方貞淦

(福建省抗震防災(zāi)技術(shù)中心 福建福州 350001)

1 工程概況

某石結(jié)構(gòu)建筑為集戲劇、電影、會(huì)堂于一體的綜合性公共建筑物，并于1978年建成投入使用。建筑總長(zhǎng)度為58.80m，總寬度為34.00m，建筑總面積約為5100m2。座位容量1626位。門廳地下一層地上四層，屋面標(biāo)高18.80m;觀眾廳跨度27.0m，柱頂標(biāo)高15.0m，側(cè)廊為三層，跨度3.5m;舞臺(tái)(后廳)屋面標(biāo)高21.3m。

結(jié)構(gòu)質(zhì)式:(1)門廳:石砌體承重墻體，鋼筋混凝土樓屋蓋;一層地板及樓梯踏步板、平臺(tái)均為石條板。(2)觀眾廳:石砌體排架柱架空石板條地面;屋蓋為梯形鋼屋架、木檁條、波形石棉水泥瓦;側(cè)廊為獨(dú)立料石柱，鋼筋混凝土樓屋蓋。(3)舞臺(tái)(后廳):石砌體承重墻體，鋼筋混凝土樓屋蓋，臺(tái)口梁為鋼筋混凝土梁，上系磚石砌體懸墻。(4)基礎(chǔ)為石砌體條形基礎(chǔ)。

因該房屋建成使用已久，業(yè)主為了解該房屋使用現(xiàn)狀及安全狀況，委托進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全性鑒定。

圖1 建筑立面圖

本工程基本風(fēng)壓w0=0.75kN/m2，地面粗糙度B類?？拐鹪O(shè)防烈度為7度，地震動(dòng)峰加速度為0.10g，設(shè)計(jì)地震分組為第三組。鑒于業(yè)主未能提供工程地質(zhì)勘查報(bào)告，根據(jù)附近場(chǎng)地地質(zhì)勘查報(bào)告，該工程場(chǎng)地類別暫定為Ⅱ類。

2 鑒定依據(jù)

本工程鑒定依據(jù)主要有:

(1)《民用建筑安全性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GB 50292－1999

(2)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011－2010

(3)《石結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ13－12－93(4)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009－2012

(5)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB50223－2008

(6)該建筑原設(shè)計(jì)圖紙

3 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及檢查結(jié)果

3.1 建筑物建筑、結(jié)構(gòu)平面布置及構(gòu)件使用現(xiàn)狀調(diào)查

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)存在如下問題:

(1)四周墻體窗戶玻璃部分脫落、破損。

(2)門廳四層墻體局部出現(xiàn)裂縫(如:四層3/KL墻出現(xiàn)一道斜裂縫，最大縫寬約為1.0mm)。

(3)門廳屋面板局部出現(xiàn)裂縫(如:屋面1－3/K－M板底出現(xiàn)裂縫，且板底鋼筋外露、銹蝕)。

(4)觀眾廳與門廳交接處，觀眾廳第一開間縱墻出現(xiàn)斜裂縫，沿灰縫及石材塊體開裂，最大石材塊體裂縫約為4.0mm;觀眾廳后墻(4～5軸與K～L軸的墻)出現(xiàn)斜裂縫，石塊體斷裂，門廳正面轉(zhuǎn)角處出現(xiàn)脫裂。門廳后墻(4軸)與觀眾廳側(cè)廊交接處，個(gè)別梁下石砌體沿塊材出現(xiàn)豎向裂縫。

(5)觀眾廳側(cè)面走廊鋼筋混凝土板有明顯下?lián)?，并出現(xiàn)裂縫，且板底有滲水痕跡。

(6)觀眾廳屋蓋在5－6軸開間缺上下弦橫向水平支撐。且部分桿件生銹，屋架端部銹蝕尤為嚴(yán)重。

(7)觀眾廳屋面木檁條部分腐蝕開裂，石棉水泥瓦老化、破損，出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。

(8)舞臺(tái)屋面13－16/A－(1/B)板、13－16/(1/K)－M板板面鋼筋嚴(yán)重銹蝕、風(fēng)化。

(9)舞臺(tái)口上部鋼支架銹蝕脫皮。

(10)舞臺(tái)屋蓋木檁條部分開裂，上弦混凝土梁中部均有一道貫通性裂縫。

3.2 現(xiàn)階段上部結(jié)構(gòu)側(cè)向位移

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，該樓布置4個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行側(cè)向位移檢查。數(shù)據(jù)表明:該樓各測(cè)點(diǎn)最大側(cè)向位移為H/1440;所檢測(cè)點(diǎn)側(cè)向位移均未超過規(guī)范限值要求，且未見房屋傾斜沿某方位呈規(guī)律性分布。

3.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸抽樣實(shí)測(cè)

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件，隨機(jī)抽取有代表性的結(jié)構(gòu)構(gòu)件及部位，實(shí)測(cè)層高、軸網(wǎng)尺寸以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸。數(shù)據(jù)表明:該樓所檢部位基本符合原圖紙要求。

