房屋安全鑒定中值得注意的幾個結(jié)構(gòu)體系問題

文/張然 濟南市房屋安全檢測鑒定中心 山東濟南 250001

房屋安全鑒定中值得注意的幾個結(jié)構(gòu)體系問題

文/張然 濟南市房屋安全檢測鑒定中心 山東濟南 250001

建筑行業(yè)中的“89規(guī)范體系”施行以前的房屋，其設(shè)計、施工的管理和技術(shù)要求與現(xiàn)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)存在著較大的不同。對于上世紀(jì)中后期經(jīng)常采用，而現(xiàn)階段被減少、限制或淘汰的房屋結(jié)構(gòu)體系，其結(jié)構(gòu)安全性鑒定中，所需考慮的結(jié)構(gòu)整體性相關(guān)因素，本文做了相應(yīng)探討。

建筑結(jié)構(gòu)體系；結(jié)構(gòu)隱患；安全鑒定

由于歷史的原因，特別是建筑行業(yè)中的“89規(guī)范體系”施行以前的房屋，設(shè)計、施工的管理和技術(shù)要求與現(xiàn)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)存在著較大的不同，因而需要通過對以往房屋的設(shè)計、施工的研究來指導(dǎo)房屋鑒定工作。對于上世紀(jì)中后期經(jīng)常采用而現(xiàn)階段被減少、限制或淘汰的房屋結(jié)構(gòu)體系，這部分房屋受當(dāng)時經(jīng)濟條件的限制，房屋建筑材料也較為節(jié)儉，為了降低建筑造價，結(jié)構(gòu)形式有的也較為混雜，同時設(shè)計、施工和管理明顯落后于現(xiàn)階段。由于這部分房屋存量較大，房齡也大都在三十年左右，一直是房屋安全管理和房屋安全鑒定工作所關(guān)注的重點。

1、部分框架結(jié)構(gòu)，部分砌體結(jié)構(gòu)房屋

砌體結(jié)構(gòu)主要受力構(gòu)件是墻體，所以小開間布局是其顯著的特點。為獲取較大空間，根據(jù)需要，有的在砌體結(jié)構(gòu)中局部采用框架結(jié)構(gòu)，造成房屋似砌體結(jié)構(gòu)又非砌體結(jié)構(gòu)，似框架結(jié)構(gòu)又非框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)體系不明，傳力途徑不清楚。

框架結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)剛度相差很大，受力性能和變形差異也很大，兩種結(jié)構(gòu)難以共同工作，計算模型也很難確定，勉強確定計算簡圖和實際結(jié)構(gòu)體系嚴(yán)重不符，導(dǎo)致計算結(jié)果與實際偏差較大。不僅上部結(jié)構(gòu)，房屋地基也很難保證均勻沉降，構(gòu)件開裂在所難免。如果房屋維修不及時，任其裂縫發(fā)展，必然降低構(gòu)件或結(jié)構(gòu)受力性能，產(chǎn)生安全隱患。因此這類房屋，不僅要注意砌體的裂縫，還要重點勘察框架結(jié)構(gòu)的裂縫。在地震設(shè)防區(qū)，這種結(jié)構(gòu)體系更不應(yīng)采用。這種結(jié)構(gòu)體系若非對稱布局，剛度相差會更大，在地震作用下極易發(fā)生扭轉(zhuǎn)破壞；即使對稱布局，因其砌體結(jié)構(gòu)剛度遠(yuǎn)大于框架結(jié)構(gòu)的剛度，地震時承受較多地震作用，而砌體的抗裂性能很低，砌體開裂后剛度大幅下降，致使地震作用力只能由框架承受。若設(shè)計未考慮結(jié)構(gòu)實際開裂后的內(nèi)力重分配，則可能會在地震力作用下，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)被“各個擊破”而破壞。這類房屋常見的主要有部分為商店，部分為辦公的房屋等。也可能此類房屋尚未發(fā)生明顯病害現(xiàn)象，但采用此種結(jié)構(gòu)體系為房屋帶來了先天缺陷，形成安全隱患，尤其是在對房屋進(jìn)行可靠性評判中，應(yīng)當(dāng)考慮此因素。

