房屋安全鑒定中值得注意的幾個結構體系問題

文/張然 濟南市房屋安全檢測鑒定中心 山東濟南 250001

房屋安全鑒定中值得注意的幾個結構體系問題

文/張然 濟南市房屋安全檢測鑒定中心 山東濟南 250001

建筑行業中的“89規范體系”施行以前的房屋，其設計、施工的管理和技術要求與現行的技術標準存在著較大的不同。對于上世紀中后期經常采用，而現階段被減少、限制或淘汰的房屋結構體系，其結構安全性鑒定中，所需考慮的結構整體性相關因素，本文做了相應探討。

建筑結構體系；結構隱患；安全鑒定

由于歷史的原因，特別是建筑行業中的“89規范體系”施行以前的房屋，設計、施工的管理和技術要求與現行的技術標準存在著較大的不同，因而需要通過對以往房屋的設計、施工的研究來指導房屋鑒定工作。對于上世紀中后期經常采用而現階段被減少、限制或淘汰的房屋結構體系，這部分房屋受當時經濟條件的限制，房屋建筑材料也較為節儉，為了降低建筑造價，結構形式有的也較為混雜，同時設計、施工和管理明顯落后于現階段。由于這部分房屋存量較大，房齡也大都在三十年左右，一直是房屋安全管理和房屋安全鑒定工作所關注的重點。

1、部分框架結構，部分砌體結構房屋

砌體結構主要受力構件是墻體，所以小開間布局是其顯著的特點。為獲取較大空間，根據需要，有的在砌體結構中局部采用框架結構，造成房屋似砌體結構又非砌體結構，似框架結構又非框架結構，結構體系不明，傳力途徑不清楚。

框架結構和砌體結構剛度相差很大，受力性能和變形差異也很大，兩種結構難以共同工作，計算模型也很難確定，勉強確定計算簡圖和實際結構體系嚴重不符，導致計算結果與實際偏差較大。不僅上部結構，房屋地基也很難保證均勻沉降，構件開裂在所難免。如果房屋維修不及時，任其裂縫發展，必然降低構件或結構受力性能，產生安全隱患。因此這類房屋，不僅要注意砌體的裂縫，還要重點勘察框架結構的裂縫。在地震設防區，這種結構體系更不應采用。這種結構體系若非對稱布局，剛度相差會更大，在地震作用下極易發生扭轉破壞；即使對稱布局，因其砌體結構剛度遠大于框架結構的剛度，地震時承受較多地震作用，而砌體的抗裂性能很低，砌體開裂后剛度大幅下降，致使地震作用力只能由框架承受。若設計未考慮結構實際開裂后的內力重分配，則可能會在地震力作用下，導致結構被“各個擊破”而破壞。這類房屋常見的主要有部分為商店，部分為辦公的房屋等。也可能此類房屋尚未發生明顯病害現象，但采用此種結構體系為房屋帶來了先天缺陷，形成安全隱患，尤其是在對房屋進行可靠性評判中，應當考慮此因素。

2、底層框架磚房

上世紀七、八、九十年代此類結構多用于大中型城市臨街房屋；九十年代和本世紀初縣、市、鎮較多采用。這類房屋的結構特點是：底層的框架及剪力墻承受上部分結構的全部荷載，并且房屋底層層高一般是4.2m左右，結構設計中梁高的取值受限，梁的鋼筋用量大，一根框架梁或主梁承受上部四至五層的某一片區的墻體、樓板和活荷載，受力很大，其中還有相當大的集中荷載；框架柱同樣道理，軸力非常大；剪力墻墻體也是既承受上部墻體的均布荷載，又承受托梁傳來的集中荷載；磚砌體施工工藝相對復雜，如墻體的抗震墻部分和承受豎向荷載部分需要先砌后澆；分隔部分又需要先澆后砌。同時，墻體內還要根據需要設置拉結鋼筋，并采用不同的砌筑方式。設計中，有時容易疏漏，施工中有時難以滿足受力模式的需要，因此，鑒定中需重點調查是否存在整體平面布置不合理、抗震剪力墻設置不符合要求、上下部分側向剛度比不符合要求、過渡層加強措施不符合要求等結構布置方面的問題。

3、單跨框架結構房屋

單跨框架結構是由兩根柱子和單根梁組成的結構。為獲得較好的通風采光效果，過去很多中小學教學樓和生活設施建筑都采用單面走廊的形式，其結構形式也相應采用了單跨框架結構體系。而單跨框架作為框架結構的特殊形式，其抗側移剛度小，耗能能力弱，結構冗余度小，在遭遇強烈地震時，很容易造成分隔墻倒塌，甚至是由于單個豎向構件發生破壞繼而引發結構連續倒塌。如，1999年9月21日臺灣發生強烈地震，臺中客運站由于一側柱子破壞而導致全樓倒塌；再如，2008年，5月12日，汶川發生強烈地震，也有很多類似的情況。

這類建筑的安全隱患，在歷次的地震中，都證明這種結構體系對抗震嚴重不利，所以在總結經驗教訓的基礎上，新設計的建筑基本都避免采用單跨框架結構。已建成的單跨框架結構應當進行抗震鑒定并加固以提高其抗震能力。《建筑抗震設計規范》和《建筑抗震鑒定標準》也做了相應規定：

(1)《建筑抗震設計規范》第6.1.5條規定：“甲、乙類建筑以及高度大于24m丙類建筑，不應采用單跨框架結構；高度不大于24m丙類建筑不宜采用單跨框架結構”。

(2)《建筑抗震鑒定標準》第6.2.1條也規定：“框架結構不宜為單跨框架，乙類設防時，不應為單跨框架結構”。

根據單跨框架在地震荷載作用下，因為剛度小，而使側移變形大；因為冗余度小，耗能弱的特點，在進行房屋抗震鑒定中除依據標準進行外，要特別分清有利因素和不利因素，如：在主要結構是單跨框架的結構體系中，在一定距離內均勻設置多榀框架的結構體系，均勻的增加了剛度是有利因素，當滿足一定要求時，甚至可以認定不是單跨框架結構體系；在全部是單跨框架的結構體系中，端部小房間的框架中，利用粘土磚等剛性材料分隔，其它跨內空曠或輕質材料分隔，使結構體系的剛度不均勻，又增加了體系中的扭轉不利因素，對房屋的抗震性能更加降低，此類設置應予拆除更換或加固改造。對應其特點，在加固中，固然對梁柱配筋的加強，有利于安全，但增加結構的剛度會更加有效。如，在單跨方向有效（與框架柱共同工作）設置柱子翼墻（小段鋼筋混凝土墻）更加有效，一般這種剪力墻寬度不小于200mm，框架方向長度不小于600mm；在單跨方向均勻設置鋼支撐等措施也會取得較好的效果。

[1]林同炎.S.D斯多臺斯伯利.結構概念和體系.中國建筑工業出版社.2005.5

[2]清華大學土建工程安全研究中心.房屋建筑物安全管理制度與技術標準.清華大學出版社.2011.3

[3]陳建明.房屋安全鑒定實務.中國建筑工業出版社.2014.4