丁新海DING Xin-hai；王延昭WANG Yan-zhao；井彥青JING Yan-qing

（①青島騰遠(yuǎn)設(shè)計(jì)事務(wù)所有限公司，青島266000；②中鐵建工集團(tuán)山東有限公司，青島266000；③青島市北城市建設(shè)投資有限公司，青島266000）

1 項(xiàng)目概況

青島某建筑建于1965 年，為近代歷史建筑。該項(xiàng)目位于青島市市北區(qū)歷史文化記憶示范片區(qū)，根據(jù)2018 年市政府批復(fù)的《青島市市北區(qū)歷史文化片區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃》（青政字（2018）49 號(hào)），該街坊主導(dǎo)功能為商住。

青島市市北區(qū)歷史文化片區(qū)占14 平方公里，共涉房屋總建面40.18 萬平米（歷史建筑25.62 萬平米，非歷史建筑14.56 萬平米）。歷史街區(qū)現(xiàn)存風(fēng)格迥異、建造考究的歷史保護(hù)建筑580 余處，其中各種文保建筑28 處（國(guó)保3處，省保10 處，市保3 處，區(qū)保12 處），集中了市北區(qū)95%以上歷史文化資源。該片區(qū)記錄了德占、日占、民國(guó)、新中國(guó)不同發(fā)展時(shí)期逐漸壯大的青島，留下了不同社會(huì)經(jīng)濟(jì)背景下的建設(shè)印記。功能上，德占時(shí)期形成大港、小港的港口作業(yè)區(qū)；第一次日占末期，形成了館陶路臨港商貿(mào)區(qū)及周邊生活配套區(qū)；隨后市區(qū)逐漸東擴(kuò)，其他歷史街區(qū)以居住功能為主，其中的典型優(yōu)秀代表就是青島里院。

里院是青島頗具特色的地域性傳統(tǒng)民居建筑形式，相比北京的四合院、上海的弄堂、福建的土樓，它是由西式洋樓與四合院巧妙結(jié)合而來的。在上世紀(jì)二三十年代，里院曾作為青島中下層市民的民居形式而普遍存在著。它不僅是老青島人避風(fēng)擋雨的居所，更是青島歷史的見證。

該建筑抗震設(shè)防分類為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防；該建筑為5 層磚混結(jié)構(gòu)，墻體為黏土磚砂漿砌體，砂漿標(biāo)號(hào)較低；墻厚1 層外墻為370mm，其他樓層內(nèi)外墻均為240mm；樓蓋為預(yù)制板，屋蓋為木結(jié)構(gòu)坡屋頂掛瓦；基礎(chǔ)形式為墻下剛性基礎(chǔ)，基礎(chǔ)持力層為巖石；整個(gè)結(jié)構(gòu)未設(shè)置構(gòu)造柱、圈梁。調(diào)整功能后恒荷載及活荷載較實(shí)際使用荷載略有減小。

圖1 現(xiàn)狀外立面圖

圖2 現(xiàn)狀組團(tuán)俯視圖

2 檢測(cè)內(nèi)容及結(jié)果

2.1 地基基礎(chǔ)

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)該建筑變形進(jìn)行控制觀測(cè)，建筑傾斜變形值較小，未發(fā)現(xiàn)地基不均勻沉降在上部結(jié)構(gòu)的不良反應(yīng)。由上部主體結(jié)構(gòu)反應(yīng)分析，該建筑地基基礎(chǔ)穩(wěn)定。

2.2 材料強(qiáng)度

墻體承重材料老化明顯，采用貫入法檢測(cè)該建筑承重墻體砌筑砂漿強(qiáng)度，同時(shí)采用回彈法檢測(cè)該建筑墻體粘土磚強(qiáng)度，推算該批或構(gòu)件強(qiáng)度換算值，最終結(jié)果，砌筑砂漿強(qiáng)度1～5 層均為M0.5，磚強(qiáng)度基本達(dá)到Mu5。

