某大禮堂安全性檢測鑒定評估

王 楠

1 工程概況

某大禮堂位于陜西省西安市碑林區(qū)，建造于20 世紀(jì)50 年代后期，該建筑物已經(jīng)被列為西安市的市級文物保護單位，結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，屋架為人字形鋼結(jié)構(gòu)屋架，屋面為青筒瓦屋面，地下1 層，地上3 層。首層層高4.2 m，2 層層高3.5 m，3 層層高4.1 m，建筑物占地面積約為1600 m2，總建筑物面積約3400 m2。

建筑物所在地的抗震設(shè)防烈度為8 度（0.20 g），設(shè)計地震分組為第2組。某礦井篩分車間位于陜西省榆林市府谷縣，受檢建筑物的結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建筑面積約為3900 m2。本工程的安全等級為二級，生產(chǎn)或儲存物品類別為丙類，耐火等級為二級，建筑物抗震設(shè)防類別為丙類，框架抗震等級為三級，場地類別為一類。該地區(qū)抗震設(shè)計設(shè)防烈度為6 度（0.05 g），現(xiàn)設(shè)計分組為第3 組。

該建筑物從投入使用到現(xiàn)在已近70 年，雖然建筑物外觀基本完好，但是建筑因老化導(dǎo)致結(jié)構(gòu)功能減弱，業(yè)主擬對該建筑進行整體改造[1]。根據(jù)國家現(xiàn)行相關(guān)建筑法律規(guī)定，既有建筑物進行改造前必須進行結(jié)構(gòu)檢測鑒定，以確定結(jié)構(gòu)的安全性，從而為后續(xù)決策提供參考。

受委托方委托，筆者所在公司負責(zé)對該建筑進行結(jié)構(gòu)安全和使用功能可靠性檢測鑒定，并針對存在的安全隱患提出加固處理建議。

2 檢測結(jié)果

2.1 基本現(xiàn)狀調(diào)查

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50292—2015）第4.3.1條規(guī)定，建筑物現(xiàn)狀的調(diào)查和檢測，主要包括地基基礎(chǔ)、上部承重結(jié)構(gòu)、圍護結(jié)構(gòu)3 個部分：

1）地基基礎(chǔ)。通過對建筑物周邊的散水、路面及場地現(xiàn)場的現(xiàn)狀勘察可知：該建筑物北側(cè)地下室室外地面出現(xiàn)東西向水平裂縫，裂縫寬度約為2 mm；建筑物周邊臺基出現(xiàn)不同程度的開裂、破損情況；建筑物周邊散水暫未發(fā)現(xiàn)明顯的變形及結(jié)構(gòu)開裂情況；建筑物周邊場地排水暢通，無積水區(qū)，無明顯沉降的跡象。

2）上部結(jié)構(gòu)。通過現(xiàn)場勘察，該建筑物東西兩側(cè)多處混凝土柱柱頂出現(xiàn)斜裂縫，外墻窗臺下方存在斜裂縫。該建筑物室內(nèi)多處墻面存在浸濕現(xiàn)象，墻面抹灰層大面積起皮脫落，衛(wèi)生間內(nèi)較為嚴(yán)重。南側(cè)前廳上方鋼屋架承重構(gòu)件存在輕微銹蝕跡象，建筑物室內(nèi)多處填充墻體出現(xiàn)不同程度的開裂現(xiàn)象。

3）圍護結(jié)構(gòu)。通過現(xiàn)場勘察，該建筑物非承重隔墻構(gòu)造基本完整，與主體結(jié)構(gòu)連接可靠，無可見位移，面層基本完好。建筑物東西兩側(cè)均存在開裂現(xiàn)象，西南角附近的外墻出現(xiàn)了不同程度的滲水跡象，東北角外墻墻體裂縫由上至下，最大裂縫寬度約為18 mm，東北角附近的落水管有明顯銹蝕，影響正常使用。室內(nèi)外門窗均已出現(xiàn)不同程度的老化、破損現(xiàn)象，影響其使用功能。

在大禮堂的2 層、3 層的陽臺周邊墻體均有開裂現(xiàn)象，陽臺處長滿青苔，有明顯的積水痕跡。室內(nèi)多處吊頂均有滲水、破損現(xiàn)象，衛(wèi)生間內(nèi)吊頂破損較為嚴(yán)重，已經(jīng)不能正常使用。室內(nèi)上方鋼屋架周邊暫未發(fā)現(xiàn)滲水跡象，但是保溫和防水設(shè)施已經(jīng)老化。建筑物室內(nèi)外多處墻面、混凝土構(gòu)件存在老化、滲水跡象，表面抹灰層起皮脫落。

