某混雜結構綜合安全性鑒定難點處理

李 靖（北京市建設工程質(zhì)量第五檢測所有限公司，北京 100078）

0 引 言

隨著時間的推移，很多早期建造的多層房屋進入到了設計使用年限末期，或已超過設計使用年限。這些老舊房屋，若想繼續(xù)使用，或想要改變其使用用途，再或者欲對其加固改造，都要先對房屋進行全面的綜合安全性鑒定以了解其結構安全現(xiàn)狀，依據(jù)鑒定結論為后期的房屋管理和使用提供指導。本文以某混雜結構實例為對象，介紹在鑒定過程中如何處理該房屋伸縮縫、單排柱內(nèi)框結構、鋼屋架、多種構件的不同損傷和地面下沉等多種問題，并使用PKPM結構計算軟件進行結構安全和抗震能力計算，結合計算結果和現(xiàn)場檢查結果，依據(jù)DB 11/637—2015《房屋結構綜合安全性鑒定標準》（以下簡稱“《綜標》”）為該房屋的綜合安全性能進行評定。

1 工程概況

該房屋位于北京市，建于20世紀五六十年代，總建筑面積約1 450 m2，地上共3層，墻體采用紅機磚和混合砂漿砌筑。委托單位未提供該房屋的設計圖紙資料。房屋原使用用途為服裝加工廠，現(xiàn)已閑置多年。為了解房屋的結構安全狀況，對該房屋進行綜合安全性鑒定。

房屋南立面外觀，如圖1所示。由于外墻裝飾面層和室內(nèi)裝修層遮蓋，未見該房屋有施工縫，但在進行現(xiàn)場測繪時，發(fā)現(xiàn)該房屋西數(shù)第2跨東墻南端厚度較大，現(xiàn)場在該位置進行墻體裝飾面層剔除檢查，確定該位置存在一道伸縮縫，將該房屋分為了東、西兩段。西段房屋墻厚均為370 mm，首層和二層為磚混內(nèi)框架結構，梁、柱均為現(xiàn)澆混凝土構件，樓蓋板均為預應力圓孔板；三層為磚墻與鋼屋架混合承重結構，屋蓋板為加氣混凝土板。東段房屋外墻厚為370 mm，內(nèi)墻厚為240 mm，室內(nèi)承重梁主要為預制混凝土梁，個別為現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁，樓、屋蓋板主要為預應力圓孔板，局部為現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，室外設有現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁式樓梯。該房屋平面結構示意圖，如圖2和圖3所示。

圖1 房屋外觀實景（南立面）

圖2 首層及二層平面結構示意圖

圖3 三層平面結構示意圖

2 檢測鑒定內(nèi)容

此次鑒定的現(xiàn)場檢查和檢測內(nèi)容主要包括以下幾個方面：

（1）宏觀檢查房屋主體結構構件和圍護結構構件的損壞位置和情況；

（2）檢測砌筑墻體磚和砂漿的強度、預制和現(xiàn)澆混凝土構件的混凝土抗壓強度；

（3）檢測鋼筋混凝土構件配筋情況；

（4）檢測房屋構件的截面尺寸。

考慮到該房屋建筑年代久遠，養(yǎng)護欠佳，部分構件已出現(xiàn)損傷，對房屋進行的宏觀普查應盡力做到能檢必檢，全面檢查承重構件和維護構件的現(xiàn)狀。此外，由于現(xiàn)場初勘時發(fā)現(xiàn)該房屋存在地面下沉情況，所以檢測鑒定內(nèi)容還需要包括對房屋整體傾斜率的測量。

需要特別注意的是，由于該房屋存在一道伸縮縫，此時不能再將該房屋作為一個整體進行鑒定，需將該房屋劃分成2個鑒定單元，每個鑒定單元分別抽樣，單獨進行檢測、鑒定。此外，相對于現(xiàn)澆混凝土構件，預制構件的混凝土強度雖說在澆筑質(zhì)量上更有保障，但根據(jù)工程經(jīng)驗，不排除預制構件混凝土抗壓強度偏低的情況[1]，所以預制混凝土構件的混凝土抗壓強度在具備條件時也應進行檢測。