3.4 墻體砌筑砂漿強(qiáng)度抽樣檢測(cè)

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)取樣(除門廳的前墻、側(cè)墻為外密縫無法取樣外)，大部分砌體均有墊片粘土砂漿砌筑，現(xiàn)場(chǎng)取樣手觸粉碎，強(qiáng)度為零。

3.5 混凝土構(gòu)件強(qiáng)度抽樣檢測(cè)

該樓現(xiàn)場(chǎng)采用回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度。數(shù)據(jù)表明:該樓所檢構(gòu)件混凝土強(qiáng)度推定值均能滿足強(qiáng)度等級(jí)C25的要求。

4 上部承重結(jié)構(gòu)驗(yàn)算、分析及抗震性能評(píng)估

4.1 承載能力驗(yàn)算結(jié)果

(1)屋架:原圖紙選用全國(guó)通用標(biāo)準(zhǔn)圖集G511(1975年)中GWJ27－1系例。查該圖集屋架允許屋面使用荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3.0kN/m2(不含屋架及支撐自重)，開間為6.0m。

而該樓開間為3.9m，且屋面使用荷載標(biāo)準(zhǔn)值(含吊頂)僅1.35kN/m2，根據(jù)屋架允許使用荷載與實(shí)際荷載比較，以及計(jì)算結(jié)果，單榀屋架承載力可滿足要求。

屋架支撐設(shè)置與標(biāo)準(zhǔn)圖集G511規(guī)定不符，且檁條與舞臺(tái)橫墻及門廳橫墻連接措施不當(dāng)。屋蓋空間剛度及整體穩(wěn)定性不足。

(2)墻體(柱)

①說明:該樓墻體(柱)材料做法有三種:

A、門廳外墻為細(xì)石料(花崗巖，堅(jiān)硬，可按MU60以上考慮)，為外密縫砌法，砂漿現(xiàn)場(chǎng)無法取樣。

B、除舞臺(tái)口橫墻外，其余墻體為粗料石(花崗巖，MU60以上考慮)，粘土砂漿(強(qiáng)度為零)，有墊片砌法。

C、門廳地下柱，觀眾廳側(cè)廊柱，舞臺(tái)側(cè)房柱等均用獨(dú)立料石柱，斷面尺寸200×300mm。

②靜力作用下

A、觀眾廳側(cè)墻:

在(恒+風(fēng))工況下:側(cè)廊獨(dú)立料石柱斷面尺寸(200×300mm)遠(yuǎn)小于觀眾廳窗間帶壁柱墻截面尺寸，懸殊頗大，起不到協(xié)同抗側(cè)作用，可近似認(rèn)為所有水平力作用均由觀眾廳側(cè)墻承擔(dān)。驗(yàn)算結(jié)果表明:窗間墻截面承載力不滿足。

B、門廳墻體

a、200厚單軌內(nèi)墻高厚比不滿足;

b、部分墻體承載力不滿足。

C、舞臺(tái)(后廳)

a、外墻高厚比偏大，不滿足;

b、獨(dú)立料石柱穩(wěn)定性差。

③在地震作用下

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第11.4.6條規(guī)定“石墻的截面抗震驗(yàn)算，可參照本規(guī)范第7.2節(jié)其抗剪強(qiáng)度根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定”。《石結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范》第4.0.7條只給出砂漿強(qiáng)度等級(jí)M5.0以上的石砌體(有墊層，無墊層)沿灰縫截面破壞時(shí)的抗剪設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

工程兩類砌體抗剪強(qiáng)度計(jì)算指標(biāo)在規(guī)范中均未給出，且無試驗(yàn)資料。因此，抗震驗(yàn)算只能進(jìn)行定性分析。

A、采用粘土砂漿砌筑的墻體(柱)，砂漿強(qiáng)度為0MPa。根據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄B中表B.0.1－2:砌體抗剪強(qiáng)度fv=k，即fv取決于砂漿抗壓強(qiáng)度f2。而 f2=0，側(cè)取 fv=0。

因此，凡采用粘土砂漿砌筑砌體，其抗震承載力均不能滿足。

B、外密縫砌筑石砌體，與同類砂漿砌筑石砌體相比，其抗震更為不利。

C、獨(dú)立料石柱，在地震作用下，將可能先行破壞，而導(dǎo)致房屋局部坍塌。

4.2 抗震性能評(píng)估

(1)門廳:

①總高、層數(shù)不符合《建造抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第11.4.2條規(guī)定:“多層石砌體房屋抗震設(shè)防烈度為7度時(shí)，總高度、層數(shù)不應(yīng)超過10m，三層”的要求;層高不符合《建造抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第11.4.3條規(guī)定:“多層石砌體房屋的層高不宜超過3m”的要求。

