鞠志祥

（蘇州建設(shè)交通高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校）

0 引言

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)建筑業(yè)迅速發(fā)展，近幾年更是以每年20 億多平方米的速度遞增[1]。受自然環(huán)境因素及人為因素影響，建筑物隨著使用年限的增加，會(huì)逐漸顯露出缺陷或病害，結(jié)構(gòu)的可靠度降低[2]，因此，有必要對(duì)既有建筑物進(jìn)行安全鑒定與加固[3]。建筑的安全鑒定就是對(duì)這些建筑物進(jìn)行分析和評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)建筑物存在的隱患，指導(dǎo)采用科學(xué)有效的加固措施，改變其不平衡的狀態(tài)，延長(zhǎng)建筑物的使用壽命[4]。

1 工程概況

該工程為蘇州地區(qū)某中等專業(yè)學(xué)校教學(xué)樓工程，該工程于2011 年建成，在2020 年對(duì)工程主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全性檢測(cè)鑒定。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)為地上五層雙向多跨鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，總建筑面積為8989.4m2，建筑總高度18.80m。該工程設(shè)計(jì)合理使用年限為50 年，建筑物安全等級(jí)為二級(jí)，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)，基礎(chǔ)采用天然基礎(chǔ)；建筑抗震設(shè)防類別為重點(diǎn)設(shè)防類，抗震設(shè)防烈度提高為7 度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，建筑物場(chǎng)地類別為III 類；框架抗震等級(jí)為三級(jí)；基本風(fēng)壓為0.45kN/m2，基本雪壓為0.40kN/m2，地面粗糙度為B 類。該工程混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為：基礎(chǔ)墊層C10，其余部位C30。防潮層或地圈梁以下墻體用M7.5 水泥砂漿、MU10 蒸壓水泥磚砌筑，防潮層或地圈梁以上內(nèi)墻、外墻均采用Mb5 專用砂漿、MU7.5 混凝土空心砌塊，獨(dú)立磚柱、半磚墻、女兒墻、房屋頂層用M7.5 混合砂漿砌筑。建筑一層平面簡(jiǎn)圖如圖1 所示。

圖1 一層平面簡(jiǎn)圖（mm）

2 檢測(cè)結(jié)果

2.1 基本情況調(diào)查

經(jīng)調(diào)查：該工程為地上五層雙向多跨鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建筑面積為8989.4m2，于2011 年建成，自建成后主要作為學(xué)校辦公室、教室使用，未進(jìn)行過(guò)大規(guī)模維修、用途變更、改擴(kuò)建等活動(dòng)，未經(jīng)歷過(guò)地震災(zāi)害，未發(fā)生過(guò)火災(zāi)、爆炸、撞擊等事故。該工程一層～五層層高均為3.7m，建筑、結(jié)構(gòu)平面、立面布置及層高符合設(shè)計(jì)圖紙要求。該工程主要由現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱、梁承重，樓、屋面板均為現(xiàn)澆板，地上結(jié)構(gòu)部分填充墻體均采用“混凝土空心砌塊+專用水泥混合砂漿”砌筑?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，該工程一～五層主要作為辦公室、教室等使用，各區(qū)域使用功能符合設(shè)計(jì)圖紙要求。

該工程上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件所處環(huán)境為室內(nèi)正常環(huán)境或一般露天環(huán)境，依據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GB50292-2015 第4.2.5 條，其所屬環(huán)境類別為Ⅰ類一般大氣環(huán)境，作用等級(jí)為A 級(jí)或B 級(jí)[5]。

對(duì)該教學(xué)樓的永久作用、可變作用、偶然作用進(jìn)行調(diào)查結(jié)果如下：

⑴永久作用：主要為結(jié)構(gòu)構(gòu)件、建筑配件及構(gòu)造層的自重。

⑵可變作用：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，教室樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取2.00kN/m2，走廊樓面及陽(yáng)臺(tái)活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取2.50 kN/m2，疏散樓梯活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取3.50kN/m2，辦公室活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取2.00kN/m2，廁所活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取2.00kN/m2，不上人屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取0.50kN/m2，上人屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取2.00kN/m2；基本風(fēng)壓為0.45kN/m2，基本雪壓為0.40kN/m2。