2.3 結(jié)構(gòu)缺陷及使用狀況普查

現(xiàn)場(chǎng)未發(fā)現(xiàn)存在不合理使用荷載，原建筑為筒子樓，各戶獨(dú)自加建很普遍，拆違改造后，恒荷載及活荷載均略有降低。

現(xiàn)場(chǎng)勘查發(fā)現(xiàn)該建筑主要存在的缺陷包括：①現(xiàn)場(chǎng)普遍存在墻體受潮起皮現(xiàn)象；②未設(shè)置構(gòu)造柱及圈梁；③混凝土構(gòu)件存在混凝土剝落、鋼筋銹蝕現(xiàn)象；④木屋架端頭腐爛；⑤頂板預(yù)制板裂縫、地面順板縫。如圖3。

綜合評(píng)價(jià)，該建筑現(xiàn)狀基本良好，縱橫交接墻體咬合較好，缺少構(gòu)造柱及圈梁，砂漿風(fēng)化嚴(yán)重，強(qiáng)度較低，大部分缺陷均為耐久性方面的缺陷，加固維修后可以正常使用。

圖3 現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)缺陷圖

3 結(jié)構(gòu)安全性評(píng)價(jià)的現(xiàn)狀及存在的問題

在進(jìn)行項(xiàng)目安全性評(píng)價(jià)的過程中經(jīng)常遇到下面兩個(gè)問題：其一，目標(biāo)使用年限如何確定，目標(biāo)使用年限決定了加固程度；其二，如何對(duì)既有建筑進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)。

3.1 目標(biāo)（后續(xù)）使用年限的確定

《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》[1]（GB50292-2015）（簡(jiǎn)稱可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)）第3.1.3 條，鑒定的目標(biāo)使用年限，應(yīng)根據(jù)該民用建筑的使用史、當(dāng)前的安全狀況和今后的維護(hù)制度，由建筑產(chǎn)權(quán)人和鑒定機(jī)構(gòu)共同商定。對(duì)需要采取加固措施的建筑，其目標(biāo)使用年限應(yīng)按現(xiàn)行相關(guān)結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定確定。該本規(guī)范中未明確目標(biāo)使用年限的具體確定方法，也未明確鑒定方法與目標(biāo)使用年限的聯(lián)系。

《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》[2]（GB50023-2009）（簡(jiǎn)稱抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)）第1.0.4 條及1.0.5 條按照后續(xù)使用年限將建筑劃分為A、B、C 三類，分別針對(duì)后續(xù)使用年限30 年、40 年、50年。上述分類是在平衡一個(gè)加固成本和社會(huì)資源充分利用的問題，分類也簡(jiǎn)單的以89 抗震規(guī)范、01 抗震規(guī)范為時(shí)間節(jié)點(diǎn)，將既有建筑分為3 類。該本規(guī)范后續(xù)使用年限定義很清晰，缺點(diǎn)是劃分不夠精細(xì)。中國(guó)建筑科學(xué)研究院程紹革著的《建筑抗震鑒定技術(shù)手冊(cè)》[3]中第2.4.1 節(jié)將2001年版抗震規(guī)范后所建的建筑按照10 版抗震規(guī)范進(jìn)行了細(xì)化，后續(xù)使用年限確定原則是可以按建筑建成投入使用后算起50 年。邱斌等在《建筑結(jié)構(gòu)安全性鑒定中部分問題的分析》[4]一文中建議將既有建筑按A、B、C、D 分為4 檔，增加了后續(xù)使用年限20 年的情況。

綜上，項(xiàng)目的目標(biāo)（后續(xù)）使用年限基本是按照抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定確定的，建議后續(xù)規(guī)范修定中對(duì)（后續(xù)）使用年限進(jìn)行細(xì)分，增加10 年、20 年后續(xù)使用年限的選項(xiàng)，目標(biāo)（后續(xù)）使用年限確定的影響因素應(yīng)該包括建筑的服役時(shí)間、目前所處的狀態(tài)、后續(xù)存在的價(jià)值等，應(yīng)該具體問題具體分析，最終決定權(quán)應(yīng)該屬于產(chǎn)權(quán)人和鑒定機(jī)構(gòu)。

3.2 如何對(duì)既有建筑進(jìn)行安全性鑒定

安全性評(píng)價(jià)應(yīng)包含可靠性鑒定及抗震鑒定。

《可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》第5.1.2 條，結(jié)構(gòu)構(gòu)件作用效應(yīng)的確定，作用的組合、作用的分項(xiàng)系數(shù)及組合值系數(shù)，應(yīng)按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》[7]（GB50009-2012）的規(guī)定執(zhí)行。

《抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》第3.0.5 條，抗震驗(yàn)算當(dāng)本標(biāo)準(zhǔn)未給出具體方法時(shí)，可采用現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》[8]（GB50011-2010）規(guī)定的方法。

綜上，目前我國(guó)對(duì)既有結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的驗(yàn)算方法仍然沿用新建建筑設(shè)計(jì)規(guī)范的方法，荷載和抗力分項(xiàng)系數(shù)的取值也與新建建筑設(shè)計(jì)規(guī)范的取值相同。這種規(guī)定并不合理，因?yàn)榧扔薪ㄖ谀承┓矫娴牟淮_定性要少于擬建建筑，若都按照新建建筑取值，既有建筑的目標(biāo)可靠度指標(biāo)將高于新建建筑，給從業(yè)者和業(yè)主之間的溝通造成了障礙。

靜力荷載工況下相關(guān)參數(shù)的取值與后續(xù)使用年限的關(guān)聯(lián)度較小，荷載和抗力分項(xiàng)系數(shù)的確定方法、可變荷載的確定方法，同濟(jì)大學(xué)的顧祥林教授在《既有建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全性分析》[9]一文中對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了深入闡述。

地震作用的取值與后續(xù)使用年限的關(guān)聯(lián)度較大，中國(guó)建筑科學(xué)研究院工程抗震研究所毋劍平等在《不同設(shè)計(jì)使用年限下地震作用的確定方法》[10]一文中對(duì)后續(xù)使用年限為10、20、30、40、50 年對(duì)應(yīng)的地震作用的調(diào)整系數(shù)做了闡述，其中30、40、50 年的地震作用調(diào)整系數(shù)與抗震鑒定規(guī)范一致，不同后續(xù)使用年限對(duì)應(yīng)的地震作用調(diào)整系數(shù)如表1。

表1 不同后續(xù)使用年限對(duì)應(yīng)的地震作用調(diào)整系數(shù)

根據(jù)王亞勇、戴國(guó)瑩合著的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范疑問解答》[11]，不同地震烈度區(qū)對(duì)應(yīng)不同設(shè)計(jì)使用年限的建筑抗震設(shè)防烈度如表2。

表2 不同設(shè)計(jì)使用年限的抗震設(shè)防烈度

抗震設(shè)防烈度7 度區(qū)，若設(shè)計(jì)使用年限為10 年，其抗震設(shè)防烈度為5.88 度。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第1.0.2條，只有抗震設(shè)防烈度6 度及以上地區(qū)的建筑才必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。若按使用年限10 年，很多歷史風(fēng)貌建筑存在的結(jié)構(gòu)體系混雜、平面和豎向嚴(yán)重不規(guī)則、設(shè)縫寬度不足等問題從規(guī)范層面上都得到了規(guī)避。

綜上，在相同目標(biāo)可靠指標(biāo)的前提下，既有建筑的荷載分項(xiàng)系數(shù)、抗力分項(xiàng)系數(shù)的取值宜與擬建建筑不同；在進(jìn)行地震作用驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)目標(biāo)使用年限的不同，對(duì)地震力進(jìn)行折減。

4 結(jié)構(gòu)安全性鑒定

安全性鑒定按照規(guī)范分2 個(gè)階段分別進(jìn)行，第一階段進(jìn)行可靠性鑒定，第二階段進(jìn)行抗震鑒定。

4.1 可靠性鑒定

在保證相同目標(biāo)可靠指標(biāo)的前提下，本項(xiàng)目參考顧祥林教授的論文，荷載的分項(xiàng)系數(shù)及抗力的分項(xiàng)系數(shù)取值見表3。

表3 計(jì)算參數(shù)取值對(duì)比表

底部樓層砌體受壓的計(jì)算結(jié)果見圖4，受壓不足需要加固的墻體比例比按規(guī)范算法少了30%，砌體墻加固的程度也有較大的降低。

圖4 砌體墻受壓計(jì)算結(jié)果圖

樓面的荷載較前期使用荷載值有所降低，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查，預(yù)制空心板現(xiàn)狀良好，支座可靠，因此僅需處理預(yù)制板間的順向接縫即可。

