陳 宇
(翰林(福建)勘察設計有限公司 福建福州 350000)
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福州地區(qū)既有校舍第二批次鑒定的若干思考
陳 宇
(翰林(福建)勘察設計有限公司 福建福州 350000)
對福州地區(qū)既有校舍第二批次鑒定中發(fā)現(xiàn)的若干問題進行了論述,認為:校舍鑒定報告應平行提供安全性鑒定結論和抗震鑒定結論,并提出綜合處理建議;設計依據(jù)不明確時,可結合設計時間以及設計抗震構造措施綜合確定后續(xù)使用年限;抗震措施不符合要求時,若計入其構造影響后的綜合抗震能力滿足要求,鑒定結論不必再列出抗震措施問題;新建建筑的結構設計應加強保護層厚度的設計深度;日常維護制度的完善勢在必行;校舍功能布局擬調(diào)整時,校方宜在鑒定之前提供給鑒定單位。最后針對《福建省中小學校舍安全保障長效機制實施意見》提出了關于校舍年檢制度的建議。
既有中小學校舍;安全性鑒定;抗震鑒定
根據(jù)《福建省中小學校舍安全工程實施方案》[1],福州地區(qū)已于2011年完成了大量既有中小學校舍的抗震鑒定工作,該批次的鑒定工作主要由我司聯(lián)合福建省建筑工程質(zhì)量檢測檢測中心有限公司等檢測單位共同完成。鑒定對象為經(jīng)校舍安全排查確定需委托專業(yè)機構進行鑒定的既有校舍,其主要特點為設計施工資料不齊全,或原設計未考慮抗震設防,或建設年代久遠,多為磚混結構。對此類校舍的抗震鑒定問題,已有文獻[2-5]進行了論述,包括:既有建筑抗震鑒定應強調(diào)結構的綜合抗震能力,含結構體系、整體性連接構造等宏觀控制與構造鑒定,以及抗震驗算[2];結構方案及其確定的結構體系和傳力途徑是影響結構安全的最重要因素[3];總結了既有中小學校舍普遍存在的抗震缺陷以及處理對策等[4-5]。
近兩年,福州地區(qū)教育行政主管部門根據(jù)《福建省中小學校舍安全保障長效機制實施意見》(以下簡稱“實施意見”)[6],組織實施了第二批次既有中小學校舍鑒定工作。本批次校舍有別于上一批次的共性特點為“較為良好”,即設計施工資料較為齊全,原設計已考慮抗震設防,且主要為1990年以后設計建造的框架結構。經(jīng)上一批次既有校舍鑒定與加固改造后,后續(xù)需鑒定的既有校舍或許均具有上述“較為良好”的共性特點。由于第二批次相當數(shù)量校舍是我司在20世紀90年代至21世紀初參與設計的,且后期大量的校舍加固改造設計工作市局委托我司負責完成,因此本次校舍鑒定工作仍主要由我司配合省建筑工程質(zhì)量檢測檢測中心有限公司完成?,F(xiàn)有文獻[2-5]的論述對第二批次校舍鑒定仍然有著很好的借鑒意義,本文不再贅述,但提出了其它若干思考,供后續(xù)的校舍鑒定參考。
1.1 校舍鑒定內(nèi)容與鑒定結論的問題
《福建省中小學校舍安全工程實施方案》[1]已明確校舍鑒定內(nèi)容包括安全性鑒定與抗震鑒定?!督ㄖ拐痂b定標準》GB50023[7]主編所著文獻[2]說明了抗震鑒定對象為經(jīng)安全性鑒定可滿足正常使用要求的現(xiàn)有建筑,表明校舍鑒定內(nèi)容包括安全性鑒定與抗震鑒定是合理的。但工程實踐表明在校舍鑒定結論表達與理解方面存在一定混亂。
準則標準《工程結構可靠性設計統(tǒng)一標準》GB50153[8]將既有結構的可靠性評定內(nèi)容分為安全性、適用性、耐久性和必要時的抗災害能力(含地震區(qū)建筑的抗震鑒定),表明安全性鑒定與抗震鑒定是兩個平行的概念,其鑒定方法有差異,結構分析時荷載組合不同,提供的鑒定結論也不同[9]。安全性鑒定依據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標準》GB50292[10],其鑒定結論為提供安全性等級,分為Asu、Bsu、Csu及Dsu 4個級別;抗震鑒定依據(jù)《建筑抗震鑒定標準》GB50023[7],其鑒定結論為符合鑒定標準要求或不符合鑒定標準要求。以單跨框架結構校舍為例。依據(jù)《建筑抗震鑒定標準》GB50023[7],乙類設防的單跨框架結構應直接評為綜合抗震能力不符合鑒定標準要求,并采取改變結構體系的方法進行加固;依據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標準》GB50292[10],其安全性等級或許可評為Asu或Bsu級。雖然其安全性總體符合規(guī)范要求,但因綜合抗震性能不符合要求仍應加固。
