結(jié)構(gòu)鑒定疑難問題的力學(xué)分析

張謙

摘要：為了提高建筑工程質(zhì)量，需要做好建筑結(jié)構(gòu)鑒定工作。首先闡述建筑結(jié)構(gòu)鑒定類型，其次分析建筑結(jié)構(gòu)鑒定過程中面臨的疑難問題，以此為前提展開力學(xué)分析，通過建筑力學(xué)知識(shí)將其解決，最后提出了4點(diǎn)建議，從而有效提高建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)鑒定；力學(xué)分析；力學(xué)計(jì)量鑒定；耐久性補(bǔ)償

建筑工程質(zhì)量是組織設(shè)計(jì)與施工的關(guān)鍵，也是建筑行業(yè)發(fā)展的推動(dòng)力。若建筑工程存在質(zhì)量問題，那么便會(huì)對(duì)項(xiàng)目使用、整體行業(yè)發(fā)展帶來限制。建筑結(jié)構(gòu)鑒定是工程項(xiàng)目不可缺少的一部分，尤其是力學(xué)計(jì)量鑒定，有利于保證建筑工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。但是建筑工程飛速發(fā)展的現(xiàn)在，建筑結(jié)構(gòu)鑒定過程中存在一些疑難問題，需要將其徹底解決。

一、建筑結(jié)構(gòu)鑒定類型

第一，按照建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行鑒定。對(duì)于建筑工程質(zhì)量來說，經(jīng)驗(yàn)是非常重要的影響因素，這里提到的經(jīng)驗(yàn)主要是從專業(yè)技術(shù)實(shí)踐以及施工過程中積累而來，按照施工主體結(jié)構(gòu)、裂縫、地基沉降等現(xiàn)象進(jìn)行檢查與分析，從而積累豐富的經(jīng)驗(yàn)[1]。雖然有效節(jié)省了鑒定成本，但若從行業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展方面考慮，還缺乏可行性，這主要是因?yàn)榻ㄖ^程施工期間的部分安全隱患并不可見，只是憑借經(jīng)驗(yàn)判斷無法保證結(jié)果的科學(xué)性。

第二，按照建筑結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行鑒定。針對(duì)施工項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒定，體現(xiàn)出極強(qiáng)的規(guī)范性。負(fù)責(zé)鑒定的工作人員按照國家出臺(tái)的規(guī)范以及規(guī)定鑒定施工項(xiàng)目質(zhì)量，得出最終結(jié)果，分析目前存在的問題，并且反饋給設(shè)計(jì)單位，根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)，將其與建筑工程實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)合優(yōu)化施工圖紙。如此一來，提高了建筑結(jié)構(gòu)鑒定結(jié)果權(quán)威性，也為建筑工程質(zhì)量提供保障，帶有極強(qiáng)的可行性。但是這種鑒定方法，所涉及到的流程較多，其中包括技術(shù)部門鑒定、設(shè)計(jì)部門優(yōu)化設(shè)計(jì)、組織施工等，無疑擴(kuò)大了施工成本。

二、建筑結(jié)構(gòu)鑒定疑難問題

針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)鑒定工作，往往是由業(yè)主和參與投保保險(xiǎn)公司選擇具體的技術(shù)人員，技術(shù)人員對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒定。通過實(shí)際鑒定工作可以總結(jié)目前存在的幾點(diǎn)疑難問題：第一，洪水等自然災(zāi)害等原因?qū)е陆ㄖ^程結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降的問題[2]。當(dāng)發(fā)現(xiàn)這一問題之后，并不能明確工程損傷的具體部位與特點(diǎn)，導(dǎo)致加固作業(yè)實(shí)施難度較大；第二，實(shí)際組織鑒定工作的過程中，原技術(shù)資料不足，技術(shù)人員只是憑借現(xiàn)場(chǎng)檢查、結(jié)構(gòu)實(shí)體檢測(cè)以及咨詢等了解與之相關(guān)的信息。經(jīng)過實(shí)踐與論證之后，發(fā)現(xiàn)自然災(zāi)害的出現(xiàn)容易導(dǎo)致項(xiàng)目工程中的墻柱受損，并且會(huì)嚴(yán)重威脅到現(xiàn)場(chǎng)工作人員的人身安全。當(dāng)技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)這一問題之后，要求施工人員立即拆除重做，并且在邊、中三跨設(shè)置屋架柱間支撐，施工現(xiàn)場(chǎng)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)進(jìn)行耐久性補(bǔ)償施工，從而將該問題解決，提高結(jié)構(gòu)鑒定結(jié)果準(zhǔn)確性。

三、結(jié)構(gòu)鑒定疑難問題的力學(xué)分析

（一） 地基基礎(chǔ)

由于組織結(jié)構(gòu)鑒定過程中缺少原技術(shù)資料，加上施工現(xiàn)場(chǎng)條件有限，增加了開挖查驗(yàn)工作的難度。在結(jié)構(gòu)鑒定過程中，技術(shù)人員可以針對(duì)上部結(jié)構(gòu)變化展開分析。按照上部結(jié)構(gòu)所呈現(xiàn)出來的破壞性特點(diǎn)以及施工現(xiàn)場(chǎng)地表狀況，了解目前地基基礎(chǔ)狀態(tài)。

