某大禮堂安全性檢測鑒定評估

王 楠

1 工程概況

某大禮堂位于陜西省西安市碑林區(qū)，建造于20 世紀(jì)50 年代后期，該建筑物已經(jīng)被列為西安市的市級文物保護(hù)單位，結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，屋架為人字形鋼結(jié)構(gòu)屋架，屋面為青筒瓦屋面，地下1 層，地上3 層。首層層高4.2 m，2 層層高3.5 m，3 層層高4.1 m，建筑物占地面積約為1600 m2，總建筑物面積約3400 m2。

建筑物所在地的抗震設(shè)防烈度為8 度（0.20 g），設(shè)計地震分組為第2組。某礦井篩分車間位于陜西省榆林市府谷縣，受檢建筑物的結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建筑面積約為3900 m2。本工程的安全等級為二級，生產(chǎn)或儲存物品類別為丙類，耐火等級為二級，建筑物抗震設(shè)防類別為丙類，框架抗震等級為三級，場地類別為一類。該地區(qū)抗震設(shè)計設(shè)防烈度為6 度（0.05 g），現(xiàn)設(shè)計分組為第3 組。

該建筑物從投入使用到現(xiàn)在已近70 年，雖然建筑物外觀基本完好，但是建筑因老化導(dǎo)致結(jié)構(gòu)功能減弱，業(yè)主擬對該建筑進(jìn)行整體改造[1]。根據(jù)國家現(xiàn)行相關(guān)建筑法律規(guī)定，既有建筑物進(jìn)行改造前必須進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢測鑒定，以確定結(jié)構(gòu)的安全性，從而為后續(xù)決策提供參考。

受委托方委托，筆者所在公司負(fù)責(zé)對該建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全和使用功能可靠性檢測鑒定，并針對存在的安全隱患提出加固處理建議。

2 檢測結(jié)果

2.1 基本現(xiàn)狀調(diào)查

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50292—2015）第4.3.1條規(guī)定，建筑物現(xiàn)狀的調(diào)查和檢測，主要包括地基基礎(chǔ)、上部承重結(jié)構(gòu)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)3 個部分：

1）地基基礎(chǔ)。通過對建筑物周邊的散水、路面及場地現(xiàn)場的現(xiàn)狀勘察可知：該建筑物北側(cè)地下室室外地面出現(xiàn)東西向水平裂縫，裂縫寬度約為2 mm；建筑物周邊臺基出現(xiàn)不同程度的開裂、破損情況；建筑物周邊散水暫未發(fā)現(xiàn)明顯的變形及結(jié)構(gòu)開裂情況；建筑物周邊場地排水暢通，無積水區(qū)，無明顯沉降的跡象。

2）上部結(jié)構(gòu)。通過現(xiàn)場勘察，該建筑物東西兩側(cè)多處混凝土柱柱頂出現(xiàn)斜裂縫，外墻窗臺下方存在斜裂縫。該建筑物室內(nèi)多處墻面存在浸濕現(xiàn)象，墻面抹灰層大面積起皮脫落，衛(wèi)生間內(nèi)較為嚴(yán)重。南側(cè)前廳上方鋼屋架承重構(gòu)件存在輕微銹蝕跡象，建筑物室內(nèi)多處填充墻體出現(xiàn)不同程度的開裂現(xiàn)象。

3）圍護(hù)結(jié)構(gòu)。通過現(xiàn)場勘察，該建筑物非承重隔墻構(gòu)造基本完整，與主體結(jié)構(gòu)連接可靠，無可見位移，面層基本完好。建筑物東西兩側(cè)均存在開裂現(xiàn)象，西南角附近的外墻出現(xiàn)了不同程度的滲水跡象，東北角外墻墻體裂縫由上至下，最大裂縫寬度約為18 mm，東北角附近的落水管有明顯銹蝕，影響正常使用。室內(nèi)外門窗均已出現(xiàn)不同程度的老化、破損現(xiàn)象，影響其使用功能。

在大禮堂的2 層、3 層的陽臺周邊墻體均有開裂現(xiàn)象，陽臺處長滿青苔，有明顯的積水痕跡。室內(nèi)多處吊頂均有滲水、破損現(xiàn)象，衛(wèi)生間內(nèi)吊頂破損較為嚴(yán)重，已經(jīng)不能正常使用。室內(nèi)上方鋼屋架周邊暫未發(fā)現(xiàn)滲水跡象，但是保溫和防水設(shè)施已經(jīng)老化。建筑物室內(nèi)外多處墻面、混凝土構(gòu)件存在老化、滲水跡象，表面抹灰層起皮脫落。