現(xiàn)相關方較普遍存在的誤解是僅評為Csu或Dsu級的校舍才需加固,顯然是錯誤的。合理對策是校舍鑒定報告應平行提供安全性鑒定結論和抗震鑒定結論,并根據(jù)該兩個結論提出是否需要加固的綜合處理建議。
1.2 后續(xù)使用年限的確定問題
《建筑抗震鑒定標準》GB50023[7]和文獻[2]考慮現(xiàn)有的經(jīng)濟技術條件,按建造年代和原設計執(zhí)行的規(guī)范將后續(xù)使用年限分為30年、40年、50年三檔;相應地,分別采用A類、B類、C類建筑抗震鑒定方法,其鑒定內(nèi)容有所不同,達到的設防目標也略有差異。規(guī)范的規(guī)定是明確的,但工程實踐中困擾的是,福州地區(qū)在規(guī)范更新期間的校舍設計施工圖紙中,相當大量并未明確寫出設計所依據(jù)的規(guī)范號。此時后續(xù)使用年限的確定可結合設計時間以及設計抗震構造措施綜合判斷,其中對于設計時間,鑒于1993年7月1日之前的設計通常尚未執(zhí)行89系列設計規(guī)范,此時其后續(xù)使用年限一般可取30年(A類建筑); 2003年1月1日之前的設計一般仍執(zhí)行89系列設計規(guī)范,此時其后續(xù)使用年限可取40年(B類建筑)。
參考“可靠性”的定義,安全性鑒定也同樣應該確定后續(xù)使用年限,如同新建建筑設計時應注明設計使用年限。《民用建筑可靠性鑒定標準》GB50292[10]僅給出了后續(xù)使用年限的確定原則:根據(jù)既有建筑的使用歷史、當前技術狀況和今后的維修使用計劃,由委托方與使用方共同確定。鑒于校舍鑒定應根據(jù)安全性鑒定與抗震鑒定結果提出綜合處理建議,本文建議校舍鑒定時,安全性鑒定的后續(xù)使用年限宜按抗震鑒定的后續(xù)使用年限取相同值,并以該時間參數(shù)為基準對結構分析時的荷載取值進行折減。
1.3 抗震措施的鑒定問題
B類、C類建筑的抗震鑒定應綜合考慮抗震措施和現(xiàn)有抗震承載力進行判斷,部分鑒定人員對此的誤解是兩者均需滿足要求,導致難以根據(jù)鑒定報告提出合理的處理措施。最大的困擾可能是柱、梁的箍筋問題,相當大量的鑒定報告指出部分所檢柱、梁的箍筋分布不符合鑒定標準要求,鑒于澆筑混凝土過程中鋼筋移位、施工失誤,甚至惡意的偷工減料,實體結構中部分柱、梁箍筋分布不符合要求是較為普遍的問題之一。但根據(jù)此類鑒定結論,后續(xù)處理措施要面對的尷尬是:加固范圍如何確定,即全數(shù)加固還是部分加固;按“頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳”的思路,解決這個尷尬的直接方法是全數(shù)檢測,但顯然在工程實踐上難以實施。事實上,《建筑抗震鑒定標準》GB50023[7]強調(diào)的是結構的綜合抗震能力,當抗震構造措施不滿足要求時,抗震承載力驗算應計入構造的影響進行綜合評價,規(guī)范也明確給出了影響系數(shù)的取值。工程實踐表明,相當大量的工程由于現(xiàn)有抗震承載力較高,計入構造影響后其綜合抗震能力可滿足要求,此時并不需要因為箍筋問題而加固。
類似的抗震措施問題還包括結構的規(guī)則性、軸壓比等。此類抗震措施問題屬于抗震鑒定的中間環(huán)節(jié),當計入其構造影響后綜合抗震能力可滿足要求時,此類抗震措施問題可不必整改;相應地,抗震鑒定結論不必再列出此類抗震措施問題,以免相關方對鑒定結論及后續(xù)處理產(chǎn)生誤解。
中小學校舍因其所處環(huán)境較為良好,且結構構件通常有粉刷裝修,其耐久性隱患總體并不突出。但本批次校舍鑒定暴露出既有校舍存在規(guī)律性的局部耐久性隱患:部分校舍外圍結構構件的外側面,以及多數(shù)校舍的陽臺欄板鋼筋出現(xiàn)一定程度的銹蝕,局部出現(xiàn)順筋銹脹裂縫。外圍結構構件的外側面與陽臺欄板的共性特點是處于露天環(huán)境,對于福州地區(qū)校舍即為二a類環(huán)境;相對地,校舍其余結構構件處于一類室內(nèi)環(huán)境。
耐久性設計的重要性毋庸置疑,式(1)為承載能力極限狀態(tài)設計表達式,表明結構設計不考慮耐久性損傷的影響,在設計使用年限內(nèi)應預期不出現(xiàn)影響安全與適用性能的耐久性損傷。相應地,《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010[11]自2002版起新增“耐久性規(guī)定”章節(jié),針對不同的設計使用年限、環(huán)境類別區(qū)別規(guī)定了最低混凝土強度等級、最大氯離子含量、保護層厚度等。
