“面積法”評(píng)判方法探討

■ 徐 俊 Xu Jun

“面積法”評(píng)判方法探討

■ 徐 俊 Xu Jun

文章介紹《危險(xiǎn)房屋鑒定標(biāo)準(zhǔn)》中“面積法”評(píng)判方法，分析其理論依據(jù)，并與《工業(yè)廠房可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》中可靠性鑒定方法進(jìn)行比較。在總結(jié)“面積法”優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出“面積法”的適用條件，并對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的評(píng)定方法提出修訂建議。

危房；鑒定；面積法；評(píng)定

0 引言

《危險(xiǎn)房屋鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ 125—99 2004年版，以下簡(jiǎn)稱《危標(biāo)》）經(jīng)過(guò)多年的使用，取得了良好的社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益。然而，隨著該標(biāo)準(zhǔn)的廣泛應(yīng)用，工程師們漸漸發(fā)現(xiàn)《危標(biāo)》所采用的基于模糊數(shù)學(xué)理論的“隸屬度”評(píng)定方法，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)與實(shí)際情況不符的誤判。目前，正在對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂，修訂過(guò)程中，有學(xué)者建議將原標(biāo)準(zhǔn)“隸屬度”評(píng)定方法修訂為操作簡(jiǎn)便快捷的“面積法”[1]。

1 “面積法”評(píng)判方法及其理論依據(jù)

1.1 “面積法”評(píng)判方法介紹

“面積法”依據(jù)傳力樹[2]的理論依據(jù)，基于房屋危險(xiǎn)部位面積占總鑒定面積的比例大小，來(lái)確定房屋的危險(xiǎn)性等級(jí)。

1.1.1 計(jì)算公式

式中，R—危險(xiǎn)面積與總鑒定面積的占比；

S—房屋總鑒定面積，面積計(jì)算原則按《建筑工程面積計(jì)算規(guī)范》（GB/T 50353）規(guī)定執(zhí)行，為方便計(jì)算，面積可按軸線尺寸計(jì)算；

Sd—房屋危險(xiǎn)部位面積，凡受危險(xiǎn)構(gòu)件失效影響，不能保證居住和使用安全的區(qū)域（以自然間為基本單位）均計(jì)為危險(xiǎn)面積。

1.1.2 評(píng)定原則

（1）當(dāng)R=0時(shí)，房屋危險(xiǎn)性等級(jí)評(píng)定為A級(jí)，房屋安全。

（2）當(dāng)0

（3）當(dāng)5%≤R<25%時(shí)，房屋危險(xiǎn)性等級(jí)評(píng)定為C級(jí)，局部危房。

（4）當(dāng)R≥25%時(shí)，房屋危險(xiǎn)性等級(jí)評(píng)定為D級(jí)，整幢危房。

“面積法”避開了原《危標(biāo)》中數(shù)構(gòu)件的約束，為危險(xiǎn)房屋評(píng)定開拓了一種新的思路。在確定危險(xiǎn)構(gòu)件后，根據(jù)危險(xiǎn)構(gòu)件的影響范圍計(jì)算房屋危險(xiǎn)面積，然后根據(jù)危險(xiǎn)面積與房屋鑒定面積的比值確定其危險(xiǎn)程度。

1.2 “面積法”理論依據(jù)