依據(jù)《綜標》第3.2.5條和GB 55021－2021《既有建筑鑒定與加固通用規(guī)范》第5.1.3條，該房屋的綜合安全性鑒定類別為Ⅲ類，抗震鑒定類別為A類。

3 現(xiàn)場檢查、檢測結果

3.1 現(xiàn)場檢查結果

3.1.1 構件損傷檢查

通過現(xiàn)場檢查，西段房屋地面局部存在下沉現(xiàn)象，個別框架梁和墻體存在開裂情況。具體損壞構件位置和損壞情況，如表1所示。從表1中的檢測結果可以看出，西段房屋地面沉降量最大的位置在3×B軸位置，該位置附近的首層墻體包括（2－3）×B軸填充墻以及3×（E－F）軸、3×（G－H）軸和（2－3）×A軸承重墻，均存在開裂，裂縫寬度均有上寬下窄的規(guī)律，裂縫走向均為自沉降量最大位置起始并向下向遠處延伸。該位置附近的多道框架梁也存在開裂，裂縫形態(tài)與墻體裂縫規(guī)律一致。根據(jù)裂縫在墻體和框架梁上的分布位置以及裂縫走勢、裂縫寬度規(guī)律等分析判斷，墻體和框架梁上的裂縫為地基沉降引起的上部結構開裂，并非因承載力不足而導致的裂縫。

表1 西段房屋構件損壞情況

西段房屋三層中部未設置框架柱，為跨度較大的單向立體桁架屋架。鋼屋架之間均設有縱向圓鋼作為支撐。在檢查鋼屋架時，對節(jié)點連接和節(jié)點板彎折情況、桿件彎曲或截面扭曲情況以及屋架撓曲變形或側向傾斜進行了重點檢查?，F(xiàn)場對鋼屋架進行檢查和檢測后，發(fā)現(xiàn)該屋架狀況良好，未見屋架下?lián)?、側向傾斜，連接節(jié)點焊縫未見開裂，節(jié)點板未見彎折，屋架桿件也未見扭曲和變形現(xiàn)象?？紤]到該房屋屋面為加氣混凝土板，其自重較輕，對屋架承載起到了一定有利作用。

現(xiàn)場檢查時還發(fā)現(xiàn)，西段房屋首層和二層的（A－B）×2軸梁南端、（G－H）×2軸梁北端，梁下均為窗洞口，梁搭在窗過梁上，如圖4（f）所示。該位置梁結構布置不合理，對結構整體性產(chǎn)生不利影響。

圖4 具體損壞情況

東段房屋個別房間室內(nèi)地面也存在下沉情況，墻體也有開裂，預應力圓孔板和室外樓梯斜梁存在損壞情況。具體損壞構件位置及損壞情況，如表2所示。該段房屋墻體開裂也是由地基沉降引起，預應力圓孔板和室外樓梯斜梁的損壞是由于房屋使用時間已久且養(yǎng)護不足所致。

表2 東段房屋構件損壞情況

3.1.2 圈梁、構造柱設置情況檢查

筆者使用鋼筋探測儀，采用剔鑿與鉆孔相結合的方法，對房屋圈梁和構造柱的設置情況進行了檢查，結果為：東、西兩段房屋各層均未設置圈梁；東段房屋在房屋四角和中部四處均勻布設了8根構造柱，西段房屋框架梁下和四角均設有構造柱。

