張東海
(太原市建筑工程質(zhì)量檢測站,山西太原 030002)
某學校教學樓為3層(局部4層)磚混結構,建筑總高度12.9m,建筑面積為3 506.7 m2,建于1987年,基礎為鋼筋混凝土條形基礎,上部主體結構承重墻體采用燒結粘土磚砌筑,樓(屋)蓋為預應力混凝土空心板。該建筑安全等級為二級,抗震設防分類為乙類,抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度0.20g。
要鑒定建筑結構的安全性及抗震性能,須檢查現(xiàn)有結構的現(xiàn)狀,包括結構布置、構造措施、地基基礎、材料強度、裂縫、變形等外觀質(zhì)量情況。
1)地基基礎檢測。2)主體結構檢測。a.砂漿強度檢測。b.磚強度檢測。c.混凝土強度檢測。d.外觀檢測。3)安全性鑒定。a.地基基礎安全性鑒定。b.上部承重結構安全性鑒定。4)抗震鑒定。a.抗震構造措施核查。b.墻體抗震能力指數(shù)計算。
1)鋼筋掃描儀。2)磚回彈儀(ZC4型)。3)砂漿回彈儀(ZC5型)。4)萬能試驗機(200 t)。5)紅外線測距儀(PD42型)。
根據(jù)學校實際情況,并經(jīng)校方同意、配合,對基礎進行開挖檢測,或者根據(jù)上部結構反映情況對地基基礎作出評價。
1)砂漿強度。采用回彈法對該建筑物砌筑砂漿抗壓強度進行檢測。依據(jù)GB/T 50315-2011砌體工程現(xiàn)場檢測技術標準第3.3.1,3.3.2條規(guī)定,該建筑按樓層劃分為三個檢測單元,每層為一個檢測單元,每一檢測單元內(nèi)抽取6個測區(qū)(6片墻)作為一個檢測批進行強度檢測。
2)磚強度。采用回彈法對該建筑物砌體磚抗壓強度進行檢測。依據(jù)GB/T 50315-2011砌體工程現(xiàn)場檢測技術標準第3.3.1條和14.1.2條規(guī)定,該建筑按樓層劃分為三個檢測單元,每層為一個檢測單元;每一檢測單元內(nèi)抽取10個測區(qū)(10片墻)作為一個檢測批進行強度檢測。
3)混凝土強度。采用鉆芯法對現(xiàn)澆混凝土構件強度進行檢測。依據(jù)CECS 03∶2007鉆芯法檢測混凝土強度技術規(guī)程要求,并根據(jù)現(xiàn)場實際情況且經(jīng)校方同意,對該建筑物抽取每層大梁進行混凝土強度檢測。
4)外觀質(zhì)量。對整幢建筑的外觀質(zhì)量進行全數(shù)檢查,包括墻體裂縫、結構變形和位移等影響結構安全的因素。
民用建筑鑒定單元的安全性鑒定評級,根據(jù)其地基基礎、上部承重結構部分的安全性等級,以及與整幢建筑有關的其他安全問題進行綜合評定。
1)地基基礎部分(子單元)。依據(jù)GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標準第6.2.4條規(guī)定,按上部結構反映的檢查結果對地基安全性進行評級。
2)上部承重結構(子單元)。上部承重結構(子單元)的安全性鑒定評級,根據(jù)其所含各種構件的安全性等級、結構的整體性等級,以及結構側向位移等級進行確定。
建筑抗震鑒定分為兩級。第一級鑒定以宏觀控制和構造鑒定為主進行綜合評價,第二級鑒定以抗震驗算為主結合構造影響綜合評價。該建筑物建于1987年,根據(jù)GB 50023-2009建筑抗震鑒定標準第1.0.4,1.0.5條規(guī)定,該建筑后續(xù)使用年限宜采用30年,所以,本次鑒定按GB 50023-2009建筑抗震鑒定標準所規(guī)定的A類砌體房屋抗震鑒定方法進行抗震鑒定。該建筑物為重點設防類,即乙類設防,重點設防類應按高于本地區(qū)抗震設防烈度1度的要求加強其抗震措施。該學校所處地區(qū)抗震設防烈度為8度,所以,本次鑒定按9度設防要求核查其抗震措施。
經(jīng)現(xiàn)場檢測,該教學樓為鋼筋混凝土條形基礎,基礎埋深為1 000 mm。在對基礎的檢查中,未發(fā)現(xiàn)傾斜、變形、裂縫等缺陷,未出現(xiàn)腐蝕、粉化等不良現(xiàn)象。上部結構未發(fā)現(xiàn)由于地基基礎不均勻沉降造成的結構構件開裂和傾斜。
結構材料強度見表1~表3。
表1 砌筑砂漿強度檢測 MPa
表2 磚強度檢測
表3 混凝土強度檢測
經(jīng)現(xiàn)場檢測,三層多數(shù)教室圈梁底部與墻體連接處有由于溫度變化產(chǎn)生的水平裂縫,裂縫寬度約1.0 mm;三層大部分教室外縱墻與樓板連接處有不同程度的漏雨現(xiàn)象,抹灰層出現(xiàn)起皮、脫落現(xiàn)象;該建筑外立面有磚砌扶壁柱,扶壁柱抹灰層大面積脫落。
經(jīng)現(xiàn)場檢測,該教學樓為鋼筋混凝土條形基礎,基礎埋深為1 000 mm。在對基礎的檢查中,未發(fā)現(xiàn)傾斜、變形、裂縫等缺陷,未出現(xiàn)腐蝕、粉化等不良現(xiàn)象。上部結構未發(fā)現(xiàn)由于地基基礎不均勻沉降造成的結構構件開裂和傾斜。依據(jù)GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標準第6.2.4條的規(guī)定,該建筑物地基基礎(子單元)安全性評定為Bu級。
