某酒店加層改造后整樓安全性鑒定

羅 飛

(山西省建筑科學研究院有限公司，山西 太原 030001)

0 引言

某地下1層、地上4層酒店，近期因使用需要，在原有混合結構基礎上加蓋兩層鋼結構，現僅有原建筑及加層鋼結構各自獨立設計圖，鑒于2020年3月7日發生的泉州欣佳酒店事故教訓，在加固完成后對整樓進行了安全性鑒定并提出相應的處理建議。

1 工程概況

該酒店位于太原市，抗震設防烈度為8度[1]，建筑抗震設防類別為丙類，場地類別為Ⅲ類。原結構為半砌體半框架混合結構，建于20世紀90年代，為地下1層、地上4層建筑，坐西朝東，呈矩形布置，建筑南北向總長約為80.2 m，南北向中間位置設置有結構縫，結構縫兩側對稱布置，東西向總寬約13.3 m，總建筑面積約5 636.24 m2，建筑物高度為15.45 m。基礎為鋼筋混凝土條形基礎。現對該建筑進行加層改造，加蓋兩層為鋼框架結構，加層后為地上6層建筑，建筑總面積約為8 000 m2，建筑物高度為22.35 m。

原建筑的一個結構單元結構標準層平面布置圖見圖1，加層鋼結構平面布置圖見圖2。

2 現場檢測

2.1 地基基礎檢查

現場根據實際條件，在3/B軸柱東北角處開挖一個探井，根據探井內的地基基礎情況，可知該酒店基礎型式為鋼筋混凝土條形基礎，基礎高度約為0.4 m，單邊外擴尺寸為1.5 m，基礎埋深約1.3 m，基礎下方有100 mm厚混凝土墊層，基礎型式符合原設計要求。基礎下為卵石層，天然地基承載力較大。

2.2 結構布置檢查

經現場檢查，結構平面布置圖與設計基本相符，地下1層～ 地上4層為半砌體半框架混合結構，南北兩側山墻及西側外縱墻為370 mm厚燒結普通磚墻承重，東側外縱墻及內部為框架承重；加蓋5層、6層為鋼框架結構，柱梁節點采用栓焊混合連接，次梁與主梁采用摩擦型高強度螺栓連接。

2.3 主體及圍護結構現狀檢查

經現場檢查，主體結構中僅地下1層及4層少量樓板存在溫度—收縮非受力裂縫，其余承重構件未見明顯異常。樓板非受力裂縫在開裂程度較輕且無持續發展趨勢的情況下，對結構構件的承載能力并無實質性危害，但裂縫長期存在對構件耐久性有嚴重影響，且影響房屋使用功能。圍護結構中僅地下室D軸個別填充墻體存在斜向裂縫，據業主方反映該區域幾年前曾開挖布設地下污水管道，此裂縫應為管道施工而導致該區域地基受到擾動，發生了一定程度的局部地基不均勻變形所致。現沉降已隨著管道回填而重新處于穩定狀態，再無發展，填充墻體開裂不影響結構整體安全，但是因為開裂墻體為地下室外墻，對墻體抗滲不利。

2.4 周邊場地現狀檢查

現場通過對該樓周邊場地地面缺陷進行檢查，未發現有明顯缺陷；對室外散水與墻體連接處進行檢查，未發現散水與墻體連接處存在拉開等異常情況。

2.5 荷載調查

經現場檢查，酒店荷載與原設計變化主要包括以下幾點：

1)部分非承重墻體布置與原設計不同：3層～4層房間加氣塊隔墻位置未處于梁軸線上。如：4層2/B-C隔墻偏離軸線300 mm；3層6/B-C隔墻偏離軸線500 mm等。

2)5層～6層新增鋼框架結構，導致屋面荷載存在變化，建模計算時按實際情況考慮。

3)1層～6層東面外掛玻璃幕墻且與原結構連接，導致結構荷載發生變化。

4)該樓2層～4層少數區域建筑功能與原設計不符，如原3層2-3/B-C為酒店住房，現改為衛生間。

2.6 材料強度測試

2.6.1砌筑砂漿抗壓強度檢測

本次檢測采用貫入法對砌筑砂漿的抗壓強度進行檢測。依據JGJ/T 136—2017貫入法檢測砌筑砂漿抗壓強度技術規程將該樓地下1層至地上4層墻體砌筑砂漿劃為同一個檢測批，現場布置6個測區，經檢測并計算，該樓砌筑砂漿現齡期抗壓強度推定值取5.9 MPa，結構驗算時按原設計強度等級M5進行取值。

2.6.2燒結普通磚抗壓強度檢測

本次檢測采用回彈法對承重墻體磚的抗壓強度進行抽檢，依據GB/T 50315—2011砌體工程現場檢測技術標準，現場選取10道承重墻體構件，每個構件各布置1個測區，每個測區選取10塊磚，經檢測計算，該樓黏土實心磚抗壓強度等級推定為MU7.5，結構驗算時按原設計MU7.5進行取值。

2.6.3混凝土現齡期抗壓強度檢測

依據JGJ/T 384—2016鉆芯法檢測混凝土強度技術規程的相關規定，在該樓具備檢測條件的混凝土構件上隨機抽取20根混凝土構件，分別在每個構件上鉆取1個芯樣，全樓共抽取20個混凝土芯樣。經計算，該樓20個芯樣試件混凝土現齡期抗壓強度為28.5 MPa～57.2 MPa，均達到了設計強度等級(C25)要求的立方體抗壓強度標準值。