⑶偶然作用：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，該工程抗震設(shè)防烈度提高為7 度，基本地震加速度值為0.10g，地震分組為第一組。經(jīng)調(diào)查，至本次檢測(cè)時(shí)，該工程未經(jīng)歷過(guò)火災(zāi)、爆炸、撞擊等作用。

2.2 地基基礎(chǔ)部分

2.2.1 裂縫檢查

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)該學(xué)校教學(xué)樓工程底層混凝土柱與地面連接處的裂縫情況進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)明顯的沉降裂縫、相對(duì)位移等現(xiàn)象，上部主體結(jié)構(gòu)及圍護(hù)結(jié)構(gòu)使用狀況較好，未發(fā)現(xiàn)明顯因地基不均勻沉降引起的裂縫、變形或位移等現(xiàn)象。

2.2.2 房屋整體傾斜測(cè)量

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)教學(xué)樓的4 處外墻角點(diǎn)，采用全站儀進(jìn)行房屋整體傾斜度測(cè)量?！督ㄖ鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011 表5.3.4 規(guī)定“多層及高層建筑整體傾斜，當(dāng)H<24m 時(shí)，允許傾斜率為4‰”[6]。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)4 個(gè)角點(diǎn)8 個(gè)方向的偏移量在8～18mm 不等，測(cè)量高度為18.5m，傾斜率均不超過(guò)1‰，滿足規(guī)范要求。依據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定，該工程地基基礎(chǔ)的安全性等級(jí)評(píng)為Au級(jí)。

2.3 上部承重結(jié)構(gòu)

2.3.1 軸線間距測(cè)量復(fù)核

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)教學(xué)樓工程隨機(jī)抽取25 處軸線間距，采用手持式激光測(cè)距儀進(jìn)行軸線間距測(cè)量復(fù)核，實(shí)測(cè)值相比設(shè)計(jì)值的誤差絕對(duì)值范圍在2～8mm，符合設(shè)計(jì)圖紙。

2.3.2 混凝土構(gòu)件截面尺寸測(cè)量

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)教學(xué)樓工程隨機(jī)抽取40 根混凝土柱、梁構(gòu)件，采用鋼卷尺進(jìn)行構(gòu)件截面尺寸測(cè)量。構(gòu)件實(shí)測(cè)粉刷層厚度約0.5～1cm，構(gòu)件含粉刷層實(shí)測(cè)值均符合設(shè)計(jì)圖紙。

2.3.3 配筋檢測(cè)

結(jié)構(gòu)配筋檢測(cè)包括混凝土構(gòu)件縱筋數(shù)量及箍筋間距檢測(cè)和鋼筋直徑檢測(cè)?，F(xiàn)場(chǎng)對(duì)教學(xué)樓工程隨機(jī)抽取40 根混凝土柱、梁構(gòu)件，采用HILTI 公司生產(chǎn)的PS 200鋼筋位置探測(cè)儀進(jìn)行柱側(cè)、梁底縱筋數(shù)量及箍筋間距的掃描檢測(cè)，主筋根數(shù)實(shí)測(cè)值和設(shè)計(jì)值吻合。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-2015 規(guī)定，綁扎鋼筋間距的允許偏差為±20mm。箍筋加密區(qū)間距實(shí)測(cè)值在95～108mm，設(shè)計(jì)值為100mm，滿足規(guī)范要求；非加密區(qū)間距設(shè)計(jì)值有兩種，分別為150mm 和200mm，實(shí)測(cè)值在154～162mm 之間和190～205mm 之間，均滿足規(guī)范要求。

隨機(jī)抽取15 根混凝土構(gòu)件，采用局部破損方法鑿出部分縱筋、箍筋，用游標(biāo)卡尺進(jìn)行鋼筋直徑測(cè)量。箍筋為螺紋鋼，設(shè)計(jì)直徑為8mm，實(shí)測(cè)內(nèi)徑在7.3～8.1mm；縱筋為螺紋鋼，設(shè)計(jì)直徑有18mm、20mm、22mm 共3 種，實(shí)測(cè)內(nèi)徑偏差均不超過(guò)0.4mm，滿足《鋼筋混凝土用鋼第2部分：熱軋帶肋鋼筋》（GB/T 1499.2-2018）第6.3 條要求[7]。