γ0S≤R
(1)
式中:R=R(fc,fs,ak,…)/ γRd
就校舍外圍結構構件的耐久性設計而言,采取不同的混凝土材料或許難有實際的操作性,采取不同的保護層厚度是合理的選擇。(表1)為福州地區(qū)關于保護層厚度的常用設計表格,即設計文件通常僅根據(jù)規(guī)范列出保護層厚度設計指標供施工方“選擇”。此類設計屬于通用設計,對于具體項目缺乏針對性或深度不夠,且屬于細節(jié)問題易導致施工失誤。建議校舍結構設計時,針對不同環(huán)境的結構構件直接給出保護層設計值,如室內(nèi)柱、梁、板,外圍柱、梁的外側面,陽臺欄板等。這同樣適用于其它建筑物。
文獻[8]對日常維護的要求為必要的檢測、防護與維修。文獻[9]論述了日常維護對既有建筑在設計使用年限內(nèi)完成預定功能的重要性,也指出了目前既有建筑維護制度不完善的主要原因,為目前的政策法規(guī)對日常維護的執(zhí)行方或出資方的規(guī)定不明確。
本批次校舍鑒定發(fā)現(xiàn)因日常維護不足導致各類損傷,影響結構安全或使用安全。(圖1)為某校舍鋼格柵欄板耐久性損傷,顯然影響欄板抗推能力,其混凝土碎塊也易墜落傷人;其損傷可能有設計、施工問題,也必然有日常維護不足的問題,因欄板屬易更換構件。(圖2)為某校舍外墻粉刷空鼓易墜,且位于人流出入口。其它問題如屋面防水材料的使用年限明顯低于設計使用年限,但并未及時更換,導致滲漏及相應結構構件的耐久性損傷;外墻面磚不適應環(huán)境溫度反復作用而墜落傷人等。
以上表明既有建筑日常維護制度的完善勢在必行。
由于歷史原因,市區(qū)內(nèi)校舍多為歷經(jīng)多年分批建設,校區(qū)內(nèi)各棟校舍建筑風格往往不統(tǒng)一,教學功能、建筑布局也存在諸多不方便、不合理的情況,原有校舍及功能布局亟待提升。本次校舍鑒定后,絕大多數(shù)學校希望結合校園文化建設內(nèi)容進行抗震加固改造,因此本次校安改造內(nèi)容主要有以下5個部分:①結構抗震加固;②建筑立面造型改造;③室內(nèi)裝修;④水、電、暖改造及局部修繕;⑤功能布局調(diào)整。其中第⑤項功能布局調(diào)整對于鑒定工作有一定影響,如部分教學樓改為辦公樓,辦公樓局部樓層改為圖書閱覽室及藏書室,某些大開間教室改為階梯教室或?qū)嶒炇业?。上述調(diào)整將改變建筑的抗震設防類別,以及局部區(qū)域荷載大幅度提高。因此校方在鑒定工作之前宜知會鑒定單位,按調(diào)整后的使用功能開展工作,在荷載大幅度提高的區(qū)域加大檢測數(shù)量,這對于鑒定報告的針對性和準確性大有幫助,也為后續(xù)的改造設計提供更適用的數(shù)據(jù)。
如前所述,本批次校舍鑒定系根據(jù)“實施意見”[6]組織實施的首次鑒定,其鑒定對象的共性特點為“較為良好”。但因新修訂的《建筑工程設防分類標準》GB50223[12]將框架結構校舍的設防類別由標準設防類提高至重點設防類,包括單跨框架等結構體系在內(nèi)的部分抗震措施不符合規(guī)范要求;同時由于框架抗震等級提高一級,少數(shù)校舍的抗震承載力也不足。部分校舍尚存在前述耐久性問題、日常維護不足所致的問題,表明本批次委托專業(yè)機構進行校舍鑒定是必要的。
“實施意見”[6]為提高全省中小學校舍的防震減災能力,要求建立校舍安全年檢制度,其中一項要求為“達到重點設防類抗震設防標準的,每5年進行一次鑒定?!睆募夹g角度或許過于嚴格,如本批次已鑒定的校舍,若其抗震性能符合鑒定標準要求時應注明后續(xù)使用年限(30年、40年或50年),其定義為“在這個時期內(nèi),建筑不需重新鑒定和相應加固就能按預期目的使用、完成預定的功能”[7]。本文建議,可每年進行定期檢查,這相當于前述日常維護檢查;若檢查發(fā)現(xiàn)存在《建筑抗震鑒定標準》GB50023[7]規(guī)定的需鑒定的條件如設防烈度提高,或存在《民用建筑可靠性鑒定標準》GB50292[10]規(guī)定的需鑒定的條件如改變功能等,再委托專業(yè)機構進行鑒定,以避免不必要的浪費。
(1)校舍鑒定報告應平行提供安全性鑒定結論和抗震鑒定結論,并綜合該兩個結論提出是否需要加固的處理建議。