2.2 結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸的檢測與復(fù)核

現(xiàn)場對該受檢建筑物的鋼屋架截面尺寸、混凝土構(gòu)件截面尺寸及配筋情況，依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50344—2019）中B類檢測類別的要求進行了抽樣檢測，其中鋼屋架截面尺寸抽取28 個樣本，混凝土構(gòu)件截面尺寸及配筋情況抽取60 個樣本。根據(jù)檢測結(jié)果可知，該大禮堂的結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸符合其原始結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙，該受檢建筑物是按照設(shè)計圖紙施工。

2.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要材料性能檢測

2.3.1 混凝土抗壓強度檢測結(jié)果

為準(zhǔn)確反映混凝土構(gòu)件現(xiàn)有的實際強度，對該受檢建筑物的混凝土構(gòu)件，依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50344—2019）和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《回彈法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 23—2011）的要求進行了非破損的回彈法抽樣檢測[2]，抽樣比例按照不少于同批構(gòu)件數(shù)的30%且不少于10 件的要求，共選擇了40 個構(gòu)件，并根據(jù)需要對該建筑物受檢構(gòu)件的碳化深度進行檢測，結(jié)果表明，因受檢構(gòu)件的混凝土服役時間較長，測試結(jié)果均大于6 mm。

根據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50292—2015）中附錄K 關(guān)于已有結(jié)構(gòu)混凝土回彈齡期修正的規(guī)定，修正系數(shù)取0.86。檢測結(jié)果表明，受檢建筑物混凝土構(gòu)件抗壓強度的平均值為22.5 MPa，標(biāo)準(zhǔn)差為1.41 MPa，修正之后混凝土抗壓強度推定值等于20.2 MPa。因此，在進行安全承載力驗算時，混凝土構(gòu)件的抗壓強度應(yīng)取該20.2 MPa。

2.3.2 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件里氏硬度抽檢結(jié)果

鋼結(jié)構(gòu)材料的強度與硬度有關(guān)，鋼材硬度越高，則強度也越高，現(xiàn)場采用里氏硬度計對受檢建筑物的鋼材進行硬度測試并進行分析比較。3 號鋼的抗拉強度為370 ～500 MPa，測試結(jié)果表明，受檢建筑物鋼材抗拉強度均滿足原設(shè)計3 號鋼的要求。混凝土構(gòu)件現(xiàn)齡期抗壓強度檢測結(jié)果如表1 所示。

表1 混凝土構(gòu)件現(xiàn)齡期抗壓強度檢測結(jié)果單位：MPa

2.4 地基變形情況的檢測

2.4.1 不均勻沉降檢測結(jié)果

地基基礎(chǔ)評定根據(jù)地基變形觀測資料和建筑物的現(xiàn)狀進行綜合評定[3]。依據(jù)規(guī)范要求，對該受檢建筑物的相對不均勻沉降趨勢進行檢測。采用電子水準(zhǔn)儀，對該受檢建筑物的相對不均勻沉降進行檢測，結(jié)果表明，該受檢建筑物相鄰測點間的最大沉降差為12 mm，則該建筑物相鄰測點間的沉降差均滿足《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB 50007—2011）中第5.3.4條的要求。測量時以一層挑檐底部為基準(zhǔn)水準(zhǔn)面，實測結(jié)果如表2 所示。

表2 受檢建筑物的相對不均勻沉降實測結(jié)果（含施工誤差）

2.4.2 傾斜率檢測結(jié)果

根據(jù)現(xiàn)場測試條件，選取具備檢測條件的各建筑物轉(zhuǎn)角，采用電子經(jīng)緯儀檢測了該受檢建筑物的整體傾斜情況，并通過測量外墻轉(zhuǎn)角處上下兩端的水平偏距推算房屋整體的傾斜率（含施工誤差）。結(jié)果表明，建筑物的傾斜值滿足《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50292—2015）的規(guī)定限值（H/200=59 mm）要求，實測結(jié)果如表3 所示。

