某學校結(jié)構(gòu)檢測鑒定與分析研究

莫浪波

(廣東裕恒工程檢測技術(shù)有限責任公司)

學校建筑在長時間應用下，需要執(zhí)行加固和維修，才能延長其使用壽命，保證其結(jié)構(gòu)健康程度。而加固和維修之前，必須對其結(jié)構(gòu)進行安全性鑒定，全面了解建筑結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)，結(jié)合鑒定結(jié)果采用合理的加固方法。

某學校學生食堂由三層的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)組成。現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱、梁、板承重，結(jié)構(gòu)四周墻體由砌體圍護，現(xiàn)樓面層鋪有花崗巖地磚，屋面鋪有防水隔熱磚。外墻維護結(jié)構(gòu)采用灰砂磚墻體圍護，外貼紅色飾面磚裝飾。該建筑坐北朝南（立面詳情如圖1所示），該學校建筑目前處于使用狀態(tài)。

圖1 建筑外立面詳情

1 結(jié)構(gòu)檢測鑒定與分析方法

1.1 檢測鑒定內(nèi)容

為了解現(xiàn)階段該建筑的結(jié)構(gòu)安全承載性能，結(jié)構(gòu)構(gòu)件現(xiàn)時的相關(guān)力學性能技術(shù)參數(shù)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)安全承載能力是否滿足國家規(guī)范及安全使用，對該學校建筑主體結(jié)構(gòu)進行檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果進行安全性鑒定分析。

本次檢測鑒定的主要內(nèi)容如下：

⑴地基結(jié)構(gòu)檢測，采用經(jīng)緯儀、線錘和鋼直尺測量該學校建筑結(jié)構(gòu)的垂直度（傾斜）狀況；

⑵采用鉆芯法，檢測學校建筑結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的混凝土抗壓強度；

⑶采用鋼筋探測儀、游標卡尺和現(xiàn)場開鑿實測相結(jié)合的方法，檢測學校建筑混凝土構(gòu)件的鋼筋配置情況（鋼筋規(guī)格、鋼筋間距）；

⑷采用激光測距儀和鋼卷尺等測量學校建筑結(jié)構(gòu)的平面布置狀況，包括建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸；

⑸檢測該學校建筑的圍護結(jié)構(gòu)的外觀和構(gòu)造狀況；

⑹對該學校建筑承載力進行驗算，并分析該建筑結(jié)構(gòu)安全性能檢測鑒定結(jié)果。

1.2 檢測鑒定儀器設備

表1 是試驗中用于檢測學校建筑結(jié)構(gòu)所用的儀器設備詳情。

表1 檢測鑒定儀器設備詳情

1.3 檢測方法設計

1.3.1 學校建筑主體結(jié)構(gòu)檢測

圖2是學校建筑主體結(jié)構(gòu)檢測圖。

圖2 學校建筑主體結(jié)構(gòu)檢測圖

該學校建筑由三層的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)組成。

1.3.2 承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件強度檢測

現(xiàn)場采用鉆芯法，抽取此學校建筑部分梁柱構(gòu)件，來檢測學校建筑受力構(gòu)件的混凝土抗壓強度。檢測人員按照國家標準《鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》（CECS 03:2007）進行試驗。鉆芯法在檢測學校混凝土抗壓強度時，把鉆機固定在學校建筑構(gòu)件結(jié)構(gòu)表面后，慢慢鉆入。把鉆取的混凝土芯樣作為試件后，在浸泡潮濕的工況中，檢測芯樣試件的抗壓強度。抗壓強度gcu的計算方法是：

其中，G、F分別是芯樣試件最大壓力、直徑。

1.3.3 構(gòu)件截面尺寸、鋼筋配置檢測

使用ZBL-R660 鋼筋測試儀、游標卡尺，對該學校建筑框架梁的截面尺寸、鋼筋規(guī)格、鋼筋間距進行抽檢。抽檢數(shù)量參照《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標準》（GB/T50344-2019）第3.3.13條的B類檢測類別。

1.4 框架結(jié)構(gòu)安全性鑒定

使用中國建筑科學研究院開發(fā)的PKPM 軟件，鑒定該學校建筑結(jié)構(gòu)的安全性，首先在軟件中確定荷載值。

⑴恒荷載

此荷載信息是學校建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件及裝飾裝修的自重數(shù)據(jù)。

