現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定及混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)研究

劉鍵

（云南省設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，云南昆明 650228）

0 引言

如今在許多城市當(dāng)中都存在老舊的建筑，此類建筑由于初建時(shí)的技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)水準(zhǔn)都有限，使得建筑極度缺乏抗震保護(hù)功能，抗震性能較低。此外，建設(shè)方對(duì)原有建筑有了新的功能要求需要進(jìn)行改造，需要對(duì)原有建筑經(jīng)過改造后能否滿足抗震性能要求進(jìn)行判別，對(duì)不滿足要求的需要進(jìn)行加固以確保建筑安全。因此，對(duì)已存在的老舊建筑的現(xiàn)狀需要進(jìn)行檢測和鑒定，為不滿足抗震安全要求的建筑進(jìn)行加固設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)依據(jù)，根據(jù)房屋鑒定結(jié)果對(duì)建筑進(jìn)行加固設(shè)計(jì)從而最終確保建筑結(jié)構(gòu)的安全。

1 現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定概述

1.1 鑒定范圍

（1）未設(shè)計(jì)過抗震結(jié)構(gòu)的建筑物，其存在時(shí)間較長，如今基本會(huì)被列入高危建筑類型當(dāng)中，危險(xiǎn)性較高。

（2）對(duì)災(zāi)后建筑進(jìn)行鑒定。

（3）改變現(xiàn)有建筑的使用功能或者對(duì)建筑進(jìn)行擴(kuò)建、加層時(shí)展開鑒定。

（4）需要大修現(xiàn)有建筑的時(shí)候進(jìn)行鑒定。

1.2 鑒定流程

（1）對(duì)建筑物原始資料進(jìn)行全面收集，主要需要建筑的施工過程資料，竣工驗(yàn)收資料及地質(zhì)勘察報(bào)告，資料不全時(shí)應(yīng)實(shí)測補(bǔ)充完善。

（2）對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀進(jìn)行勘測：抽檢建筑物的主體結(jié)構(gòu)以及地基等，同時(shí)，檢測建筑物損耗狀況與施工質(zhì)量，并查清建筑現(xiàn)狀與原設(shè)計(jì)圖紙及其他原始資料是否吻合，發(fā)現(xiàn)建筑是否存在缺陷及不符合規(guī)范要求的情況，并且重點(diǎn)分析特定區(qū)域的地貌、地質(zhì)，其中包含地面是否沉降以及地下水位的改變情況等。

（3）按照相關(guān)法律、法規(guī)以及行業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)要求等，結(jié)合鑒定的最終結(jié)果進(jìn)行整理，從而形成相應(yīng)報(bào)告，最終提出是否需要對(duì)所鑒定建筑結(jié)構(gòu)展開加固設(shè)計(jì)的意見與方案。

1.3 鑒定方法

一級(jí)鑒定：按照相應(yīng)鑒定標(biāo)準(zhǔn)，綜合評(píng)判建筑構(gòu)造鑒定以及宏觀控制對(duì)象。二級(jí)鑒定：按照現(xiàn)行規(guī)范驗(yàn)算結(jié)構(gòu)抗震，同時(shí)結(jié)合構(gòu)造的實(shí)際影響對(duì)建筑展開綜合評(píng)判。

（1）對(duì)后續(xù)有30 年合理運(yùn)用年限的建筑進(jìn)行鑒定：優(yōu)先根據(jù)一級(jí)鑒定要求、內(nèi)容展開鑒定，若與之相符則無需展開二級(jí)鑒定；若不相符，則應(yīng)展開二級(jí)鑒定。

（2）對(duì)后續(xù)有40 年合理運(yùn)用年限的建筑進(jìn)行鑒定：結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范對(duì)原建筑結(jié)構(gòu)的抗震措施進(jìn)行檢查，隨后借助結(jié)構(gòu)軟件對(duì)整體抗震能力進(jìn)行復(fù)核，隨后對(duì)其加以判別。若抗震措施不滿足規(guī)范要求，且總體結(jié)構(gòu)抗震承載力較高，便可借助構(gòu)造影響系數(shù)對(duì)其抗震能力展開綜合評(píng)定。如果抗震措施滿足要求，且建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中主要的抗側(cè)力構(gòu)件抗震的承載力達(dá)到或超過計(jì)算值95%，同時(shí)次要的抗側(cè)力構(gòu)件抗震的承載力達(dá)到或超過計(jì)算值90%，則無需加固[2]。