3.2 現(xiàn)場檢測結果

此處給出西段房屋的檢測結果相關數(shù)據(jù)，受篇幅所限，東段房屋檢測結果不再贅述。

3.2.1 材料強度檢測

筆者采用回彈法對磚和砂漿的抗壓強度進行了檢測。由于西段房屋三層砂漿強度較低，所以更換檢測方法，采用貫入法對三層砂漿強度進行檢測。筆者對現(xiàn)澆混凝土梁、板和柱以及預制混凝土梁的混凝土強度進行了回彈檢測，并依據(jù)JGJ/T 384—2016《鉆芯法檢測混凝土強度技術規(guī)程》和GB/T 50344—2019《建筑結構檢測技術標準》，鉆取芯樣對混凝土回彈結果進行了驗證，結果為芯樣強度值均高于回彈強度值。具體檢測結果，如表3所示。

表3 西段房屋構件材料強度檢測結果

3.2.2 鋼筋配置和構件截面尺寸檢測筆者使用鋼筋探測儀對房屋混凝土構件的鋼筋配置進行了檢測，并采用剔鑿的方法對部分構件鋼筋直徑進行了驗證，用盒尺測量了構件的截面尺寸。結果為：框架柱截面尺寸為350 mm×350 mm，主筋為8φ20 mm；框架梁截面尺寸為270 mm×700 mm，下部鋼筋為6φ20 mm；構造柱角柱和邊柱的截面尺寸分別為240 mm×240 mm、240 mm×360 mm，主筋為4φ10 mm；上述構件的箍筋均為φ6 mm@100/200。

3.2.3 房屋整體傾斜檢測

因該房屋存在地面下沉情況，所以對房屋整體傾斜率進行檢測。筆者使用經(jīng)緯儀對西段房屋東南角位置墻體傾斜狀況進行了測量，該位置房屋傾斜狀況為同時向東向南傾斜，斜率均為0.4%。其他墻體陽角距周圍房屋較近，無法檢測其他位置墻體的傾斜狀況。

3.3 PKPM計算建模

使用PKPM結構計算軟件，按照房屋現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)和檢測結果對該房屋進行建模。房屋模型3D圖，如圖5所示。

圖5 PKPM軟件中的房屋模型

根據(jù)房屋實際情況核算荷載取值，主要樓面的恒、活荷載取值分別為3.5 kN/m2和3.0 kN/m2。在進行房屋豎向承載力計算時，永久荷載的分項系數(shù)取值1.2，可變荷載的分項系數(shù)取值1.4。

在對東段房屋進行房屋抗震承載力計算時，根據(jù)GB 50023－2009《建筑抗震鑒定標準》，房屋體系影響系數(shù)和局部影響系數(shù)的具體取值情況，如表4所示。表中ψ1x和ψ1y分別為X向和Y向體系影響系數(shù)，ψ2x和ψ2y分別為X向和Y向局部影響系數(shù)。西段房屋無須進行抗震承載力核算，原因見下文第5.2節(jié)。

表4 體系影響系數(shù)和局部影響系數(shù)取值

此處以首層和三層的Y向體系影響系數(shù)為例，介紹系數(shù)的取值理由和計算過程。

（1）首層ψ1y＝0.85（橫墻間距超限＞4 m）×0.8（圈梁布置樓蓋外墻二道不符合）×1.2（房屋設有構造柱）＝0.82。

（2）三層ψ1y＝0.85（橫墻間距超限＞4 m）×0.7（圈梁布置屋蓋外墻不符合）×1.2（房屋設有構造柱）＝0.71。

4 安全性評級

4.1 地基基礎評級

由于房屋傾斜測量數(shù)據(jù)較少，僅有的數(shù)據(jù)結果無法準確判斷房屋地基基礎的危險性，但可以判斷出西段房屋首層和二層多道現(xiàn)澆框架梁開裂為東外墻位置地基不均勻沉降所致，東段房屋首層（7－9）×A軸墻體裂縫為該位置地基不均勻沉降所致，且墻體裂縫最大寬度為13 mm。所以，西段和東段房屋地基基礎安全性等級均評定為Du級。

4.2 上部承重結構構件安全性鑒定評級

筆者使用PKPM結構計算軟件對該房屋的豎向承載力進行了計算，根據(jù)計算結果，西段房屋構件承載力均滿足要求，僅東段房屋首層有6個墻段的承載力不滿足要求，上述6個墻段均評定為du級。

