某石結構建筑安全性鑒定

方貞淦

(福建省抗震防災技術中心 福建福州 350001)

1 工程概況

某石結構建筑為集戲劇、電影、會堂于一體的綜合性公共建筑物，并于1978年建成投入使用。建筑總長度為58.80m，總寬度為34.00m，建筑總面積約為5100m2。座位容量1626位。門廳地下一層地上四層，屋面標高18.80m;觀眾廳跨度27.0m，柱頂標高15.0m，側廊為三層，跨度3.5m;舞臺(后廳)屋面標高21.3m。

結構質式:(1)門廳:石砌體承重墻體，鋼筋混凝土樓屋蓋;一層地板及樓梯踏步板、平臺均為石條板。(2)觀眾廳:石砌體排架柱架空石板條地面;屋蓋為梯形鋼屋架、木檁條、波形石棉水泥瓦;側廊為獨立料石柱，鋼筋混凝土樓屋蓋。(3)舞臺(后廳):石砌體承重墻體，鋼筋混凝土樓屋蓋，臺口梁為鋼筋混凝土梁，上系磚石砌體懸墻。(4)基礎為石砌體條形基礎。

因該房屋建成使用已久，業主為了解該房屋使用現狀及安全狀況，委托進行結構安全性鑒定。

圖1 建筑立面圖

本工程基本風壓w0=0.75kN/m2，地面粗糙度B類?？拐鹪O防烈度為7度，地震動峰加速度為0.10g，設計地震分組為第三組。鑒于業主未能提供工程地質勘查報告，根據附近場地地質勘查報告，該工程場地類別暫定為Ⅱ類。

2 鑒定依據

本工程鑒定依據主要有:

(1)《民用建筑安全性鑒定標準》GB 50292－1999

(2)《建筑抗震設計規范》GB 50011－2010

(3)《石結構房屋抗震設計規范》GBJ13－12－93(4)《建筑結構荷載規范》GB50009－2012

(5)《建筑工程抗震設防分類標準》GB50223－2008

(6)該建筑原設計圖紙

3 現場調查及檢查結果

3.1 建筑物建筑、結構平面布置及構件使用現狀調查

經現場調查，發現存在如下問題:

(1)四周墻體窗戶玻璃部分脫落、破損。

(2)門廳四層墻體局部出現裂縫(如:四層3/KL墻出現一道斜裂縫，最大縫寬約為1.0mm)。

(3)門廳屋面板局部出現裂縫(如:屋面1－3/K－M板底出現裂縫，且板底鋼筋外露、銹蝕)。

(4)觀眾廳與門廳交接處，觀眾廳第一開間縱墻出現斜裂縫，沿灰縫及石材塊體開裂，最大石材塊體裂縫約為4.0mm;觀眾廳后墻(4～5軸與K～L軸的墻)出現斜裂縫，石塊體斷裂，門廳正面轉角處出現脫裂。門廳后墻(4軸)與觀眾廳側廊交接處，個別梁下石砌體沿塊材出現豎向裂縫。

(5)觀眾廳側面走廊鋼筋混凝土板有明顯下撓，并出現裂縫，且板底有滲水痕跡。

(6)觀眾廳屋蓋在5－6軸開間缺上下弦橫向水平支撐。且部分桿件生銹，屋架端部銹蝕尤為嚴重。

(7)觀眾廳屋面木檁條部分腐蝕開裂，石棉水泥瓦老化、破損，出現滲水現象。

(8)舞臺屋面13－16/A－(1/B)板、13－16/(1/K)－M板板面鋼筋嚴重銹蝕、風化。

(9)舞臺口上部鋼支架銹蝕脫皮。

(10)舞臺屋蓋木檁條部分開裂，上弦混凝土梁中部均有一道貫通性裂縫。

3.2 現階段上部結構側向位移

根據現場條件，該樓布置4個測點進行側向位移檢查。數據表明:該樓各測點最大側向位移為H/1440;所檢測點側向位移均未超過規范限值要求，且未見房屋傾斜沿某方位呈規律性分布。