“面積法”理論依據(jù)來(lái)自于傳力樹模型。傳力樹（pass-force-tree）是力的傳播路徑，《工業(yè)廠房可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ 144—90）對(duì)傳力樹作出如下定義：“傳力樹是由基本構(gòu)件和非基本構(gòu)件組成的傳力系統(tǒng)，樹表示構(gòu)件與失效之間的邏輯關(guān)系，基本構(gòu)件是指當(dāng)其本身失效時(shí)會(huì)導(dǎo)致傳力樹中其它構(gòu)件失效的構(gòu)件；非基本構(gòu)件是指其本身失效是孤立事件，它的失效不會(huì)導(dǎo)致其它主要構(gòu)件失效。傳力樹中各種構(gòu)件包括構(gòu)件本身及構(gòu)件間的連接節(jié)點(diǎn)，當(dāng)傳力樹中任一基本構(gòu)件失效，整個(gè)傳力樹就失效，即結(jié)構(gòu)失效。”“面積法”正是依據(jù)傳力樹模型，根據(jù)力的傳遞路線來(lái)確定危險(xiǎn)構(gòu)件的影響范圍，根據(jù)危險(xiǎn)構(gòu)件所在的部位來(lái)確定危險(xiǎn)面積，從而計(jì)算出危險(xiǎn)部位面積占總鑒定面積的百分比。

1.3 “面積法”的優(yōu)點(diǎn)及適用性

根據(jù)傳力樹模型的定義，像單層工業(yè)廠房這類建筑，其結(jié)構(gòu)類型基本為排架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)類型單一、傳力路線明確，比較符合傳力樹模型的定義，能與實(shí)際情況較好地吻合，說(shuō)明在這類建筑中，傳力樹模型具有一定的優(yōu)勢(shì)和科學(xué)性。因此，基于傳力樹理論的“面積法”評(píng)定方法，在排架結(jié)構(gòu)體系危險(xiǎn)房屋鑒定中的應(yīng)用是可行的。

“面積法”較之原標(biāo)準(zhǔn)“隸屬度”評(píng)定方法，最大的特點(diǎn)是計(jì)算步驟減少，計(jì)算方法復(fù)雜程度大為降低，總計(jì)算量顯著減少。采用“面積法”進(jìn)行危險(xiǎn)房屋鑒定比較直觀，符合一般人的理解思路。在確定危險(xiǎn)構(gòu)件后，對(duì)后續(xù)計(jì)算分析要求不高，比較適合一線技術(shù)人員使用。

但是，對(duì)于較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系，如何正確建立傳力樹模型，準(zhǔn)確確定房屋危險(xiǎn)面積是相當(dāng)困難的。當(dāng)遇到這些房屋時(shí)，就凸顯出了“面積法”的局限性所在[3]。

2 “面積法”評(píng)判方法的缺陷

危險(xiǎn)房屋評(píng)定是一個(gè)復(fù)雜的、系統(tǒng)的過(guò)程，理論分析及工程案例試算結(jié)果均表明，“面積法”在相當(dāng)數(shù)量的危險(xiǎn)房屋鑒定中存在較大的局限性。

2.1 危險(xiǎn)構(gòu)件與失效構(gòu)件的區(qū)別

采用“面積法”進(jìn)行綜合評(píng)定時(shí)，認(rèn)為危險(xiǎn)構(gòu)件等同于失效構(gòu)件，甚至假定該危險(xiǎn)構(gòu)件已缺失。而根據(jù)《危標(biāo)》對(duì)危險(xiǎn)構(gòu)件的定義，“危險(xiǎn)構(gòu)件是指其承載能力、裂縫和變形不能滿足正常使用要求的結(jié)構(gòu)構(gòu)件”，顯然危險(xiǎn)構(gòu)件與失效構(gòu)件不是一個(gè)概念，失效構(gòu)件是危險(xiǎn)構(gòu)件，但危險(xiǎn)構(gòu)件不一定是失效構(gòu)件。