根據(jù)構件的構造與連接、變形或損傷的現(xiàn)場檢查情況，對構件安全性評級，具體結果如表5所示。每一受檢構件的等級，取其承載能力、構造與連接、變形或損傷評定等級中最低一級作為該構件安全性等級。

表5 構造與連接、變形或損傷不滿足要求的承重構件

4.3 上部結構承載功能安全性評級

根據(jù)房屋結構的主要、次要構件的安全性評定等級，對西段房屋上部結構承載功能進行安全性評級。評定過程和結果，如表6所示。東段房屋主要由于首層有6個墻段評定為du級，其上部結構承載功能安全性等級評定結果為Du級，評定過程不再贅述。

表6 上部結構承載功能安全性評級

4.4 上部結構整體性評級

由于東、西兩段房屋均未設置圈梁，所以東段和西段房屋上部承重結構的整體性評級均評定為Du級。

4.5 房屋結構安全性評級

根據(jù)上述地基基礎子單元和上部結構子單元結構安全性等級的評級結果，東段和西段房屋結構安全性評定結果均為Dsu級。

5 抗震能力評級

5.1 場地、地基和基礎評級

地基和基礎的抗震能力評級結果與安全性評級結果相同，東、西兩段房屋均為De級。

5.2 抗震宏觀控制

西段房屋為單排柱內(nèi)框架結構，由磚墻和局部框架組成的抗側力體系來抵抗地震力。由于框架與磚墻之間的聯(lián)系較弱，該抗側力體系不完整，抗震能力不良[2]，將西段房屋上部結構的抗震能力直接評定為De級，不再進行抗震宏觀控制和抗震承載力評級。

東段房屋由于抗震橫墻最大間距超限、房屋未設置圈梁等原因，其結構體系、整體性連接構造不滿足要求，所以東段房屋抗震宏觀控制評定為De2級。

5.3 抗震承載力

筆者使用PKPM結構計算軟件對東段房屋的抗震承載力進行計算。房屋樓層綜合抗震能力指數(shù)計算結果，如表7所示。東段房屋抗震承載力評定為De1級。

表7 東段房屋抗震承載力計算結果及評級

5.4 房屋上部結構抗震能力評級

根據(jù)房屋抗震承載力和抗震宏觀控制的評級結果，東段房屋上部結構抗震能力評級為De級。

5.5 房屋抗震能力評級

根據(jù)上述地基基礎子單元和上部結構子單元結構抗震能力等級的評級結果，東段和西段房屋結構抗震能力評定結果均為Dse級。

6 鑒定結論

根據(jù)房屋安全性和抗震能力的評級結果，東段和西段房屋結構綜合安全性評級均為Deu級。該房屋建筑年代久遠，當時的設計標準較低[3]，而且房屋狀況不佳，房屋結構綜合安全性評級結果均為Deu級也是意料之中。

7 結 語

日常鑒定工作遇到的各類工程中，本文中的實例屬于較為復雜的工程，其鑒定單元不唯一，結構形式多樣，涉及多種不同材料類型的構件，構件損傷種類較多，這給鑒定人員的鑒定工作增加了一定難度。在實際鑒定工作中，難免會漏查項目，此時需要與委托方及時進行溝通，對漏查的項目及時進行補測、補查，以保證鑒定結論的準確性。此外，在房屋檢測鑒定的各類工作內(nèi)容中，對房屋的宏觀檢查是非常重要的一個環(huán)節(jié)。因為通過構件變形、開裂、歪閃等損壞現(xiàn)象反映出來的問題，一定是損傷積累到一定程度才在宏觀上反映出來的，所以是不容忽視的“大問題”。在排查這類“大問題”時還要排除非受力損傷（如溫度裂縫、干縮裂縫、人為破壞）的干擾；另外，需要根據(jù)現(xiàn)場具體情況，分析不同構件損傷的關聯(lián)性，才能對損傷成因作出更準確的判斷。