6.2.1 主體結構構件安全性
1)砌體結構構件的安全性按承載能力評定:通過結構承載力驗算,該建筑物一層內(nèi)橫墻在地震作用下的抗力和作用效應之比均小于0.95,二層內(nèi)橫墻在地震作用下的抗力和作用效應之比均小于1.0。依據(jù)GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標準第4.4.2條規(guī)定,主體結構構件承載能力等級評定為Cu級。
2)砌體結構構件的安全性按構造評定:通過現(xiàn)場檢測及結構驗算,墻柱的高厚比符合國家現(xiàn)行設計規(guī)范要求;樓板為預制板結構,預制板與墻體或者梁的連接較差。教室大梁下方無構造柱。依據(jù)GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標準第4.4.3條規(guī)定,砌體結構構件構造的安全性等級評定為Cu級。
3)結構構件未出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的位移和變形,墻、柱無水平位移(或傾斜)。依據(jù)GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標準第4.4.4條規(guī)定,砌體結構構件安全性按不適于繼續(xù)承載的位移或變形評定為Bu級。
4)經(jīng)現(xiàn)場檢測,該建筑物三層圈梁底部與墻體連接處開裂,雖然為非受力裂縫,但是影響結構的整體性。依據(jù)GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標準第4.4.5條規(guī)定,該建筑物承重構件按不適于繼續(xù)承載的裂縫評定為Cu級。
主體結構構件安全性評級,應根據(jù)承載能力、構造以及不適于繼續(xù)承載的位移和裂縫綜合進行評定,依據(jù)GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標準第4.4.1條、6.3.2條規(guī)定,該建筑物主體結構構件安全性等級為Cu級。
6.2.2 結構整體性
該建筑物結構布置合理,結構選型及傳力路線設計正確,符合現(xiàn)行設計規(guī)范要求。但是該建筑樓板采用預制板結構,預制板結構房屋的樓板整體性較差。依據(jù)GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標準第6.3.4條規(guī)定,該建筑物結構整體性等級評定為Cu級。
6.2.3 上部承重結構不適于繼續(xù)承載的側向位移
經(jīng)變形測量,該建筑物承重墻無明顯頂點位移和層間位移,依據(jù)GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標準第6.3.5條的規(guī)定,結構側向位移評定為Bu級。
6.2.4 上部承重結構鑒定結論(子單元)
根據(jù)對該建筑物構件安全性、結構整體性和結構的側向位移的安全性評級,依據(jù)GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標準第6.3.6條的規(guī)定,該建筑物上部承重結構(子單元)安全性評定為Cu級。
根據(jù)上述評定,地基基礎安全性等級為Bu級,上部承重結構安全性等級為Cu級,故依據(jù)GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標準第8.1節(jié)的規(guī)定,綜合評定該建筑物(鑒定單元)安全性等級為Csu級。
1)抗震構造措施核查結果見表4。
表4 抗震構造措施核查結果
由表4可知,該建筑物抗震橫墻間距、外墻盡端至門窗洞邊的距離、內(nèi)墻陽角至門窗洞邊的最小距離等多項構造措施不滿足GB 50023-2009建筑抗震鑒定標準的要求。
2)墻體抗震能力指數(shù)計算結果見表5。
表5 墻體抗震能力指數(shù)計算結果
根據(jù)表5可知,該建筑的薄弱層為第二層,縱向墻體綜合抗震指數(shù)為0.83,橫向綜合抗震指數(shù)為0.62,均小于1.0,不滿足抗震要求。
1)依據(jù)GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標準的規(guī)定,綜合評定該建筑物整體安全性等級為Csu級。2)結合抗震措施鑒定及抗震承載力驗算綜合評定,該建筑物抗震能力不滿足8度抗震設防要求。
1)對該建筑物所有抗震承載力不足的墻段(體)以及預制板的搭接采取加固措施;由具備相應資質(zhì)的加固設計單位對本工程進行加固設計,并對加固后的結構重新進行結構承載力和抗震性能驗算;由具備相應資質(zhì)的施工單位,依據(jù)加固設計圖進行加固施工。
2)對不需加固墻體的裂縫進行修復處理。
[1]GB 50292-1999,民用建筑可靠性鑒定標準[S].
[2]GB 50023-2009,建筑抗震鑒定標準[S].
[3]GB/T 50315-2011,砌體工程現(xiàn)場檢測技術標準[S].