m。橫墻厚度370 mm，縱墻厚度240 mm。

2.2 外觀調查

現場勘查時，該樓外表面局部表面風化破損嚴重，砂漿脫落形成分布不均的空灰縫。內部大量墻體粉刷層脫落，剔除粉刷層，內墻磚基本完整，部分砂漿灰縫不飽滿。建筑基礎周邊土層均勻密實，未見明顯擾動，經開挖后可見，基礎基本完好，無破損，砂漿飽滿，砌筑整齊。一層樓梯梁鋼筋嚴重銹蝕，沿梁底存在縱向裂縫，最大裂縫寬度達到1.8 mm。屋蓋木材不規則或有較大變形，表面開裂，但無明顯腐蝕蟲蛀現象。此外，部分墻體可觀察到因溫度變化產生的裂縫。

2.3 側向變形

在該樓的角部布置8個觀測點，用經緯儀量測該樓主體縱橫兩個方向的傾斜程度，結構頂點側向變形檢測結果中8個測點均小于1/330。

2.4 材料強度

1)磚和砂漿。采取回彈法檢測粘土實心磚的抗壓強度，貫入法檢測砂漿的抗壓強度。每層選取3片墻體，基礎作為1個檢測單元，上部結構作為1個檢測單元。檢測得到基礎中磚的抗壓強度等級評定為MU10，砂漿強度推定值為0.7 MPa；上部結構中磚的抗壓強度等級小于MU10，最小值5.9 MPa，砂漿強度小于0.7 MPa，最小值0.5 MPa。

2)混凝土。隨機抽取10根梁鑿除粉刷層，用回彈法并鉆取芯樣修正檢測得到混凝土抗壓強度推定值11.5 MPa。

3)鋼筋。原設計采用Gt3號光面鋼筋，依據設計時的標準，抗拉強度取為2 100 kg/cm2，相當于我國規范的HPB235級鋼筋，其抗拉強度設計值可取為fy=210 N/mm2。現場檢測時鑿開混凝土保護層，清除表面銹蝕后用游標卡尺實測鋼筋直徑，量測結果與原設計圖標注基本相符。此外結合現場觀察用鋼筋銹蝕測定儀檢查，鋼筋已有一定銹蝕，個別處的混凝土因鋼筋銹蝕脹裂或脫落。

3 計算分析結果

3.1 墻體豎向荷載作用下承載力驗算

根據檢測結果，對墻體豎向荷載作用下的承載力進行驗算，取磚的抗壓強度為5.6 MPa，砂漿強度取實測值，樓面可變荷載標準值為2.0 kN/m2，水房和衛生間可變荷載標準值為2.5 kN/m2，走廊和樓梯可變荷載標準值為3.5 kN/m2。結果表明，一層所有承重橫墻及部分門洞口縱墻承載力不能滿足要求，二、三層墻體的承載力基本滿足要求，但磚和砂漿有風化脫落的現象。

3.2 混凝土構件承載力驗算

根據檢測結果，對梁的承載力進行驗算，取混凝土強度為實際檢測強度。結果表明，由于梁的混凝土強度偏低，且低于現行國家標準規定的最低強度等級，部分梁的抗彎和抗剪承載力不滿足要求。

3.3 墻體抗震驗算

依據實測的磚和砂漿強度，按照GB 50011—2010建筑抗震設計規范的規定(抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度值為0.15g)，對該樓進行墻體抗震驗算。結果表明，一層所有縱橫墻以及二層部分縱橫墻在水平地震作用下的承載力不能滿足要求。

3.4 抗震構造

該樓頂部采用木屋架結構，屬于樓蓋剛度較差的多層砌體房屋，應在外墻四周、樓梯間四角和內外墻交接處等位置設置鋼筋混凝土構造柱，在屋蓋處及每層樓蓋處設置鋼筋混凝土圈梁。由于該樓建設年代尚未有抗震設計的要求，墻體中未設置構造柱和圈梁，因此該樓不能滿足抗震構造要求。

4 鑒定結論

1)開挖的部分基礎基本完好，尺寸與原設計圖紙所標注尺寸基本相符，經驗算該樓地基基礎承載力基本滿足要求。實測建筑物傾斜度較小，沒有發現明顯的不均勻沉降引起的裂縫。說明該地基基礎安全性基本滿足要求，可繼續使用。

2)該樓磚、砂漿和混凝土的強度低于現行國家標準規定的最低強度等級，經驗算一層所有承重橫墻及部分門洞口縱墻承載力不能滿足要求，其中大部分的承載力低于按現行規范計算的設計承載力的90%。部分梁的抗彎和抗剪承載力也不滿足要求。說明承重墻體和部分梁的安全性不滿足要求，須進行加固處理。

3)該樓不滿足現行國家標準規定的抗震構造要求，經驗算一層所有縱橫墻以及二層部分縱橫墻在水平地震作用下的承載力不能滿足要求，須進行整體抗震加固。

5 加固建議

該樓的加固和維護工作集中于上部結構，基本不觸動地基基礎部分，加固和維護后基本可恢復原使用功能。

墻體可采用鋼筋網水泥砂漿(或細石混凝土)面層加固，內墻雙面加固，外墻可單面加固。增設構造柱和圈梁可結合墻體加固進行。

對承載力基本滿足要求的板及樓梯等鋼筋混凝土構件，修補裂縫、表面做鋼絲網(或玻璃纖維網)水泥砂漿面層，以提高構建的耐久性。

樓面梁可采用擴大梁截面(補設鋼筋)的方法加固，以提高其安全性和耐久性。

原有木屋架可更換為鋼筋混凝土屋面板，以提高該樓的防火性能。