2.7 混凝土碳化深度檢測

經查閱圖紙知，混凝土梁、柱的鋼筋保護層厚度設計值為25 mm。本次所取20個芯樣中符合檢測條件的有17個混凝土構件，其中共有3個構件的混凝土碳化深度已超過原設計鋼筋保護層厚度，說明原建筑在十幾年使用過程中少量構件耐久性存在一定削弱。

2.8 混凝土構件現場檢測

通過現場抽檢測量，原建筑混凝土柱、梁、板構件配筋與原建筑結構圖紙基本相符；原建筑混凝土柱、梁構件截面尺寸與原建筑結構圖紙基本相符；加蓋樓層鋼柱、鋼梁構件截面尺寸與加蓋結構圖紙基本相符。

2.9 鋼構件現場檢測

通過現場抽檢測量，加蓋樓層鋼柱、鋼梁構件節點與加蓋結構圖紙基本相符；本次抽檢鋼構件涂層干漆膜厚度不符合標準要求，較規范限值偏薄。

2.10 變形測量

1)頂點側向位移量測。由現場建筑整體傾斜觀測結果可知，該樓具備檢測條件的建筑角點傾斜變形量均未超出國家相關規范的限值要求。

2)混凝土梁、板撓度變形測量。經現場檢測，本次抽檢的混凝土梁類構件和板類構件撓度抽檢結果均滿足國家現行相關規范的限值要求。

3 結構計算分析

根據設計圖紙及現場檢測結果，采用YJK軟件分別進行了靜力工況下及考慮地震工況下結構承載力驗算，兩個結構單元對稱布置，驗算時僅建立一個結構單位模型進行計算，模型簡圖見圖3。

3.1 靜力工況下承載力驗算結果

經驗算，靜力工況下，砌體受壓承載力、局壓承載力及高厚比均滿足GB 50003—2011砌體結構設計規范要求；混凝土柱、梁、板承載力滿足GB 50010—2010混凝土結構設計規范(2015版)要求；鋼柱、鋼梁及節點連接滿足GB 50017—2017鋼結構設計標準要求。

3.2 考慮地震工況下承載力驗算結果

3.2.1結構振型

該樓阻尼比取0.50，取15個振型進行結構動力特性分析，前10階振型計算結果見表1。

由表1振型計算結果可知：第1扭轉周期(0.507 9)與第1平動周期(0.744 9) 之比為0.68，但第3、第8及第9振型可能存在局部振動，說明結構中存在薄弱的部位。

表1 考慮扭轉耦聯時的振動周期(s)、X,Y方向的平動系數、扭轉系數

3.2.2樓層抗剪承載力

樓層抗剪承載力驗算見表2。

表2 樓層抗剪承載力驗算 kN

由表2可知：地上第4層與第5層Y向抗剪承載力之比為0.57，不滿足GB 50011—2010建筑抗震設計規范(2016年版)3.4.4條規定：樓層承載力突變時，薄弱層抗側力結構的受剪承載力不應小于相鄰上一樓層的65%，樓體屬于嚴重豎向不規則結構。

3.2.3混凝土柱軸壓比

經驗算，地下1層部分混凝土柱軸壓比大于GB 50011—2010建筑抗震設計規范(2016年版)表6.3.6條抗震等級為二級框架柱軸壓比0.75的限值要求，軸壓比超限柱主要集中在地下1層中柱上。

3.2.4承載力驗算結果

經驗算，混凝土柱、梁承載力及配筋，鋼柱、鋼梁強度及穩定性驗算均滿足設計要求。

4 安全性鑒定評級

綜合現場檢測結果及承載力驗算分析，酒店靜力工況下安全性等級為Bsu級，安全性尚不影響整體承載[2]；但酒店加層后整體抗震性能方面存在諸多不足，具體表現在結構體系抗震不利，局部存在薄弱層及剛度突變[3]。

5 加固措施

5.1 柱軸壓比超限加固措施

對地下1層軸壓比超限混凝土柱進行增大截面加固，由原設計500 mm×500 mm，擴大至600 mm×600 mm，加固示意圖見圖4。

5.2 振型存在局部振動加固措施

針對加層存在局部振動，可在加層鋼結構Y方向兩邊跨內置現澆鋼筋混凝土墻板，鋼框架的梁和柱與鋼筋混凝土墻板之間采用栓釘連接，加固示意圖見圖5。

5.3 樓層Y向抗剪不足加固措施

針對原4層與加蓋鋼結構Y向抗剪承載力之比不足，在地下室～4層橫向中跨設置一道剪力墻，同時將加層柱截面尺寸降低一個型號規格，采取該措施方可使原建筑混合結構頂層與加層層鋼結構樓層抗側力結構的層間受剪承載力之比控制在合理范圍。

5.4 主體結構現狀缺陷加固措施

該樓地下1層樓板裂縫系溫度收縮變形所致，屬非受力裂縫；該樓地下1層墻體裂縫系地基變形導致的非受力裂縫，現已穩定，且墻體為填充墻，輕微非受力裂縫不影響結構構件的承載力，但對整體性及使用性有一定程度的影響，建議對開裂樓板及墻體進行注膠封閉處理。

6 結語

本文通過某酒店加層改造這一實際工程，對整樓進行了靜力工況下安全性鑒定及考慮地震工況下抗震性能分析。通過現場檢測及后續建模計算，加層后靜力工況下安全性尚可基本滿足現行規范相關要求；因為該酒店處于8度設防區，考慮地震后，底層混凝土中柱軸壓比及局部樓層抗側力剛度存在不足，在經過相應加固處理后，可滿足抗震要求[4]。