從上部結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)構(gòu)件評(píng)定指標(biāo)來(lái)看，如砌體結(jié)構(gòu)中，受壓構(gòu)件承載力小于其作用效應(yīng)的85%時(shí)，即評(píng)定為危險(xiǎn)構(gòu)件；從結(jié)構(gòu)構(gòu)件自身來(lái)看，如無(wú)裂縫、變形等削弱其承載力、剛度等，其自身承載力是不變的，僅因其承載能力小于荷載效應(yīng)的85%，就會(huì)被評(píng)為危險(xiǎn)構(gòu)件。另外，根據(jù)工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)原理，結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件均存在一定的安全儲(chǔ)備，在安全儲(chǔ)備范圍內(nèi)，即使被評(píng)為危險(xiǎn)構(gòu)件，其結(jié)構(gòu)仍可認(rèn)為具備一定的承載能力。當(dāng)然，在某些特殊情況下，危險(xiǎn)構(gòu)件的確也是失效構(gòu)件，如構(gòu)件因變形過(guò)大導(dǎo)致平面外失穩(wěn)、構(gòu)件因外力作用徹底毀壞等，在這些情況下，危險(xiǎn)構(gòu)件即等同于失效構(gòu)件。

因此，采用“面積法”確定危險(xiǎn)面積時(shí)，如若將危險(xiǎn)構(gòu)件等同于失效構(gòu)件，直接理解為該構(gòu)件徹底喪失承載力，除一些特殊情況外，對(duì)于大量危險(xiǎn)房屋鑒定所面對(duì)的情況是不符合實(shí)際的。如因承載力、開裂、變形、材料老化等因素形成的危險(xiǎn)構(gòu)件，均存在相當(dāng)高的承載力和剛度余量，這樣的危險(xiǎn)構(gòu)件并不等同于失效構(gòu)件，以失效構(gòu)件來(lái)等同危險(xiǎn)構(gòu)件，實(shí)際上是放大了危險(xiǎn)構(gòu)件的危險(xiǎn)程度，并不合理。

2.2 水平荷載作用

采用“面積法”進(jìn)行危險(xiǎn)房屋評(píng)定中，在確定危險(xiǎn)面積時(shí)，主要是根據(jù)豎向荷載的影響范圍得出的，并未考慮風(fēng)荷載、地震荷載等水平荷載作用。地震作用在危險(xiǎn)房屋鑒定中一般不予考慮，但對(duì)于受風(fēng)荷載影響明顯的沿海地區(qū)，或風(fēng)荷載作用效應(yīng)明顯的高層建筑，應(yīng)考慮風(fēng)荷載因素，但“面積法”在確定危險(xiǎn)面積時(shí)無(wú)法考慮這一因素。

2.3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)作用

在《危標(biāo)》中，鑒定單元被分為地基基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)三個(gè)組成部分，實(shí)際上房屋的這三個(gè)部分是共同作用的，對(duì)房屋的危險(xiǎn)程度均有影響。原標(biāo)準(zhǔn)指定的權(quán)重比例為0.3∶0.6∶0.1，圍護(hù)結(jié)構(gòu)權(quán)重占比10%，體現(xiàn)了圍護(hù)結(jié)構(gòu)在房屋整體中的作用[4]。但是，采用“面積法”進(jìn)行評(píng)定時(shí)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的影響面積是無(wú)法計(jì)算的，“面積法”無(wú)法考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)方面的因素。

2.4 危險(xiǎn)面積難以準(zhǔn)確確定

正如前文所述，傳力路線明確的單層排架結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房等建筑，采用基于傳力樹理論的“面積法”評(píng)定方法是可行的。但對(duì)于多層和高層建筑結(jié)構(gòu)體系，如框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等超靜定結(jié)構(gòu)，當(dāng)部分構(gòu)件因承載力削弱、開裂變形等原因形成危險(xiǎn)構(gòu)件后，其傳力路線并不會(huì)斷開，而是會(huì)通過(guò)內(nèi)力重分布，形成新的傳力路線。因此，就傳力樹模型自身特點(diǎn)來(lái)看，對(duì)于這類建筑，傳力樹模型的確定是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程，且其傳力樹模型并非唯一，危險(xiǎn)面積也難以甚至無(wú)法準(zhǔn)確確定。