表3 受檢建筑物的傾斜率實測結(jié)果（含施工誤差）

3 承載力驗算

按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009—2012）及《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50017—2017）的要求，對該大禮堂各鋼屋架目前狀態(tài)下的安全承載力進行驗算。局部鋼構(gòu)件的穩(wěn)定性和長細比構(gòu)造不滿足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50017—2017）的設(shè)計及規(guī)范要求。

為評估建筑物目前狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)承載力，按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB 50011—2010）、國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB 50010—2010）和國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50017—2017）要求，對目前狀態(tài)下的建筑結(jié)構(gòu)進行承載力驗算。該受檢建筑物結(jié)構(gòu)平面、豎向布置規(guī)則，樓層層間位移和樓層受剪承載力都不滿足現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計要求。因此，該受檢建筑部分混凝土構(gòu)件的配筋、軸壓比不滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。

4 結(jié)構(gòu)安全性評定

根據(jù)地基基礎(chǔ)、上部承重結(jié)構(gòu)、圍護系統(tǒng)的綜合評定，鑒定單元的安全性。每一層次又分為4 個安全性等級，按照《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50292—2015）中規(guī)定的檢查項目和步驟，從第1層次開始，分層評級。

依據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50292—2015）中9.1.2條的規(guī)定，根據(jù)對該受檢建筑物地基基礎(chǔ)安全性等級和上部承重結(jié)構(gòu)、圍護結(jié)構(gòu)承重部分安全性等級的評定結(jié)果，取其中較低等級作為受檢建筑物的整體安全性等級，最終評定該受檢建筑物整體結(jié)構(gòu)的安全性等級為Dsu級，安全性嚴(yán)重不符合《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50292—2015）對Asu的規(guī)定，嚴(yán)重影響整體承載[4]。

5 建筑抗震鑒定

該建筑物建于20 世紀(jì)50 年代，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50023—2009）的相關(guān)規(guī)定，按照乙類建筑、8 度（0.20 g）抗震設(shè)防、A 類建筑、后續(xù)使用年限30 年的要求，對房屋結(jié)構(gòu)抗震性能進行鑒定[5-6]。

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50023—2009）關(guān)于A 類磚混結(jié)構(gòu)的相關(guān)規(guī)定，對房屋結(jié)構(gòu)抗震性能進行第一級鑒定[7-8]。鑒定結(jié)果表明，該建筑物房屋的現(xiàn)有框架梁、柱配筋等抗震構(gòu)造措施，不能滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于A 類鋼筋混凝土房屋的抗震措施鑒定要求。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，應(yīng)按照規(guī)范要求的第二級鑒定的方法進行綜合評定，第二級鑒定的抗震驗算結(jié)果表明，該大禮堂結(jié)構(gòu)的抗震性能綜合評定為不滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的要求[9-10]。

6 結(jié)語

依據(jù)現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)對受檢建筑物進行現(xiàn)場調(diào)查、檢測、驗算、分析及評定后，得出以下鑒定結(jié)論：

1）受檢建筑物北側(cè)地下室室外地面出現(xiàn)東西向水平裂縫，裂縫寬度約為2 mm；建筑物周邊臺基出現(xiàn)不同程度的開裂、破損情況；建筑物周邊散水暫未發(fā)現(xiàn)明顯的變形及結(jié)構(gòu)開裂情況；建筑物基礎(chǔ)水平相對不均勻沉降和傾斜變形均滿足國家規(guī)范對砌體結(jié)構(gòu)變形的限值要求；建筑物東西兩側(cè)多處混凝土柱柱頂出現(xiàn)斜裂縫，外墻窗臺下方存在斜裂縫；受檢建筑物非承重隔墻構(gòu)造基本完善，與主體結(jié)構(gòu)連接可靠，無可見位移，面層基本完好；上部鋼屋架支座、構(gòu)件等現(xiàn)狀較為完好，南側(cè)前廳上方鋼屋架承重構(gòu)件存在輕微銹蝕跡象；建筑物室內(nèi)多處填充墻體出現(xiàn)不同程度的開裂現(xiàn)象。

2）受檢建筑物整體結(jié)構(gòu)的安全性等級為Dsu級，安全性不符合《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50292—2015）對Asu的規(guī)定，影響整體承載。

3）該建筑物的現(xiàn)有框架梁、柱配筋等抗震構(gòu)造措施不能滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50023—2009）關(guān)于A 類鋼筋混凝土房屋抗震措施鑒定要求。