2.2 結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸的檢測與復(fù)核

現(xiàn)場對該受檢建筑物的鋼屋架截面尺寸、混凝土構(gòu)件截面尺寸及配筋情況，依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50344—2019）中B類檢測類別的要求進(jìn)行了抽樣檢測，其中鋼屋架截面尺寸抽取28 個樣本，混凝土構(gòu)件截面尺寸及配筋情況抽取60 個樣本。根據(jù)檢測結(jié)果可知，該大禮堂的結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸符合其原始結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙，該受檢建筑物是按照設(shè)計圖紙施工。

2.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要材料性能檢測

2.3.1 混凝土抗壓強(qiáng)度檢測結(jié)果

為準(zhǔn)確反映混凝土構(gòu)件現(xiàn)有的實際強(qiáng)度，對該受檢建筑物的混凝土構(gòu)件，依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50344—2019）和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《回彈法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 23—2011）的要求進(jìn)行了非破損的回彈法抽樣檢測[2]，抽樣比例按照不少于同批構(gòu)件數(shù)的30%且不少于10 件的要求，共選擇了40 個構(gòu)件，并根據(jù)需要對該建筑物受檢構(gòu)件的碳化深度進(jìn)行檢測，結(jié)果表明，因受檢構(gòu)件的混凝土服役時間較長，測試結(jié)果均大于6 mm。

根據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50292—2015）中附錄K 關(guān)于已有結(jié)構(gòu)混凝土回彈齡期修正的規(guī)定，修正系數(shù)取0.86。檢測結(jié)果表明，受檢建筑物混凝土構(gòu)件抗壓強(qiáng)度的平均值為22.5 MPa，標(biāo)準(zhǔn)差為1.41 MPa，修正之后混凝土抗壓強(qiáng)度推定值等于20.2 MPa。因此，在進(jìn)行安全承載力驗算時，混凝土構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度應(yīng)取該20.2 MPa。

2.3.2 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件里氏硬度抽檢結(jié)果

鋼結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)度與硬度有關(guān)，鋼材硬度越高，則強(qiáng)度也越高，現(xiàn)場采用里氏硬度計對受檢建筑物的鋼材進(jìn)行硬度測試并進(jìn)行分析比較。3 號鋼的抗拉強(qiáng)度為370 ～500 MPa，測試結(jié)果表明，受檢建筑物鋼材抗拉強(qiáng)度均滿足原設(shè)計3 號鋼的要求。混凝土構(gòu)件現(xiàn)齡期抗壓強(qiáng)度檢測結(jié)果如表1 所示。

表1 混凝土構(gòu)件現(xiàn)齡期抗壓強(qiáng)度檢測結(jié)果單位：MPa

2.4 地基變形情況的檢測

2.4.1 不均勻沉降檢測結(jié)果

地基基礎(chǔ)評定根據(jù)地基變形觀測資料和建筑物的現(xiàn)狀進(jìn)行綜合評定[3]。依據(jù)規(guī)范要求，對該受檢建筑物的相對不均勻沉降趨勢進(jìn)行檢測。采用電子水準(zhǔn)儀，對該受檢建筑物的相對不均勻沉降進(jìn)行檢測，結(jié)果表明，該受檢建筑物相鄰測點間的最大沉降差為12 mm，則該建筑物相鄰測點間的沉降差均滿足《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB 50007—2011）中第5.3.4條的要求。測量時以一層挑檐底部為基準(zhǔn)水準(zhǔn)面，實測結(jié)果如表2 所示。

表2 受檢建筑物的相對不均勻沉降實測結(jié)果（含施工誤差）

2.4.2 傾斜率檢測結(jié)果

根據(jù)現(xiàn)場測試條件，選取具備檢測條件的各建筑物轉(zhuǎn)角，采用電子經(jīng)緯儀檢測了該受檢建筑物的整體傾斜情況，并通過測量外墻轉(zhuǎn)角處上下兩端的水平偏距推算房屋整體的傾斜率（含施工誤差）。結(jié)果表明，建筑物的傾斜值滿足《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50292—2015）的規(guī)定限值（H/200=59 mm）要求，實測結(jié)果如表3 所示。

