建筑框架結(jié)構(gòu)安全鑒定檢測(cè)方法研究

石 瑋

在當(dāng)前的社會(huì)發(fā)展過程中，建筑行業(yè)作為城市化的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速，而隨著建造工藝水平的提升，建筑工程的規(guī)模不斷擴(kuò)大，施工難度也不斷增長(zhǎng)。現(xiàn)有的建筑工程一般層數(shù)較高且規(guī)模較大，存在一定的結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)框架結(jié)構(gòu)建筑的安全鑒定檢測(cè)顯得十分必要。通過鑒定，管理人員能夠在一定程度上了解整個(gè)建筑的框架構(gòu)成，明晰其受力狀況以及可能存在的隱患，便于結(jié)合實(shí)際進(jìn)行針對(duì)性解決。由于建筑工程的框架結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，相關(guān)人員在作業(yè)過程中容易出現(xiàn)各種問題，因此還需要研究框架安全鑒定的方法，采用合適的技術(shù)手段進(jìn)行檢測(cè)，以保證框架結(jié)構(gòu)的安全性。

1 建筑框架結(jié)構(gòu)概述

框架結(jié)構(gòu)具體來講，是指由梁、柱等構(gòu)件通過專業(yè)銜接手段組合而成的承重體系，主要功能是將梁、柱結(jié)合起來共同承擔(dān)建筑物受到的荷載。該結(jié)構(gòu)形式的主要優(yōu)勢(shì)是能夠進(jìn)行自主設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑空間的自由規(guī)劃，滿足不同用戶對(duì)于建筑空間的實(shí)際需要。由于其側(cè)向剛度較小，對(duì)于水平方向上的承載力較低，一旦遇到大震，就會(huì)在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生很大的頂點(diǎn)水平位移，造成安全隱患[1]?？蚣芙Y(jié)構(gòu)形式如圖1 所示。

圖1 框架結(jié)構(gòu)形式（來源：網(wǎng)絡(luò)）

2 建筑框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)以及鑒定檢測(cè)的必要性

2.1 框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。第一，框架結(jié)構(gòu)具有分隔優(yōu)勢(shì)。相關(guān)人員在進(jìn)行空間設(shè)計(jì)時(shí)可自由分割空間，有效規(guī)避空間浪費(fèi)的情況。第二，框架結(jié)構(gòu)具有自由選擇材料的優(yōu)勢(shì)。框架結(jié)構(gòu)的材料類型多種多樣，相關(guān)人員可以結(jié)合實(shí)際的建筑需要科學(xué)選擇自重較輕的材料，以降低建筑荷載；還可以在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上選擇價(jià)格較低的材料，降低施工成本。第三，框架結(jié)構(gòu)具有靈活配合建筑平面布置的優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際作業(yè)環(huán)節(jié)，相關(guān)人員可合理安排需要較大空間的建筑類型，降低建造難度。第四，框架結(jié)構(gòu)具有標(biāo)準(zhǔn)化的優(yōu)勢(shì)。框架結(jié)構(gòu)的梁、柱構(gòu)件易于標(biāo)準(zhǔn)化、定型化制作和安裝，便于采用裝配整體式結(jié)構(gòu)體系，很大程度上縮短施工工期。第五，框架結(jié)構(gòu)具有質(zhì)量較高的優(yōu)勢(shì)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)中的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)整體性和剛度都較好，如果設(shè)計(jì)上處理好就能達(dá)到一定的抗震效果；相關(guān)人員還可以結(jié)合需要將梁或柱澆筑成各種截面形狀，盡可能保證建筑的質(zhì)量。

2.2 框架架構(gòu)的缺點(diǎn)

在建筑行業(yè)的發(fā)展過程中，框架結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點(diǎn)，卻也存在著一些缺點(diǎn)，一定程度上影響著框架功能的發(fā)揮。