1.4 鑒定內(nèi)容

1.4.1 檢查圍護(hù)結(jié)構(gòu)

在建筑物結(jié)構(gòu)的整體抗震設(shè)計(jì)過程中，其圍護(hù)結(jié)構(gòu)占據(jù)著重要地位，往往能夠使抗震目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。在鑒定檢查圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)當(dāng)做好以下幾項(xiàng)工作：

（1）積極檢測建筑結(jié)構(gòu)各類構(gòu)件的實(shí)際尺寸，應(yīng)該確保構(gòu)件的具體尺寸與有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及實(shí)際建筑物的結(jié)構(gòu)相符合。

（2）對(duì)建筑結(jié)構(gòu)各類構(gòu)件的尺寸實(shí)際偏差狀況加以檢測。無論是哪一種施工項(xiàng)目，通常都會(huì)存在一定程度的施工偏差，這些偏差雖然無法避免，但是可以通過科學(xué)設(shè)計(jì)、合理施工最大限度減少偏差。合理管控構(gòu)件尺寸的大小以及偏差，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)抗震效果的強(qiáng)化而言是有利的。

（3）詳細(xì)檢查建筑自身缺陷以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件外觀與質(zhì)量等，從而實(shí)現(xiàn)從各個(gè)角度出發(fā)，對(duì)建筑物抗震效果展開相應(yīng)分析。

1.4.2 檢查地基及基礎(chǔ)

對(duì)建筑物穩(wěn)定性而言，地基及基礎(chǔ)在其中發(fā)揮了重要作用，其對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的抗震性具有決定性的影響。檢查地基及基礎(chǔ)主要工作包含檢測地基承載力情況以及土層的分布情況，檢查建筑基礎(chǔ)尺寸及與原設(shè)計(jì)圖紙符合情況，檢查基礎(chǔ)是否存在不均勻沉降問題。所以，有關(guān)人員必須對(duì)此項(xiàng)檢查工作應(yīng)予以高度重視。

1.4.3 明確結(jié)構(gòu)作用的發(fā)揮情況

結(jié)構(gòu)作用的發(fā)揮情況即在最初設(shè)計(jì)階段是否將抗震性能運(yùn)用到設(shè)計(jì)當(dāng)中，而在完成建筑工程項(xiàng)目后，結(jié)構(gòu)抗震的效果與最初設(shè)計(jì)是否相符合，以及在發(fā)生地震等災(zāi)害的時(shí)候，結(jié)構(gòu)抵御能力是否良好等。在對(duì)其進(jìn)行鑒定的時(shí)候，關(guān)鍵在于發(fā)生地震的時(shí)候，建筑結(jié)構(gòu)外部、內(nèi)部環(huán)境發(fā)揮的作用以及建筑結(jié)構(gòu)自身抗震性能等。鑒定現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能時(shí)，此項(xiàng)檢查工作極為關(guān)鍵，屬于直觀檢查。

1.4.4 勘測建筑具體結(jié)構(gòu)情況

在抗震鑒定現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)前，需要對(duì)結(jié)構(gòu)實(shí)際布置情況以及結(jié)構(gòu)形式等加以充分明確，同時(shí)完全掌握有關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)狀況。除此之外，還應(yīng)合理分析建筑結(jié)構(gòu)支撐、連接構(gòu)造與構(gòu)件等，重點(diǎn)分析關(guān)于抗震性能的各類部件。與此同時(shí)，還應(yīng)該詳細(xì)分析建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的實(shí)際設(shè)計(jì)尺寸與對(duì)應(yīng)的各項(xiàng)參數(shù)。分析建筑結(jié)構(gòu)具體情況的時(shí)候，除了需要對(duì)檢測的關(guān)鍵點(diǎn)加以明確，還需要檢測輔助結(jié)構(gòu)，從而防止最后的結(jié)果失準(zhǔn)。