2.3.4 混凝土強(qiáng)度檢測(cè)

經(jīng)查設(shè)計(jì)資料，該工程柱、梁、板均采用C30 混凝土，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用鉆孔取芯機(jī)，每層樓隨機(jī)抽取3 根混凝土構(gòu)件，五層樓共計(jì)15 個(gè)構(gòu)件，各鉆取1 顆芯樣進(jìn)行混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)，抗壓強(qiáng)度換算值范圍在30.2～57.5MPa，滿足設(shè)計(jì)條件[8]。

2.3.5 填充墻體砌筑砂漿強(qiáng)度檢測(cè)

經(jīng)查設(shè)計(jì)圖紙，該工程填充墻采用“MU7.5 混凝土空心砌塊+Mb5 專用砂漿”砌筑。現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)抽10 片填充墻體，鑿除局部墻體表面粉刷層，對(duì)砌筑砂漿進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查，并采用SJY800B 型貫入式砂漿強(qiáng)度檢測(cè)儀進(jìn)行砌筑砂漿強(qiáng)度檢測(cè)[9]。經(jīng)檢查：該工程所抽檢墻體采用“混凝土空心砌塊+專用水泥混合砂漿”砌筑，符合設(shè)計(jì)要求，砌筑灰縫外觀質(zhì)量較好，抗壓強(qiáng)度推定値在8.8～10.2MPa，滿足設(shè)計(jì)要求。

2.4 結(jié)構(gòu)計(jì)算

根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行有效的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程、規(guī)定和國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，江蘇省有關(guān)現(xiàn)行有效設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程、規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)圖集，以及委托方提供的設(shè)計(jì)圖紙及現(xiàn)場(chǎng)抽檢結(jié)果，采用PKPM 系列軟件，對(duì)該工程主要受力構(gòu)件進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算。

2.4.1 參數(shù)選取

該工程主體結(jié)構(gòu)類型為地上五層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑，基本風(fēng)壓驗(yàn)算取值為0.45kN/m2，基本雪壓為0.40kN/m2；混凝土強(qiáng)度按設(shè)計(jì)值及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果取值C30；其他材料按設(shè)計(jì)圖紙取值。

2.4.2 荷載取值及組合

恒荷載：主要為結(jié)構(gòu)構(gòu)件、建筑配件及構(gòu)造層的自重。

活荷載：按照2.1 節(jié)內(nèi)容進(jìn)行取值。

式中：

Sk——雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；μr——屋面積雪分布系數(shù)；S0——基本雪壓(kN/m2)。風(fēng)荷載：當(dāng)計(jì)算主要承重結(jié)構(gòu)時(shí)，垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按式⑵計(jì)算：

式中：

Wk——風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；

βz——高度z 處的風(fēng)振系數(shù)；

μs——風(fēng)荷載體型系數(shù)；

μz——風(fēng)壓高度變化系數(shù)；

W0——基本風(fēng)壓(kN/m2)。

地震作用：建筑的重力荷載代表值取結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值和各可變荷載組合值之和。

荷載效應(yīng)組合：對(duì)于承載能力極限狀態(tài)，按荷載效應(yīng)的基本組合或偶然組合進(jìn)行荷載效應(yīng)組合[10]。

本工程基本組合采用簡(jiǎn)化規(guī)則，并應(yīng)按下列組合值中取最不利值確定：

⑴由可變荷載效應(yīng)控制的組合

式中：

γGj——第j 個(gè)永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)；

γQi——第i 個(gè)可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)，其中γQi為主導(dǎo)可變荷載Qi的分項(xiàng)系數(shù)；

γLi——第i 個(gè)可變荷載考慮設(shè)計(jì)使用年限的調(diào)整系數(shù)，其中γLi為主導(dǎo)可變荷載Qi考慮設(shè)計(jì)使用年限的調(diào)整系數(shù)；

SGjk——按第j 個(gè)永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值Gjk計(jì)算的荷載效應(yīng)值；

SQik——按第i 個(gè)永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值Gik計(jì)算的荷載效應(yīng)值；