第一，框架結(jié)構(gòu)具有抗震較差的缺點(diǎn)。框架結(jié)構(gòu)雖然具有一定的抗震能力，但是框架節(jié)點(diǎn)處應(yīng)力集中的現(xiàn)象顯著且側(cè)向剛度較小，屬于柔性結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)形式一旦遇到強(qiáng)烈的地震就會(huì)產(chǎn)生較大的水平位移，造成嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)破壞。

第二，框架結(jié)構(gòu)具有環(huán)境限制較大的特點(diǎn)。在實(shí)際的施工環(huán)節(jié)，框架結(jié)構(gòu)在作業(yè)時(shí)需要進(jìn)行多次吊裝，而且接頭處工作量很大，工序煩瑣且浪費(fèi)人力；同時(shí)還受制于外界環(huán)境，需要規(guī)避季節(jié)、氣候等因素的影響。

另外，現(xiàn)階段高層建筑逐漸成為建筑行業(yè)的發(fā)展方向，其由于高度較大，很容易受到風(fēng)力影響，從而產(chǎn)生很強(qiáng)的水平力。而框架結(jié)構(gòu)體系對(duì)于水平方向的承載力較弱，并不適用于高層建筑。

2.3 框架結(jié)構(gòu)安全鑒定檢測(cè)的必要性

為了規(guī)避框架結(jié)構(gòu)可能存在的隱患，對(duì)其進(jìn)行安全鑒定檢測(cè)十分必要。首先，框架結(jié)構(gòu)安全鑒定能夠結(jié)合建筑工程的實(shí)際狀況分析質(zhì)量問題可能對(duì)建筑產(chǎn)生的不良影響，并計(jì)算出合理的方案進(jìn)行解決，以降低地震對(duì)建筑產(chǎn)生的影響。其次，如果要對(duì)原有建筑進(jìn)行改造，那么就有可能改變結(jié)構(gòu)的承載能力，對(duì)其進(jìn)行安全鑒定能夠盡可能規(guī)避建筑改造中可能存在的隱患，降低對(duì)原有建筑產(chǎn)生的影響。最后，在一些地震多發(fā)區(qū)域，建筑對(duì)于地震的抵抗能力十分重要。相關(guān)人員通過專業(yè)的技術(shù)，結(jié)合鑒定要求及規(guī)范對(duì)重點(diǎn)建筑的抗震性能和使用標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行鑒定，分析框架的抗震能力，從而盡可能規(guī)避建筑可能受到的地震災(zāi)害?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 框架剪力墻結(jié)構(gòu)（來源：網(wǎng)絡(luò)）

3 框架安全鑒定檢測(cè)難點(diǎn)

由于框架結(jié)構(gòu)的抗震能力較差，很容易出現(xiàn)安全事故，需要相關(guān)人員加強(qiáng)對(duì)安全鑒定檢測(cè)的重視。通過安全鑒定檢測(cè)，相關(guān)人員能夠明確框架結(jié)構(gòu)存在的隱患，并在實(shí)際發(fā)展過程中結(jié)合檢查報(bào)告設(shè)計(jì)出科學(xué)的解決方案，有效修正建筑結(jié)構(gòu)中發(fā)生的變形等問題。而要想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，關(guān)鍵還在于研究鑒定難點(diǎn)。

3.1 設(shè)計(jì)階段存在的隱患

在對(duì)框架進(jìn)行鑒定前，相關(guān)人員首先需要結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際狀況以及相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)鑒定方案。由于框架結(jié)構(gòu)本身的涉及面較多，再加上安全鑒定檢測(cè)技術(shù)性較強(qiáng)，部分人員在檢測(cè)環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)環(huán)境調(diào)查不足等問題，對(duì)地質(zhì)地形以及水環(huán)境的了解不足，也就無法精準(zhǔn)把握現(xiàn)實(shí)地基的承載力，以至于出現(xiàn)鑒定失誤等狀況，很大程度上影響了鑒定結(jié)果的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致鑒定失誤。其次，由于建筑工程框架結(jié)構(gòu)的規(guī)模較大而且類型多樣，安全檢測(cè)方法需要結(jié)合實(shí)際進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，某些人員忽視了因地制宜的方針，也會(huì)影響鑒定結(jié)果。最后，由于框架結(jié)構(gòu)受外界環(huán)境的影響很大，因此對(duì)其進(jìn)行鑒定時(shí)就需要盡可能兼顧各種外在環(huán)境。然而實(shí)際的鑒定環(huán)節(jié)卻忽視了環(huán)境因素，很大程度上影響了框架結(jié)構(gòu)鑒定檢測(cè)的科學(xué)性，需要相關(guān)人員提高對(duì)其重視程度[2]。

