某辦公廠房改造結構性能鑒定

冉磊

【摘 要】隨著現代社會的不斷發展，建筑工程加固改造也越來越多，對原有建筑物的加固改造已逐漸成為建筑業的重要組成部分。本文闡述了某廠房的結構性能鑒定，特別是針對原有結構拆除后，新結構安全性進行分析，為結構的加固設計提供合理的依據與方法。

【關鍵詞】廠房;結構改造;結構鑒定

Structural performance appraisal of an office building reconstruction

Ran Lei

近年來，我國的建筑發展迅猛，舊有建筑改造工程也日益增多。在舊建筑的改造建設中，由于受場地、原有建筑功能、結構形式及規范等諸多因素的影響，在改造工程設計中，出現結構體系變化，所受的地震力變化，導致結構構件承載力不足和結構整體剛度的不均勻。

1 工程概況

該廠房為地上四層鋼結構廠房，層高均為4.5m，總高18.6m，縱向柱距8.0m，橫向柱距8.0m，結構一、二、三層為雙向鋼框架結構、頂層為橫向門式剛架輕鋼結構。框架梁柱采用焊接H型鋼截面，頂層輕鋼結構采用變截面焊接焊接H型鋼剛架。連接螺栓采用10.9級摩擦型高強度螺栓和材料等級4.6級的C級普通螺栓。二、三、四層樓面采用現澆鋼筋混凝土板樓承板，屋面及圍護結構采用夾芯復合彩鋼板。廠房頂層門式剛架輕鋼結構分別在1-2軸、5-6軸柱間設置交叉支撐。屋面設有橫向和縱向水平交叉支撐，并沿廠房縱向設置剛性系桿。廠房基礎采用柱下鋼筋混凝土獨立基礎，基礎混凝土強度等級為C30，下設100mm厚C15素混凝土墊層。該廠房基礎持力層為圓礫層，地基處理方式采用換填墊層法，以1.0m厚碎石分層壓實回填至基礎底面以下100mm處，處理后的地基承載力特征值不小于 200kPa。該建筑物的結構安全等級為二級，設計使用年限為50年，抗震設防烈度為7度0.10g，設計地震分組為第三組，特征周期0.45s，場地土類別為Ⅱ類，抗震設防類別為丙類，結構抗震等級為三級，地基基礎設計等級為丙級，基本風壓為0.30KN/㎡，基本雪壓0.30KN/㎡。

現因使用功能改變，擬將四層標準化廠房改造為單層廠房，一層、二層、三層鋼框架內部結構及四層樓面結構進行拆除，包括內部鋼框柱，外圍柱、梁及屋蓋予以保留，拆除區域見圖1。為保證廠房主體結構的拆除安全，并為改造加固設計提供依據，對廠房結構進行可靠性鑒定，并對結構采取加固措施。

2現場檢測結果

經現場檢測，結構布置，截面尺寸以及支撐系統布置符合設計圖紙要求。

一～三層為鋼框架結構體系，對柱、梁等構件進行檢查，未見構件破損以及連接節點缺陷。門式剛架構件部分未見明顯破損與缺陷。屋面采用夾芯復合彩板，屋面檁條間距為1.50m，中間相鄰檁條間設有兩道直拉條，屋架間隔3.00m設有隅撐，邊檁條、中跨檁條設置兩道斜拉條和兩道撐桿，屋面板及屋面檁條未見明顯破損。圍護系統的建筑外圍護結構標高1.2m以下采用磚墻，外貼瓷磚，標高1.2m以上墻體采用夾芯復合彩板，現場檢測未見明顯破損。所以，原有結構本身沒有問題，需對拆除后的安全進行分析。

3 改造后計算分析

該廠房的原結構設計為一、二、三層為雙向剛接鋼框架結構、頂層橫向為門式剛架結構體系，進行變更后，二層、三層鋼框架結構拆除，現本次驗算時，強度、變形和位移均按照《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》（CECS 102：2002）要求設計。

根據擬定改造方案，基礎頂～13.500標高原結構內部框架全部拆除，僅保留A軸、D軸與1軸、6軸柱梁，基礎頂～13.500標高擬保留結構構件見圖2。

該廠房根據改造拆除后的結構實際狀況進行驗算：按照單層門式剛架結構進行驗算。剛架內力計算采用中國建筑科學研究院的PKPM2010-V4結構軟件，構件驗算采用手算和機算結合進行。

經驗算，2 -5軸剛架平面外穩定應力比不滿足要求，其剛架柱平面外穩定應力比2.27>1，鋼梁平面外穩定應力比不滿足要求;鋼梁撓度不滿足要求。

4 廠房可靠性鑒定評級

按照《工業建筑可靠性鑒定標準》（GB 50144-2008）進行鑒定評級。

4.1安全性評級

鑒定單元的標準榀剛架柱平面外穩定性不滿足要求，評定鑒定單元的剛架柱安全等級為d級。

鑒定單元的結構變更后布置不合理，由于拆除二、三層結構及四層樓面結構，柱子平面外穩定不滿足要求。屋面支撐系統布置滿足規范要求。具體評級見表1。

4.2使用性評級

上部承重結構的使用性等級，應按上部承重結構使用狀況和結構側向位移兩個項目評定，并取其中較低的評定等級作為上部承重結構的使用性等級。鑒定單元上部承重結構正常使用性評定為綜合級別為A。

5 結語及建議

5.1 結論

從以上計算分析可以得出以下結論：

1）該廠房原結構布置、構件截面尺寸、支撐系統布置等均與設計圖紙相符。

2）拆除改造后廠房主體結構總高超過輕鋼結構規范高度限值。

3）拆除改造后的廠房剛架柱穩定不滿足要求。

4）拆除改造后的廠房剛架梁平面外穩定應力比不滿足要求;剛架梁撓度超限，變形不滿足要求。

5.1 建議

根據以上結論，建議如下：

1）廠房改造拆除過程中，應先拆除原樓面板，暫時保留原框架柱、梁，待加固設計確定下一步拆除方案;

2）廠房總高超過輕鋼結構高度限值，加固設計應采取措施，以滿足規范要求;

3）根據改造方案驗算結果，應對柱進行加固處理，以保證剛架的穩定及承載功能。

5）根據改造方案驗算結果，應對剛架梁進行加固處理，并增設縱向系桿。

參考文獻：

[1] 《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》（CECS 102：2002）

[2] 《建筑抗震設計規范》，GB 50011-2010（2016年版）.中國建筑工業出版社

（作者單位：陜西建工第二建設集團有限公司）