②一層地板采用石板條，獨(dú)立料石支承柱，樓梯踏步板等采用石條板，門窗洞口采用石過梁，窗間墻采用獨(dú)立料石等均不符合《石結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范》第2.0.3條規(guī)定:“嚴(yán)禁采用石板、跨度大于1.0m的石梁及獨(dú)立料石柱作為承重構(gòu)件”的要求。

③屋面上設(shè)有石砌體女兒墻、石砌體屋頂水箱等，且無有效拉結(jié)措施，對(duì)抗震不利。

④門廳與觀眾廳之間(4軸處)設(shè)置了變形縫，不符合《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第10.1.2條規(guī)定:“大廳、前廳、舞臺(tái)之間，不宜設(shè)防震縫分開”的要求。

(2)觀眾廳:

①側(cè)墻:采用石結(jié)構(gòu)承重體系，不符合《建造抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第10.1.6條規(guī)定:“前廳與大廳、大廳與舞臺(tái)連接處的橫墻，應(yīng)加強(qiáng)側(cè)向剛度，設(shè)置一定數(shù)量的鋼筋混凝土抗震墻”的要求。

②側(cè)廊、架空地面采用獨(dú)立料石柱承重，門窗洞口采用石過梁，均不符合《石結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范》第2.0.3條規(guī)定的要求。

(3)舞臺(tái)及耳光室

①舞臺(tái)口橫墻整體拉結(jié)性能差。

②耳光室采用下空懸墻(石墻)，且無有效拉結(jié)措施，耳光室內(nèi)采用懸挑石樓板，均對(duì)抗震不利。

③舞臺(tái)側(cè)房系多層房屋，采用獨(dú)立料石柱，門窗洞口采用石過梁，均不符合《石結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范》第2.0.3條規(guī)定的要求。

(4)其他方面:

①砌筑砂漿:大部分墻體砌筑砂漿強(qiáng)度為0，不符合《石結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范》第3.0.4條規(guī)定:“砌體的砂漿強(qiáng)度等級(jí)不宜低于M5”的要求。

②大部分墻體(除門廳正側(cè)面及舞臺(tái)口外墻)均采用有墊層砌法，且為粘土砂漿砌筑，房屋強(qiáng)度指標(biāo)低，耐久性差。

③砌體房屋均未設(shè)置構(gòu)造柱，其結(jié)構(gòu)整體性及延性均較差。

綜上部承重結(jié)構(gòu)驗(yàn)算、分析以及抗震性能評(píng)估結(jié)果，該樓上部結(jié)構(gòu)安全性鑒定評(píng)級(jí)為Du級(jí)。

5 地基基礎(chǔ)分析及評(píng)級(jí)

鑒于該工程無地質(zhì)資料，通過對(duì)墻體觀察，發(fā)現(xiàn)觀眾廳后墻(門廳)以及第一開間兩側(cè)縱墻出現(xiàn)斜裂縫(石塊開裂達(dá)3.0mm)，表明此處基礎(chǔ)已有較大的不均勻沉降;門廳正面轉(zhuǎn)角水平縫有輕微脫裂，表明此處基礎(chǔ)也出現(xiàn)不均勻沉降。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)結(jié)果及上部結(jié)構(gòu)的反應(yīng)等情況，該樓地基基礎(chǔ)安全性鑒定評(píng)級(jí)為Cu級(jí)。

6 鑒定單元安全性鑒定評(píng)級(jí)

根據(jù)地基基礎(chǔ)、上部承重結(jié)構(gòu)安全性等級(jí)，該樓結(jié)構(gòu)安全性鑒定評(píng)級(jí)為Dsu級(jí)，即該樓的安全性不滿足鑒定標(biāo)準(zhǔn)要求，嚴(yán)重影響整體承載，必須立即采取措施。

7 鑒定結(jié)論與建議

(1)該樓現(xiàn)有結(jié)構(gòu)安全性鑒定評(píng)級(jí)為Dsu級(jí)，應(yīng)立即采取措施。

(2)有裂縫和評(píng)定為Cu級(jí)、Du級(jí)的構(gòu)件以及抗震質(zhì)量缺陷，應(yīng)采取措施。

(3)應(yīng)考慮混凝土保護(hù)層偏薄(露筋)和鋼筋銹蝕對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性的不利影響。

(4)若采取加固補(bǔ)強(qiáng)措施，應(yīng)補(bǔ)充該建筑巖土工程勘察報(bào)告，應(yīng)補(bǔ)繪現(xiàn)有建筑物竣工圖，并同時(shí)進(jìn)行抗震加固。

(5)屋面宜進(jìn)行翻修。

(6)宜對(duì)建筑沉降及其上部結(jié)構(gòu)反應(yīng)繼續(xù)跟蹤觀測(cè)。

[1]GB 50292－1999，民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]GB 50011－2010，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]GB50009－2012，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].

[4]戴國(guó)瑩，現(xiàn)有建筑加固改造綜合決策方法和工程應(yīng)用，建筑結(jié)構(gòu)，2006.11.