3.2 人員方面的問題

框架結(jié)構(gòu)安全鑒定檢測(cè)具有很強(qiáng)的技術(shù)性，因此人員的技術(shù)水平以及思想意識(shí)在很大程度上影響著鑒定結(jié)果的精準(zhǔn)度?，F(xiàn)階段，在建筑行業(yè)的發(fā)展過程中，部分企業(yè)管理人員對(duì)于框架結(jié)構(gòu)安全鑒定的重視程度不足，導(dǎo)致相關(guān)人員在安全鑒定時(shí)存在一些紕漏，影響鑒定結(jié)果。另外，部分企業(yè)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系不完善，導(dǎo)致相關(guān)人員在鑒定環(huán)節(jié)缺少依據(jù)，難以形成系統(tǒng)的鑒定流程。

4 建筑框架結(jié)構(gòu)安全鑒定檢測(cè)方法

4.1 混凝土結(jié)構(gòu)的檢驗(yàn)檢測(cè)

框架結(jié)構(gòu)形式多樣，混凝土框架作為常見的結(jié)構(gòu)之一，一直是建筑行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。但混凝土框架結(jié)構(gòu)本身的自重較大，易出現(xiàn)安全隱患，對(duì)其進(jìn)行安全鑒定十分必要。在實(shí)際的作業(yè)環(huán)節(jié)，原材料作為影響混凝土框架的主要因素，成為安全鑒定的重點(diǎn)。目前，常見的檢驗(yàn)方法主要有回彈法、鉆芯法和拔出法。

回彈法主要根據(jù)監(jiān)測(cè)的參數(shù)結(jié)果確定原材料的質(zhì)量，監(jiān)測(cè)的精準(zhǔn)度較低；鉆芯法是利用專業(yè)的設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，精準(zhǔn)度較高，但是該方法需要破壞土層，在一定程度上會(huì)影響原有結(jié)構(gòu)；拔出法同上述兩種技術(shù)的主要差別是可以在不影響原結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行檢測(cè)作業(yè)，而且檢測(cè)的精準(zhǔn)度較高，能夠滿足相關(guān)人員的作業(yè)需要，因此成為主要應(yīng)用的檢測(cè)技術(shù)[3]。如果經(jīng)鑒定顯示混凝土結(jié)構(gòu)存在質(zhì)量問題，就需要通過合適的加固方式提高框架結(jié)構(gòu)的承載力，以規(guī)避可能發(fā)生的安全隱患。

4.2 鋼結(jié)構(gòu)的檢驗(yàn)檢測(cè)

除了混凝土材質(zhì)的框架結(jié)構(gòu)外，鋼結(jié)構(gòu)也是常見的框架結(jié)構(gòu)之一，目前應(yīng)用較為廣泛。然而鋼結(jié)構(gòu)框架對(duì)于鋼材的質(zhì)量要求較為嚴(yán)格，容易出現(xiàn)安全隱患，需要相關(guān)人員加強(qiáng)安全鑒定。我國(guó)的鋼材質(zhì)量檢測(cè)提出了無損檢測(cè)的要求，要在不影響原有結(jié)構(gòu)質(zhì)量的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)材質(zhì)的鑒定。實(shí)際作業(yè)環(huán)節(jié)，鑒定人員的主要鑒定對(duì)象是鋼材的強(qiáng)度、柔韌度及可塑性，在檢查過程中要盡可能分析其存在的安全隱患。同時(shí)，相關(guān)人員運(yùn)用銹蝕檢測(cè)技術(shù)能夠鑒定鋼材的性能、狀態(tài)及質(zhì)量等，在獲取材料質(zhì)量狀況的基礎(chǔ)上對(duì)其缺陷的空間分布等進(jìn)行研究，是應(yīng)用最為廣泛的檢測(cè)技術(shù)[4]。在檢測(cè)出鋼結(jié)構(gòu)存在安全隱患之后需要進(jìn)行加固作業(yè)，相關(guān)人員在加固作業(yè)時(shí)需要結(jié)合其質(zhì)量情況選取滿足要求的加固方式。此外，在加固環(huán)節(jié)，工作人員需細(xì)致考慮各個(gè)構(gòu)件焊接的可能性，以及每個(gè)構(gòu)件的焊接次序，科學(xué)規(guī)劃焊接流程，以保證焊接質(zhì)量。