ΨCi——第i 個(gè)可變荷載Qi的組合值系數(shù)；

m——參與組合的永久荷載數(shù)；

n——參與組合的可變荷載數(shù)。

⑵由永久荷載效應(yīng)控制的組合

圖2 計(jì)算模型

2.4.3 計(jì)算結(jié)果

本工程按承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行驗(yàn)算，并采用系數(shù)R/γ0S 對(duì)結(jié)構(gòu)各主要構(gòu)件評(píng)定等級(jí)，式中：γ0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，S——荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值，R——結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的設(shè)計(jì)值。

經(jīng)用中國(guó)建筑科學(xué)研究院編制的PKPM 系列結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件進(jìn)行驗(yàn)算，驗(yàn)算結(jié)果：該工程所抽檢的混凝土柱、梁等主要受力構(gòu)件的抗力與荷載效應(yīng)之比均大于等于1（R/γ0S≥1.0）。

綜上所述，依據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》，該工程上部承重結(jié)構(gòu)的安全性等級(jí)評(píng)定為Au級(jí)。

2.5 維護(hù)結(jié)構(gòu)承重部分

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，該工程為地上五層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑，主體結(jié)構(gòu)主要由混凝土柱、梁承重，樓面板、屋面板主要采用混凝土現(xiàn)澆板，結(jié)構(gòu)整體性符合相關(guān)規(guī)范要求。在平面布置上均勻、豎向布置上合理，結(jié)構(gòu)傳力路徑合理。對(duì)混凝土柱、梁、板及填充墻等構(gòu)件的外觀質(zhì)量及損傷情況檢查結(jié)果：

⑴(5-6)/(B-E)軸三層樓面板、(1-3)/(D-E)軸四層樓面板、(1-3)/(L-K)軸五層樓面板板底存在局部露筋現(xiàn)象，如圖3 所示；

圖3 局部露筋

⑵(1-3)/(D-E)軸區(qū)域三層懸挑梁底部存在局部粉刷層脫落現(xiàn)象，樓梯間、衛(wèi)生間門口、走廊填充墻體普遍存在局部粉刷層空鼓、脫落現(xiàn)象，(8-14)/E 軸屋面檐口存在局部瓦片脫落現(xiàn)象，如圖4 所示。

圖4 粉刷層脫皮空鼓

⑶該工程其余所檢構(gòu)件外觀質(zhì)量較好，未發(fā)現(xiàn)構(gòu)件存在結(jié)構(gòu)性受力裂縫及其它明顯損傷現(xiàn)象，梁、板未見(jiàn)明顯下?lián)犀F(xiàn)象。

⑷部分室內(nèi)吊頂、墻面存在局部滲水痕跡現(xiàn)象，其余所檢墻面、樓面、屋面未見(jiàn)明顯滲水痕跡。

因此，依據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》，該工程各單元圍護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的安全性等級(jí)評(píng)定為Bu級(jí)。

綜上，根據(jù)該工程地基基礎(chǔ)、上部承重結(jié)構(gòu)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)承重部分的安全性評(píng)級(jí)結(jié)果，并依據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》，該教學(xué)樓工程主體結(jié)構(gòu)的安全性等級(jí)評(píng)定為Asu級(jí)。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)蘇州地區(qū)某中專教學(xué)樓的安全鑒定，得到以下結(jié)論：

⑴對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全檢測(cè)，檢測(cè)方案和主要受力構(gòu)件的檢測(cè)鑒定至關(guān)重要，尤其是截面尺寸、混凝土強(qiáng)度、配筋的檢測(cè)。

⑵PKPM 軟件的應(yīng)用，對(duì)于承重結(jié)構(gòu)的承載能力驗(yàn)算提供了有效依據(jù)，能夠進(jìn)一步驗(yàn)證結(jié)構(gòu)取樣檢測(cè)的有效性，該軟件可在結(jié)構(gòu)承載能力檢測(cè)領(lǐng)域進(jìn)行推廣。

⑶在建筑結(jié)構(gòu)的使用過(guò)程中，不得改變建筑的用途，且使用荷載不能超過(guò)設(shè)計(jì)荷載；對(duì)于結(jié)構(gòu)的主要承載構(gòu)件，應(yīng)定期進(jìn)行檢查和維護(hù)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)咨詢相關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行處理。