2 列舉混凝土結(jié)構(gòu)的幾類常見加固設(shè)計(jì)方法

當(dāng)鑒定完成建筑物的抗震結(jié)構(gòu)之后，設(shè)計(jì)人員就應(yīng)優(yōu)選相應(yīng)加固方法，結(jié)合建筑物自身結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行設(shè)計(jì)加固，以便使建筑結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。設(shè)計(jì)人員在鑒定過程中便應(yīng)致力于排查各種影響建筑物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的問題，隨后展開全面分析，最終確保加固設(shè)計(jì)具有針對(duì)性，確保一旦發(fā)生地震災(zāi)害，其危險(xiǎn)被控制在最低。在實(shí)際施工過程中，施工單位則應(yīng)嚴(yán)格遵循《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》落實(shí)操作，防止所用技術(shù)不合適，導(dǎo)致施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。檢測單位還應(yīng)注重作業(yè)人員的實(shí)際操作規(guī)范性，以便使鑒定結(jié)果更加準(zhǔn)確，保證建筑物結(jié)構(gòu)改造更加科學(xué)、合理。因此，檢測單位應(yīng)確保作業(yè)有序開展，規(guī)避失誤、錯(cuò)誤操作，使建筑物結(jié)構(gòu)抗震水平得到全面提升。

2.1 外包鋼板加固方法

該加固方法適用原混凝土梁，柱承載能力不足，需大幅提高其截面承載能力及抗震性能，以便加大原承重面，使單位面積受力被有效分散，使主體結(jié)構(gòu)所受壓力被減小，如圖1 所示。此加固法有著明顯的優(yōu)勢(shì)，即不會(huì)對(duì)原建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，施工便捷，能夠有效保持建筑整體性。此外，該方法采用的加固材料大部分是混凝土、鋼梁以及鋼板等，采購方便。

該方法在實(shí)際操作中主要是借助角鋼、鋼板以及鋼槽等包裹建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，包含濕式以及干式兩大包裹方式，且兩大方式都便于實(shí)施操作，可以使建筑抗震水準(zhǔn)得到有效提升。然而需要注意的是，此方法造價(jià)較高。

2.2 截面增大加固法

該加固方法適用于原建筑剛度不足，位移形變較大的情況，重點(diǎn)便是經(jīng)由對(duì)原建筑結(jié)構(gòu)關(guān)鍵構(gòu)件尺寸進(jìn)行加大，使不均勻受力引發(fā)結(jié)構(gòu)形變的狀況減少，如圖2 所示。落實(shí)此方法的時(shí)候，需要保持原材料和加固材料的一致性，如此方能確保原結(jié)構(gòu)以及加固料實(shí)現(xiàn)連接的整體性。

圖1 粘鋼板加固增加剛度

圖2 截面增大法加固建筑結(jié)構(gòu)

在實(shí)施此方法時(shí)，其主要針對(duì)的便是鋼混建筑材料加固。若想使鋼混建筑結(jié)構(gòu)抗震水平得到提高，便需要以相同材料使建筑橫截面積得到科學(xué)增加，這樣可以使建筑抗震水平得到大幅提升。然而需要注意的是，此方法局限性較為明顯，這主要是因?yàn)闃?gòu)件截面積的增加，會(huì)壓縮原建筑的使用空間，同時(shí)此類施工有著較大施工難度以及較長施工時(shí)間，會(huì)消耗較多的物力、人力。

2.3 粘貼鋼板及碳纖維復(fù)合材加固法

該加固方法適用于鋼筋混凝土構(gòu)件強(qiáng)度不足的情況。通過結(jié)構(gòu)膠使得鋼板及碳纖維與原鋼筋混凝土構(gòu)件形成整體，共同受力，使得原鋼筋混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度得到有效提升，從而達(dá)到滿足構(gòu)件承載力要求。

本方法需注意對(duì)原結(jié)構(gòu)構(gòu)件的限制條件，原混凝土構(gòu)件的實(shí)測強(qiáng)度不能低于C15，且本方法不適用于素混凝土構(gòu)件及配筋率不滿足規(guī)范要求的混凝土構(gòu)件。

3 結(jié)論

總體而言，如今政府有關(guān)部門為了使地質(zhì)災(zāi)害不良影響得到有效控制和降低，提高民眾日常生活的安全系數(shù)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震鑒定工作提出了更高的要求，同時(shí)要求必須對(duì)鑒定不合格的現(xiàn)有建筑全面展開加固設(shè)計(jì)。因此，有關(guān)人員必須科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)剡M(jìn)行鑒定，明確自身的職責(zé)所在，充分提升建筑抗震能力，為民眾提供安全生活保障。