5 保證安全鑒定精準(zhǔn)度的措施

5.1 理論計(jì)算分析以及安全鑒定流程的把控

由于框架結(jié)構(gòu)的安全性涉及諸多方面，因此其安全鑒定檢測(cè)需要進(jìn)行大量的計(jì)算。作業(yè)環(huán)節(jié)，工作人員需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)得到的承重?cái)?shù)據(jù)確定材料的強(qiáng)度，然后根據(jù)施工圖紙及實(shí)際調(diào)查對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，從而分析出框架結(jié)構(gòu)的承載能力。在計(jì)算階段，相關(guān)人員取用結(jié)構(gòu)構(gòu)件材料時(shí)，需要綜合考慮原設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)指標(biāo)，以保證鑒定結(jié)果的精準(zhǔn)度。

在結(jié)構(gòu)安全性鑒定流程把控方面，工作人員需要按照《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50292——2015）中的要求將鑒定分為子單元、構(gòu)件以及鑒定單元3 個(gè)層次，再將這3 個(gè)層次具體細(xì)分為3個(gè)使用等級(jí)。這樣一來，相關(guān)人員就能夠結(jié)合實(shí)際狀況確定作業(yè)步驟，并逐層計(jì)算框架的參數(shù)以保證安全鑒定檢測(cè)的順利進(jìn)行[5]。

5.2 合理選擇鑒定技術(shù)

由于框架結(jié)構(gòu)的類型較多，安全鑒定方法也較多，每一種方法都有適用狀況和區(qū)間，一旦方法選擇出現(xiàn)問題，會(huì)在很大程度上影響鑒定結(jié)果，相關(guān)人員需要加強(qiáng)重視。第一，鑒定建筑工程的裂縫。工作人員需要根據(jù)裂縫形狀初步判斷裂縫類型，對(duì)裂縫的各項(xiàng)狀況進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，然后根據(jù)裂縫的影響范圍確定鑒定結(jié)果。第二，鑒定意外狀況對(duì)建筑造成的影響。工作人員需要初步劃定影響范圍，對(duì)直接破壞區(qū)應(yīng)逐個(gè)構(gòu)件進(jìn)行鑒定，然后指明損傷的程度及其范圍，為后續(xù)的處理方案提供資料。第三，對(duì)改變結(jié)構(gòu)使用功能引起結(jié)構(gòu)主體變動(dòng)的鑒定。相關(guān)人員需要根據(jù)主體結(jié)構(gòu)變動(dòng)所涉及的構(gòu)件及其原建筑結(jié)構(gòu)的類型和結(jié)構(gòu)體系等情況，確定鑒定方案，以保證鑒定的精準(zhǔn)度[6]。

6 結(jié)語

現(xiàn)階段，隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，框架結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為建筑工程中的關(guān)鍵技術(shù)形式之一。由于框架結(jié)構(gòu)類型較多且技術(shù)性很強(qiáng)，施工環(huán)節(jié)存在一定的安全隱患，為了規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，相關(guān)單位需要進(jìn)行安全鑒定檢測(cè)。鑒定環(huán)節(jié)需要考慮眾多因素，為保證其精準(zhǔn)度，相關(guān)人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際，合理選擇鑒定技術(shù)和理論計(jì)算方法，確保鑒定檢測(cè)作業(yè)的順利開展。