2、底層框架磚房

上世紀(jì)七、八、九十年代此類結(jié)構(gòu)多用于大中型城市臨街房屋；九十年代和本世紀(jì)初縣、市、鎮(zhèn)較多采用。這類房屋的結(jié)構(gòu)特點是：底層的框架及剪力墻承受上部分結(jié)構(gòu)的全部荷載，并且房屋底層層高一般是4.2m左右，結(jié)構(gòu)設(shè)計中梁高的取值受限，梁的鋼筋用量大，一根框架梁或主梁承受上部四至五層的某一片區(qū)的墻體、樓板和活荷載，受力很大，其中還有相當(dāng)大的集中荷載；框架柱同樣道理，軸力非常大；剪力墻墻體也是既承受上部墻體的均布荷載，又承受托梁傳來的集中荷載；磚砌體施工工藝相對復(fù)雜，如墻體的抗震墻部分和承受豎向荷載部分需要先砌后澆；分隔部分又需要先澆后砌。同時，墻體內(nèi)還要根據(jù)需要設(shè)置拉結(jié)鋼筋，并采用不同的砌筑方式。設(shè)計中，有時容易疏漏，施工中有時難以滿足受力模式的需要，因此，鑒定中需重點調(diào)查是否存在整體平面布置不合理、抗震剪力墻設(shè)置不符合要求、上下部分側(cè)向剛度比不符合要求、過渡層加強措施不符合要求等結(jié)構(gòu)布置方面的問題。

3、單跨框架結(jié)構(gòu)房屋

單跨框架結(jié)構(gòu)是由兩根柱子和單根梁組成的結(jié)構(gòu)。為獲得較好的通風(fēng)采光效果，過去很多中小學(xué)教學(xué)樓和生活設(shè)施建筑都采用單面走廊的形式，其結(jié)構(gòu)形式也相應(yīng)采用了單跨框架結(jié)構(gòu)體系。而單跨框架作為框架結(jié)構(gòu)的特殊形式，其抗側(cè)移剛度小，耗能能力弱，結(jié)構(gòu)冗余度小，在遭遇強烈地震時，很容易造成分隔墻倒塌，甚至是由于單個豎向構(gòu)件發(fā)生破壞繼而引發(fā)結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌。如，1999年9月21日臺灣發(fā)生強烈地震，臺中客運站由于一側(cè)柱子破壞而導(dǎo)致全樓倒塌；再如，2008年，5月12日，汶川發(fā)生強烈地震，也有很多類似的情況。

這類建筑的安全隱患，在歷次的地震中，都證明這種結(jié)構(gòu)體系對抗震嚴(yán)重不利，所以在總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，新設(shè)計的建筑基本都避免采用單跨框架結(jié)構(gòu)。已建成的單跨框架結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行抗震鑒定并加固以提高其抗震能力?！督ㄖ拐鹪O(shè)計規(guī)范》和《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》也做了相應(yīng)規(guī)定：

(1)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》第6.1.5條規(guī)定：“甲、乙類建筑以及高度大于24m丙類建筑，不應(yīng)采用單跨框架結(jié)構(gòu)；高度不大于24m丙類建筑不宜采用單跨框架結(jié)構(gòu)”。

(2)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》第6.2.1條也規(guī)定：“框架結(jié)構(gòu)不宜為單跨框架，乙類設(shè)防時，不應(yīng)為單跨框架結(jié)構(gòu)”。

根據(jù)單跨框架在地震荷載作用下，因為剛度小，而使側(cè)移變形大；因為冗余度小，耗能弱的特點，在進(jìn)行房屋抗震鑒定中除依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行外，要特別分清有利因素和不利因素，如：在主要結(jié)構(gòu)是單跨框架的結(jié)構(gòu)體系中，在一定距離內(nèi)均勻設(shè)置多榀框架的結(jié)構(gòu)體系，均勻的增加了剛度是有利因素，當(dāng)滿足一定要求時，甚至可以認(rèn)定不是單跨框架結(jié)構(gòu)體系；在全部是單跨框架的結(jié)構(gòu)體系中，端部小房間的框架中，利用粘土磚等剛性材料分隔，其它跨內(nèi)空曠或輕質(zhì)材料分隔，使結(jié)構(gòu)體系的剛度不均勻，又增加了體系中的扭轉(zhuǎn)不利因素，對房屋的抗震性能更加降低，此類設(shè)置應(yīng)予拆除更換或加固改造。對應(yīng)其特點，在加固中，固然對梁柱配筋的加強，有利于安全，但增加結(jié)構(gòu)的剛度會更加有效。如，在單跨方向有效（與框架柱共同工作）設(shè)置柱子翼墻（小段鋼筋混凝土墻）更加有效，一般這種剪力墻寬度不小于200mm，框架方向長度不小于600mm；在單跨方向均勻設(shè)置鋼支撐等措施也會取得較好的效果。

[1]林同炎.S.D斯多臺斯伯利.結(jié)構(gòu)概念和體系.中國建筑工業(yè)出版社.2005.5

[2]清華大學(xué)土建工程安全研究中心.房屋建筑物安全管理制度與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).清華大學(xué)出版社.2011.3

[3]陳建明.房屋安全鑒定實務(wù).中國建筑工業(yè)出版社.2014.4