2.5 房屋危險(xiǎn)構(gòu)件調(diào)查不全

原《危標(biāo)》是依據(jù)危險(xiǎn)構(gòu)件占比大小來(lái)確定隸屬函數(shù)指標(biāo)的，而危險(xiǎn)構(gòu)件占比是通過(guò)統(tǒng)計(jì)危險(xiǎn)構(gòu)件數(shù)量及構(gòu)件總數(shù)，并考慮其權(quán)重后計(jì)算確定的。在實(shí)際鑒定工作中，房屋時(shí)常存在原設(shè)計(jì)圖紙缺失或構(gòu)件因裝修覆蓋等不可見的問(wèn)題，或兩種情況同時(shí)存在，導(dǎo)致實(shí)際鑒定工作中很難對(duì)這類構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)和鑒定，其構(gòu)件數(shù)量難以確定，從而影響了鑒定結(jié)果。采用“面積法”進(jìn)行危險(xiǎn)房屋評(píng)定時(shí)，不要求統(tǒng)計(jì)構(gòu)件數(shù)量，可視其為一個(gè)優(yōu)點(diǎn)；但這也意味著不一定需要完全弄清房屋結(jié)構(gòu)體系情況，僅憑肉眼感官發(fā)現(xiàn)的危險(xiǎn)部位計(jì)入危險(xiǎn)面積，對(duì)于裝修覆蓋的構(gòu)件在不確定其危險(xiǎn)與否的情況下，均計(jì)作非危險(xiǎn)構(gòu)件，顯然是不科學(xué)的，這樣會(huì)導(dǎo)致部分構(gòu)件的危險(xiǎn)性信息被忽略，從而對(duì)房屋真實(shí)的危險(xiǎn)性等級(jí)造成誤判的后果。

2.6 傳力樹概念的適用性

《工業(yè)廠房可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ 144—90）在綜合鑒定評(píng)級(jí)時(shí)，明確提出了傳力樹的概念，在實(shí)際使用過(guò)程中得到了廣大學(xué)者和技術(shù)人員的好評(píng)。然而，在其修訂版《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50144—2008）中，弱化了傳力樹的概念。對(duì)比新舊標(biāo)準(zhǔn)，不難發(fā)現(xiàn)舊標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)單層工業(yè)廠房，而單層工業(yè)廠房大多采用排架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)體系單一，傳力途徑簡(jiǎn)單明確，比較適用于傳力樹的模型；新標(biāo)準(zhǔn)增加了多層工業(yè)建筑的綜合鑒定，卻弱化了傳力樹的概念，說(shuō)明了傳力樹模型在當(dāng)今結(jié)構(gòu)體系多樣化建筑中應(yīng)用的局限性。

反觀“面積法”對(duì)危險(xiǎn)構(gòu)件影響范圍的計(jì)算，直接根據(jù)地基基礎(chǔ)、柱、墻、梁、板的相連構(gòu)件確定影響范圍，且從地基基礎(chǔ)、底層至頂層逐層向上影響。表面上來(lái)看，是依據(jù)傳力樹模型建立的分析方法，但實(shí)際上，根據(jù)上述分析，在滿足部分如單層、排架結(jié)構(gòu)等條件時(shí)，該方法是依據(jù)傳力樹模型的方法，是合理的；而對(duì)于多層建筑，其結(jié)構(gòu)體系往往是超靜定結(jié)構(gòu)，在某些構(gòu)件失效后，會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布，其傳力途徑會(huì)發(fā)生改變，其影響范圍不是通過(guò)相連構(gòu)件的相互關(guān)系就可以簡(jiǎn)單確定的，因而對(duì)上部各層的影響程度也不一樣。對(duì)于多層建筑，其傳力樹模型較為復(fù)雜，并不是簡(jiǎn)單的上下對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此，將“面積法”作為綜合評(píng)定方法，其所依據(jù)的傳力樹模型在面對(duì)這些問(wèn)題時(shí)具有明顯的局限性。