3.3 結構構件截面尺寸抽樣實測

結合現場條件，隨機抽取有代表性的結構構件及部位，實測層高、軸網尺寸以及結構構件截面尺寸。數據表明:該樓所檢部位基本符合原圖紙要求。

3.4 墻體砌筑砂漿強度抽樣檢測

經現場隨機取樣(除門廳的前墻、側墻為外密縫無法取樣外)，大部分砌體均有墊片粘土砂漿砌筑，現場取樣手觸粉碎，強度為零。

3.5 混凝土構件強度抽樣檢測

該樓現場采用回彈法檢測混凝土抗壓強度。數據表明:該樓所檢構件混凝土強度推定值均能滿足強度等級C25的要求。

4 上部承重結構驗算、分析及抗震性能評估

4.1 承載能力驗算結果

(1)屋架:原圖紙選用全國通用標準圖集G511(1975年)中GWJ27－1系例。查該圖集屋架允許屋面使用荷載標準值為3.0kN/m2(不含屋架及支撐自重)，開間為6.0m。

而該樓開間為3.9m，且屋面使用荷載標準值(含吊頂)僅1.35kN/m2，根據屋架允許使用荷載與實際荷載比較，以及計算結果，單榀屋架承載力可滿足要求。

屋架支撐設置與標準圖集G511規定不符，且檁條與舞臺橫墻及門廳橫墻連接措施不當。屋蓋空間剛度及整體穩定性不足。

(2)墻體(柱)

①說明:該樓墻體(柱)材料做法有三種:

A、門廳外墻為細石料(花崗巖，堅硬，可按MU60以上考慮)，為外密縫砌法，砂漿現場無法取樣。

B、除舞臺口橫墻外，其余墻體為粗料石(花崗巖，MU60以上考慮)，粘土砂漿(強度為零)，有墊片砌法。

C、門廳地下柱，觀眾廳側廊柱，舞臺側房柱等均用獨立料石柱，斷面尺寸200×300mm。

②靜力作用下

A、觀眾廳側墻:

在(恒+風)工況下:側廊獨立料石柱斷面尺寸(200×300mm)遠小于觀眾廳窗間帶壁柱墻截面尺寸，懸殊頗大，起不到協同抗側作用，可近似認為所有水平力作用均由觀眾廳側墻承擔。驗算結果表明:窗間墻截面承載力不滿足。

B、門廳墻體

a、200厚單軌內墻高厚比不滿足;

b、部分墻體承載力不滿足。

C、舞臺(后廳)

a、外墻高厚比偏大，不滿足;

b、獨立料石柱穩定性差。

③在地震作用下

《建筑抗震設計規范》第11.4.6條規定“石墻的截面抗震驗算，可參照本規范第7.2節其抗剪強度根據試驗數據確定”?！妒Y構抗震規范》第4.0.7條只給出砂漿強度等級M5.0以上的石砌體(有墊層，無墊層)沿灰縫截面破壞時的抗剪設計強度。

工程兩類砌體抗剪強度計算指標在規范中均未給出，且無試驗資料。因此，抗震驗算只能進行定性分析。

A、采用粘土砂漿砌筑的墻體(柱)，砂漿強度為0MPa。根據《砌體結構設計規范》附錄B中表B.0.1－2:砌體抗剪強度fv=k，即fv取決于砂漿抗壓強度f2。而 f2=0，側取 fv=0。

因此，凡采用粘土砂漿砌筑砌體，其抗震承載力均不能滿足。

B、外密縫砌筑石砌體，與同類砂漿砌筑石砌體相比，其抗震更為不利。

C、獨立料石柱，在地震作用下，將可能先行破壞，而導致房屋局部坍塌。

4.2 抗震性能評估

(1)門廳:

①總高、層數不符合《建造抗震設計規范》第11.4.2條規定:“多層石砌體房屋抗震設防烈度為7度時，總高度、層數不應超過10m，三層”的要求;層高不符合《建造抗震設計規范》第11.4.3條規定:“多層石砌體房屋的層高不宜超過3m”的要求。

②一層地板采用石板條，獨立料石支承柱，樓梯踏步板等采用石條板，門窗洞口采用石過梁，窗間墻采用獨立料石等均不符合《石結構抗震規范》第2.0.3條規定:“嚴禁采用石板、跨度大于1.0m的石梁及獨立料石柱作為承重構件”的要求。

③屋面上設有石砌體女兒墻、石砌體屋頂水箱等，且無有效拉結措施，對抗震不利。

④門廳與觀眾廳之間(4軸處)設置了變形縫，不符合《建筑抗震設計規范》第10.1.2條規定:“大廳、前廳、舞臺之間，不宜設防震縫分開”的要求。

(2)觀眾廳:

①側墻:采用石結構承重體系，不符合《建造抗震設計規范》第10.1.6條規定:“前廳與大廳、大廳與舞臺連接處的橫墻，應加強側向剛度，設置一定數量的鋼筋混凝土抗震墻”的要求。

②側廊、架空地面采用獨立料石柱承重，門窗洞口采用石過梁，均不符合《石結構抗震規范》第2.0.3條規定的要求。

(3)舞臺及耳光室

①舞臺口橫墻整體拉結性能差。

②耳光室采用下空懸墻(石墻)，且無有效拉結措施，耳光室內采用懸挑石樓板，均對抗震不利。

③舞臺側房系多層房屋，采用獨立料石柱，門窗洞口采用石過梁，均不符合《石結構抗震規范》第2.0.3條規定的要求。

(4)其他方面:

①砌筑砂漿:大部分墻體砌筑砂漿強度為0，不符合《石結構抗震規范》第3.0.4條規定:“砌體的砂漿強度等級不宜低于M5”的要求。

②大部分墻體(除門廳正側面及舞臺口外墻)均采用有墊層砌法，且為粘土砂漿砌筑，房屋強度指標低，耐久性差。

③砌體房屋均未設置構造柱，其結構整體性及延性均較差。

綜上部承重結構驗算、分析以及抗震性能評估結果，該樓上部結構安全性鑒定評級為Du級。

5 地基基礎分析及評級

鑒于該工程無地質資料，通過對墻體觀察，發現觀眾廳后墻(門廳)以及第一開間兩側縱墻出現斜裂縫(石塊開裂達3.0mm)，表明此處基礎已有較大的不均勻沉降;門廳正面轉角水平縫有輕微脫裂，表明此處基礎也出現不均勻沉降。

根據現場勘測結果及上部結構的反應等情況，該樓地基基礎安全性鑒定評級為Cu級。

6 鑒定單元安全性鑒定評級

根據地基基礎、上部承重結構安全性等級，該樓結構安全性鑒定評級為Dsu級，即該樓的安全性不滿足鑒定標準要求，嚴重影響整體承載，必須立即采取措施。

7 鑒定結論與建議

(1)該樓現有結構安全性鑒定評級為Dsu級，應立即采取措施。

(2)有裂縫和評定為Cu級、Du級的構件以及抗震質量缺陷，應采取措施。

(3)應考慮混凝土保護層偏薄(露筋)和鋼筋銹蝕對結構耐久性的不利影響。

(4)若采取加固補強措施，應補充該建筑巖土工程勘察報告，應補繪現有建筑物竣工圖，并同時進行抗震加固。

(5)屋面宜進行翻修。

(6)宜對建筑沉降及其上部結構反應繼續跟蹤觀測。

[1]GB 50292－1999，民用建筑可靠性鑒定標準[S].

[2]GB 50011－2010，建筑抗震設計規范[S].

[3]GB50009－2012，建筑結構荷載規范[S].

[4]戴國瑩，現有建筑加固改造綜合決策方法和工程應用，建筑結構，2006.11.