⑵活荷載

此荷載信息是滿足建筑功能存在的不可忽略的荷載。

⑶雪荷載

其中，Rk、αr、R0分別是雪荷載標準值、建筑面積積雪分布系數(shù)、雪壓。

⑷風荷載

其中，Vk是風荷載標準值；δr、V0分別是風振系數(shù)、風壓；βe、βc分別是風荷載體型系數(shù)、風壓高度變化系數(shù)。

⑸地震作用

此荷載值是該學校建筑由地震動引起的結(jié)構(gòu)動態(tài)作用，包括水平地震作用和豎向地震作用。

本文使用組合荷載效應，在上述幾種荷載的組合作用下，對該學校建筑結(jié)構(gòu)的承載能力極限狀態(tài)進行計算。

圖3是此軟件構(gòu)建的學校建筑結(jié)構(gòu)模型。

圖3

圖3 結(jié)構(gòu)計算模型

鑒定時所用指標信息是：

Asu級：完好。

Bsu級：基本完好。

Csu級：限制使用。

Dsu級：危險。

3 檢測結(jié)果與分析

3.1 主體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角部位傾斜檢測結(jié)果

表2是學校建筑主體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角部位傾斜檢測結(jié)果。

表2 轉(zhuǎn)角部位傾斜檢測結(jié)果

表2 結(jié)果表明：各測點傾斜率均小于《建筑地基基礎(chǔ)設計規(guī)范》（GB 50007-2011）5.3.4 條規(guī)定允許的限值0.40%（Hg≤24m）。該學校建筑的上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件，未發(fā)現(xiàn)由于地基基礎(chǔ)不均勻沉降而導致的開裂、變形、移位等損壞現(xiàn)象，結(jié)合上部結(jié)構(gòu)傾斜觀測檢測結(jié)果，綜合分析該建筑的地基基礎(chǔ)目前工作狀態(tài)處于穩(wěn)定正常狀態(tài)。

3.2 混凝土構(gòu)件強度檢測結(jié)果

該學校建筑混凝土構(gòu)件強度檢測結(jié)果如表3所示。

表3 柱的強度檢測結(jié)果

表3 所示，該學校建筑所抽檢的柱類構(gòu)件的混凝土抗壓強度介于31.9MPa～37.6MPa 之間；所抽檢的梁類構(gòu)件的混凝土抗壓強度介于30.4MPa～35.2MPa之間。

3.3 圍護結(jié)構(gòu)檢查結(jié)果

圖3是該學校建筑圍護結(jié)構(gòu)的圖像采集結(jié)果。

如圖3 所示。由于該學校建筑功能為學生食堂，所處環(huán)境較為潮濕，導致部分圍護系統(tǒng)承重構(gòu)件鋼筋銹蝕，導致抹灰層出現(xiàn)開裂和脫落，此現(xiàn)象會影響圍護系統(tǒng)承重構(gòu)件的安全性。

3.4 框架結(jié)構(gòu)安全性鑒定結(jié)果

使用PKPM 軟件對該學校建筑結(jié)構(gòu)的承載能級極限狀態(tài)進行計算，對框架柱、梁、板的安全性進行綜合評定，結(jié)果如表4～6所示。

如表4 數(shù)據(jù)顯示，該學校建筑所抽檢的框架柱承載力均滿足承載能力極限狀態(tài)驗算，評定等級均為Au級別。

表5 顯示，該學校建筑所抽檢的框架梁承載力局部不滿足承載能力極限狀態(tài)驗算，評定等級均為Cu級別。

表5 框架梁構(gòu)件承載力驗算結(jié)果

如表6 數(shù)據(jù)顯示，該學校建筑所抽檢的樓板承載力均滿足承載能力極限狀態(tài)驗算，評定等級均為Bu級別。

表6 樓板承載力驗算結(jié)果

依據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標準》對該學校建筑結(jié)構(gòu)整體安全性進行綜合鑒定，結(jié)果如表7所示。

表7 該學校建筑結(jié)構(gòu)整體安全性鑒定結(jié)果

安全性等級評定結(jié)果表明：該學校建筑地基結(jié)構(gòu)安全性等級評定為Bu、上部承重結(jié)構(gòu)安全性等級評定為Cu級，圍護系統(tǒng)承重部分安全性等級評定為Cu級，則該建筑整體結(jié)構(gòu)的安全性等級因此評定為Csu級。

4 結(jié)論

⑴該學校建筑地基基礎(chǔ)檢測結(jié)果表明，該建筑結(jié)構(gòu)傾斜測量值在規(guī)范允許范圍內(nèi)，表明地基基礎(chǔ)目前處于穩(wěn)定狀態(tài)。

⑵該學校建筑框架柱、梁、板承載力驗算結(jié)果表明，所抽檢的框架梁中部分構(gòu)件的承載力屬于限制使用級別。且該學校部分圍護構(gòu)件抹灰層出現(xiàn)開裂空鼓情況。

⑶該學校建筑整體結(jié)構(gòu)的安全性等級評定為Csu級，屬于限制使用級別，需對其建筑結(jié)構(gòu)進行改造優(yōu)化。