中部樓梯間部位的混凝土構(gòu)件存在混凝土剝落、鋼筋銹蝕的現(xiàn)象，需要進(jìn)行加固處理。

屋蓋結(jié)構(gòu)木梁及檁條腐爛或開裂、蟲蛀較嚴(yán)重的構(gòu)件，需重新置換，僅局部存在缺陷的構(gòu)件采用相應(yīng)的加固處理方案。

4.2 抗震鑒定

經(jīng)與業(yè)主溝通，最終確定將本工程的后續(xù)使用年限定位30 年。

本工程基礎(chǔ)持力層為巖石，基礎(chǔ)埋深在1m 左右，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第4.1.6 條，場(chǎng)地類別可以確定為Ⅰ類場(chǎng)地，根據(jù)抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)第3.0.6 條，Ⅰ類場(chǎng)地上的丙類建筑，7～9 度時(shí)，構(gòu)造要求可以降低一度。依據(jù)抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)第5.2.4 條，本工程對(duì)構(gòu)造柱、圈梁設(shè)置沒有具體要求，可以判定整體性連接構(gòu)造滿足要求。

該建筑年代久遠(yuǎn)，材料強(qiáng)度等級(jí)較低，且局部存在易倒塌的部位，抗震第一級(jí)鑒定不滿足要求。經(jīng)pkpm 計(jì)算分析，當(dāng)局部受壓不滿足要求的墻體加固后，二級(jí)鑒定按照抗震規(guī)范公式進(jìn)行構(gòu)件抗震驗(yàn)算，基本能滿足規(guī)范對(duì)A類建筑的要求（地震力乘以折減系數(shù)0.75）。

5 加固處理措施

多層砌體結(jié)構(gòu)加固的重點(diǎn)是改善主要受力構(gòu)件的承載力和延性，加強(qiáng)構(gòu)件之間的整體連接，提高結(jié)構(gòu)的整體性。

①通過現(xiàn)場(chǎng)勘查，對(duì)墻體存在局部缺陷的部位進(jìn)行修補(bǔ)加固，如墻體的開裂、使用過程中的人為損傷等；對(duì)不需要加固且未發(fā)現(xiàn)缺陷的墻體采用鋼絲網(wǎng)水泥砂漿面層補(bǔ)強(qiáng)。②混凝土構(gòu)件混凝土剝落、鋼筋銹蝕現(xiàn)象比較普遍，需要進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。③受壓不滿足要求的墻體、局部抗震驗(yàn)算不滿足要求的墻體進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。④局部開洞部位墻體的補(bǔ)強(qiáng)加固。⑤端頭腐蝕的木梁腐蝕部位的補(bǔ)強(qiáng)加固。

6 結(jié)語

該工程目前已經(jīng)基本竣工，結(jié)構(gòu)狀況良好，可為同類結(jié)構(gòu)加固改造提供一些參考：

①近代歷史風(fēng)貌建筑加固應(yīng)遵守《中國(guó)人民共和國(guó)文物保護(hù)法》規(guī)定的“不改變文物原狀”的原則；應(yīng)遵守文物建筑修繕的“四保存”原則，保存原形制，保存原材料，保存原工藝；應(yīng)遵守《威尼斯憲章》提出的四個(gè)原則：整體性原則、可識(shí)別原則、必要性原則、可逆性原則。②近代歷史建筑加固設(shè)計(jì)前，需對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)、計(jì)算和鑒定，根據(jù)建筑的現(xiàn)狀及存續(xù)價(jià)值，會(huì)同業(yè)主慎重確定合理的后續(xù)使用年限。③對(duì)既有建筑進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)時(shí)，在確保相同目標(biāo)可靠指標(biāo)的前提下，宜對(duì)規(guī)范規(guī)定的荷載分項(xiàng)系數(shù)、抗力分項(xiàng)系數(shù)及活荷載取值根據(jù)確定的后續(xù)使用年限進(jìn)行調(diào)整。④近代歷史風(fēng)貌建筑應(yīng)進(jìn)行抗震鑒定，抗震驗(yàn)算宜按當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度的要求采用，構(gòu)造可按當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度的要求適當(dāng)放松。