3 危險(xiǎn)房屋鑒定方法修訂建議

顯然，“面積法”既具有簡(jiǎn)便快捷的特點(diǎn)，又具有局限性的缺點(diǎn)。因此，建議考慮采用“面積法”對(duì)簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)房屋和簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)房屋的危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)定；《危標(biāo)》修訂時(shí)，考慮規(guī)定“對(duì)傳力體系簡(jiǎn)單的兩層及兩層以下房屋，可采用‘面積法’評(píng)定其危險(xiǎn)性等級(jí)”。

對(duì)于簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)房屋，鑒于其一般未經(jīng)正規(guī)設(shè)計(jì)、自身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、用料混亂、房屋層數(shù)較低等實(shí)際情況，其危險(xiǎn)構(gòu)件影響范圍明確，房屋的危險(xiǎn)性易判斷，故采用類似于快速鑒定的方法進(jìn)行鑒定，便于操作；對(duì)于簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)房屋，其結(jié)構(gòu)體系較為簡(jiǎn)單，如傳力路徑唯一，但其體量一般較大，如排架結(jié)構(gòu)體系的房屋，比較適用于類似現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50144）基于傳力樹理論的、按危險(xiǎn)構(gòu)件影響面積的評(píng)判方法，減小鑒定工作量，提高工作效率。

該方法基于鑒定人員在全面分析、綜合判斷的基礎(chǔ)上，首先確定鑒定房屋的危險(xiǎn)構(gòu)件，分析每個(gè)危險(xiǎn)構(gòu)件的直接影響面積并求和（但不重復(fù)計(jì)算影響面積），得到鑒定房屋總危險(xiǎn)面積，然后計(jì)算總危險(xiǎn)面積與鑒定房屋面積的比值，以該比值作為評(píng)定的依據(jù)。建議比值為零時(shí)，可評(píng)為結(jié)構(gòu)安全（A級(jí)）；當(dāng)0＜比值≤5%時(shí)，可評(píng)定為危險(xiǎn)點(diǎn)房屋（B級(jí)）；當(dāng)5%＜比值≤25%時(shí)，可評(píng)定為局部危房（C級(jí)）；當(dāng)比值＞25%時(shí)，可評(píng)定為整幢危房（D級(jí)）。鑒于建筑面積計(jì)算的復(fù)雜性，對(duì)于該方法中的面積計(jì)算，可按軸線所圍范圍簡(jiǎn)化計(jì)算。

[1]曾憲武,陶進(jìn).JGJ 125—99《危險(xiǎn)房屋鑒定標(biāo)準(zhǔn)》的理論缺陷[J].四川建筑科學(xué)研究,2008,34(3).

[2]中華人民共和國(guó)冶金部. GBJ 144—90 工業(yè)廠房可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1991.

[3]陳洋,蔡樂(lè)剛,史先進(jìn),許天添.危險(xiǎn)房屋鑒定標(biāo)準(zhǔn)JGJ 125—99(2004年版)綜合評(píng)定方法改進(jìn)模型淺析[C].見:岳清瑞主編.工程結(jié)構(gòu)安全鑒定加固技術(shù)與工程實(shí)例.北京:中國(guó)建材工業(yè)出版社,2013.

[4]史先進(jìn).房屋危險(xiǎn)性特征值綜合評(píng)定方法探討[J].住宅科技,2015(07).

Research on the Evaluation Method of "Area Methodology"

The paper introduces the evaluation method of "Area Methodology" from the Appraisal Standards of Dangerous Buildings and analyzes its theoretical basis. Comparing the reliability identif cation method from the Reliability Identif cation Standards of Industrial Plants, the paper puts forward the applicable conditions of the "Area Methodology" and the revision suggestions according to the evaluation method of its relevant standards on the basis of summing up the advantages and disadvantages of the "Area Methodology".

dilapidated buildings, identif cation, area method, evaluation

2016-07-14）

徐俊，常州市白蟻防治中心高級(jí)工程師。