(2)當原設計依據(jù)的規(guī)范不明確時,可結合設計時間以及設計抗震構造措施綜合確定后續(xù)使用年限;安全性鑒定的后續(xù)使用年限宜與抗震鑒定取同一值。
(3)抗震措施不符合鑒定標準要求屬于鑒定的中間環(huán)節(jié),當計入其構造影響后綜合抗震能力可滿足要求時,抗震鑒定結論不應再列出此類抗震措施問題,以免相關方對鑒定結論產(chǎn)生誤解。
(4)新建建筑結構的保護層厚度設計現(xiàn)普遍采用通用設計模式,建議深化。
(5)既有建筑普遍缺乏日常維護,導致出現(xiàn)一定的安全問題或使用問題,日常維護制度的完善勢在必行。
(6)因校舍功能布局調(diào)整引起的建筑設防類別改變或局部區(qū)域荷載大幅度提高,校方宜在鑒定工作之前提供給鑒定單位。
(7)關于《福建省中小學校舍安全保障長效機制實施意見》[6]規(guī)定的校舍年檢制度,建議在每年進行定期檢查的基礎上,結合規(guī)范要求是否請專業(yè)機構作進一步鑒定。
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[12] GB50223-2008建筑工程抗震設防分類標準[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008.
Considerations on 2ndassessment of existing school buildings in Fuzhou
CHENYu
(Hanlin Survey and Design Institute Co.Ltd., Fuzhou 350000)
Some issues of 2nd assessment of existing school buildings in Fuzhou were discussed.The school building assessment reports should provide both safety assessment conclusion and aseismic assessment conclusion, and the suggestions of the comprehensive treatment.While design foundation is not clear, the subsequent service life can be determined by design time and aseismic structural measures.While the aseismic measures cannot meet the requirements and the aseismic capability meets the requirements, the problems on aseismic measures should not be list in the conclusion.Structural design of new buildings should strengthen the thickness of protection layer.Daily maintenance system is imperative under the situation.To adjust the proposed building functional layout, the school should previously provide the proposal to assessment institute.Suggestions of the school inspection system are given in the end on “Advises to develop the long-term safety and security implementation of primary and secondary schools in Fujian Province ”.
Existing middle and primary school buildings; Safety assessment; Aseismic assessment
陳宇(1971.11- ),男,高級工程師。
E-mail:459838797@qq.com
2016-08-25
TU3
A
1004-6135(2016)10-0047-04