（二）壁柱裂縫

在結(jié)構(gòu)鑒定過程中，壁柱是產(chǎn)生豎向裂縫的主要構(gòu)件，通過分析可以確定其原因。施工過程中會(huì)產(chǎn)生水平荷載作用力，壁柱則作為東墻的彈性支座成為多跨連續(xù)梁，對(duì)于墻來說，其自由端為頂構(gòu)成了懸臂梁。壁柱本身為連續(xù)梁，當(dāng)其受力之后，跨中、支座向內(nèi)、向外發(fā)生彎曲變形，從而形成了正負(fù)彎矩，這時(shí)支座負(fù)彎矩超過跨中正彎距，也就是壁柱外側(cè)拉應(yīng)力顯著提升[3]。若壁柱為懸臂梁，那么其根部在相關(guān)作用力限制下不會(huì)產(chǎn)生位移，這時(shí)頂部位移變形量便會(huì)達(dá)到最大。所構(gòu)成的這一結(jié)構(gòu)內(nèi)分別包括兩個(gè)性質(zhì)的梁，且這兩種梁通過協(xié)調(diào)變形而構(gòu)成雙曲面，由單一連續(xù)梁引發(fā)變形，使支座頂端的拉應(yīng)力得到提升，加之砌體彎曲的抗拉強(qiáng)度不高，無法承受抵抗拉應(yīng)力，便會(huì)導(dǎo)致壁柱裂縫。一旦出現(xiàn)裂縫，一般會(huì)從壁柱的頂端開始，逐漸向下進(jìn)行延伸，呈現(xiàn)上寬下窄形狀。除此之外，如果使用彈性力學(xué)理論對(duì)壁柱裂縫進(jìn)行分析，墻根受到的約束力是連續(xù)梁發(fā)生位移的邊界條件，最終分析所得結(jié)果相同。

（三）墻柱傾斜

建筑結(jié)構(gòu)鑒定過程中，若壁柱出現(xiàn)裂縫，那么原連續(xù)梁支座便會(huì)轉(zhuǎn)變成塑性鉸，為連續(xù)梁賦予簡(jiǎn)支梁特性?？缰形灰茣?huì)在其原本的方向上不斷增加，這時(shí)若水平荷載作用力降低，那么向內(nèi)位移增量無法形成，便會(huì)產(chǎn)生彈性恢復(fù)力。該彈性恢復(fù)力中涉及到構(gòu)件彈性內(nèi)力以及屋架反力，和原水平總外荷載等值方向相反，會(huì)對(duì)墻柱產(chǎn)生一個(gè)向外的作用力。如此一來，壁柱裂縫加深，會(huì)使原連續(xù)梁接近于簡(jiǎn)支梁，壁柱由于斷面削弱，直接降低了抗彎剛度。簡(jiǎn)支梁跨中變形超過連續(xù)梁，剛度比較小的柱若發(fā)生變形，也會(huì)超過剛度比較大的柱，所以墻柱頂端位移量向外會(huì)超過向內(nèi)?；趦?nèi)移小外移大這一條件，墻柱體系產(chǎn)生諧振，振幅是兩位移代數(shù)總和的一半，振軸為內(nèi)外兩傾角總和的角平分線，由此便會(huì)使振軸不斷向外傾斜。當(dāng)振動(dòng)消失之后，墻柱會(huì)在振軸處停止。振動(dòng)期間支座塑性鉸進(jìn)一步發(fā)展，會(huì)形成屋架反力，導(dǎo)致受迫振動(dòng)，進(jìn)而使彈性變形轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄宰冃?，有可能?dǎo)致振軸的外傾。

四、建議

第一，從建筑結(jié)構(gòu)重要性方面分析，建筑工程項(xiàng)目施工的核心為保證力平衡。所以無論何時(shí)，面對(duì)結(jié)構(gòu)鑒定疑難問題，都可以通過力學(xué)分析將其解決。實(shí)際組織力學(xué)分析的過程中，可以從定性分析、定量分析這兩個(gè)部分著手，具體可以結(jié)合問題的難易度選擇合適的分析方法。如果問題比較復(fù)雜，使用定量分析會(huì)增加難度[4]。定性分析是解決問題的基本，只要保證定性清晰，才能夠明確問題解決的基本方向，即使無法定量，也能夠?qū)⒔ㄖY(jié)構(gòu)鑒定中面臨的問題加以解決。

第二，進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的鑒定，其中存在一些影響因素，增加了解決的難度。這時(shí)采用力學(xué)分析，可以應(yīng)用分解迭加這一方法，將多元化問題進(jìn)行簡(jiǎn)化，形成一元問題之后迭加合成，便可以徹底解決疑難問題。針對(duì)以上分析所得問題，根據(jù)建筑力學(xué)理論，可以墻柱組合體系進(jìn)行細(xì)分，使其成為連續(xù)梁、懸臂梁，如此便可以清楚的了解變形特點(diǎn)，進(jìn)而制定解決方案。

第三，總結(jié)主要原因。在建筑結(jié)構(gòu)鑒定過程中，要想解決疑難問題，必須要針對(duì)主要問題分析其原因。施工質(zhì)量、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、彈性支座、偏心合力等導(dǎo)致的質(zhì)量問題，屬于次要因素，具體分析過程中可以忽略。

第四，掌握建筑結(jié)構(gòu)可靠性，對(duì)于變形、剛度以及穩(wěn)定性等因素要給予重視。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)計(jì)算往往是從強(qiáng)度著手，這便會(huì)對(duì)工作人員造成錯(cuò)誤的引導(dǎo)，使其始終使用單一安全系數(shù)計(jì)算承載力，并且以承載力評(píng)價(jià)建筑結(jié)構(gòu)，從而影響解決方案有效性。例如，建筑結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)變形、剛度變形、振動(dòng)、耐久性補(bǔ)償?shù)榷夹枰攸c(diǎn)分析。

五、結(jié)語：

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)鑒定過程中，針對(duì)其中存在的疑難問題，技術(shù)人員需要組織力學(xué)計(jì)量鑒定分析，針對(duì)主要問題總結(jié)原因，并且制定可行的解決方案，以此來提高建筑工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，推動(dòng)我國建筑行業(yè)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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