表3 受檢建筑物的傾斜率實測結(jié)果（含施工誤差）

3 承載力驗算

按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009—2012）及《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50017—2017）的要求，對該大禮堂各鋼屋架目前狀態(tài)下的安全承載力進(jìn)行驗算。局部鋼構(gòu)件的穩(wěn)定性和長細(xì)比構(gòu)造不滿足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50017—2017）的設(shè)計及規(guī)范要求。

為評估建筑物目前狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)承載力，按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB 50011—2010）、國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB 50010—2010）和國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50017—2017）要求，對目前狀態(tài)下的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載力驗算。該受檢建筑物結(jié)構(gòu)平面、豎向布置規(guī)則，樓層層間位移和樓層受剪承載力都不滿足現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計要求。因此，該受檢建筑部分混凝土構(gòu)件的配筋、軸壓比不滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。

4 結(jié)構(gòu)安全性評定

根據(jù)地基基礎(chǔ)、上部承重結(jié)構(gòu)、圍護(hù)系統(tǒng)的綜合評定，鑒定單元的安全性。每一層次又分為4 個安全性等級，按照《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50292—2015）中規(guī)定的檢查項目和步驟，從第1層次開始，分層評級。

依據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50292—2015）中9.1.2條的規(guī)定，根據(jù)對該受檢建筑物地基基礎(chǔ)安全性等級和上部承重結(jié)構(gòu)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)承重部分安全性等級的評定結(jié)果，取其中較低等級作為受檢建筑物的整體安全性等級，最終評定該受檢建筑物整體結(jié)構(gòu)的安全性等級為Dsu級，安全性嚴(yán)重不符合《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50292—2015）對Asu的規(guī)定，嚴(yán)重影響整體承載[4]。

5 建筑抗震鑒定

該建筑物建于20 世紀(jì)50 年代，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50023—2009）的相關(guān)規(guī)定，按照乙類建筑、8 度（0.20 g）抗震設(shè)防、A 類建筑、后續(xù)使用年限30 年的要求，對房屋結(jié)構(gòu)抗震性能進(jìn)行鑒定[5-6]。

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50023—2009）關(guān)于A 類磚混結(jié)構(gòu)的相關(guān)規(guī)定，對房屋結(jié)構(gòu)抗震性能進(jìn)行第一級鑒定[7-8]。鑒定結(jié)果表明，該建筑物房屋的現(xiàn)有框架梁、柱配筋等抗震構(gòu)造措施，不能滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于A 類鋼筋混凝土房屋的抗震措施鑒定要求。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，應(yīng)按照規(guī)范要求的第二級鑒定的方法進(jìn)行綜合評定，第二級鑒定的抗震驗算結(jié)果表明，該大禮堂結(jié)構(gòu)的抗震性能綜合評定為不滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的要求[9-10]。

6 結(jié)語

依據(jù)現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)對受檢建筑物進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查、檢測、驗算、分析及評定后，得出以下鑒定結(jié)論：

1）受檢建筑物北側(cè)地下室室外地面出現(xiàn)東西向水平裂縫，裂縫寬度約為2 mm；建筑物周邊臺基出現(xiàn)不同程度的開裂、破損情況；建筑物周邊散水暫未發(fā)現(xiàn)明顯的變形及結(jié)構(gòu)開裂情況；建筑物基礎(chǔ)水平相對不均勻沉降和傾斜變形均滿足國家規(guī)范對砌體結(jié)構(gòu)變形的限值要求；建筑物東西兩側(cè)多處混凝土柱柱頂出現(xiàn)斜裂縫，外墻窗臺下方存在斜裂縫；受檢建筑物非承重隔墻構(gòu)造基本完善，與主體結(jié)構(gòu)連接可靠，無可見位移，面層基本完好；上部鋼屋架支座、構(gòu)件等現(xiàn)狀較為完好，南側(cè)前廳上方鋼屋架承重構(gòu)件存在輕微銹蝕跡象；建筑物室內(nèi)多處填充墻體出現(xiàn)不同程度的開裂現(xiàn)象。

2）受檢建筑物整體結(jié)構(gòu)的安全性等級為Dsu級，安全性不符合《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50292—2015）對Asu的規(guī)定，影響整體承載。

3）該建筑物的現(xiàn)有框架梁、柱配筋等抗震構(gòu)造措施不能滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50023—2009）關(guān)于A 類鋼筋混凝土房屋抗震措施鑒定要求。