某學校結構檢測鑒定與分析研究

莫浪波

(廣東裕恒工程檢測技術有限責任公司)

學校建筑在長時間應用下，需要執行加固和維修，才能延長其使用壽命，保證其結構健康程度。而加固和維修之前，必須對其結構進行安全性鑒定，全面了解建筑結構安全狀態，結合鑒定結果采用合理的加固方法。

某學校學生食堂由三層的鋼筋混凝土框架結構組成。現主體結構采用現澆鋼筋混凝土柱、梁、板承重，結構四周墻體由砌體圍護，現樓面層鋪有花崗巖地磚，屋面鋪有防水隔熱磚。外墻維護結構采用灰砂磚墻體圍護，外貼紅色飾面磚裝飾。該建筑坐北朝南（立面詳情如圖1所示），該學校建筑目前處于使用狀態。

圖1 建筑外立面詳情

1 結構檢測鑒定與分析方法

1.1 檢測鑒定內容

為了解現階段該建筑的結構安全承載性能，結構構件現時的相關力學性能技術參數、結構構件的結構安全承載能力是否滿足國家規范及安全使用，對該學校建筑主體結構進行檢測，并根據檢測結果進行安全性鑒定分析。

本次檢測鑒定的主要內容如下：

⑴地基結構檢測，采用經緯儀、線錘和鋼直尺測量該學校建筑結構的垂直度（傾斜）狀況；

⑵采用鉆芯法，檢測學校建筑結構主要承重構件的混凝土抗壓強度；

⑶采用鋼筋探測儀、游標卡尺和現場開鑿實測相結合的方法，檢測學校建筑混凝土構件的鋼筋配置情況（鋼筋規格、鋼筋間距）；

⑷采用激光測距儀和鋼卷尺等測量學校建筑結構的平面布置狀況，包括建筑結構構件截面尺寸；

⑸檢測該學校建筑的圍護結構的外觀和構造狀況；

⑹對該學校建筑承載力進行驗算，并分析該建筑結構安全性能檢測鑒定結果。

1.2 檢測鑒定儀器設備

表1 是試驗中用于檢測學校建筑結構所用的儀器設備詳情。

表1 檢測鑒定儀器設備詳情

1.3 檢測方法設計

1.3.1 學校建筑主體結構檢測

圖2是學校建筑主體結構檢測圖。

圖2 學校建筑主體結構檢測圖

該學校建筑由三層的鋼筋混凝土框架結構組成。

1.3.2 承重結構構件強度檢測

現場采用鉆芯法，抽取此學校建筑部分梁柱構件，來檢測學校建筑受力構件的混凝土抗壓強度。檢測人員按照國家標準《鉆芯法檢測混凝土強度技術規程》（CECS 03:2007）進行試驗。鉆芯法在檢測學校混凝土抗壓強度時，把鉆機固定在學校建筑構件結構表面后，慢慢鉆入。把鉆取的混凝土芯樣作為試件后，在浸泡潮濕的工況中，檢測芯樣試件的抗壓強度。抗壓強度gcu的計算方法是：

其中，G、F分別是芯樣試件最大壓力、直徑。

1.3.3 構件截面尺寸、鋼筋配置檢測

使用ZBL-R660 鋼筋測試儀、游標卡尺，對該學校建筑框架梁的截面尺寸、鋼筋規格、鋼筋間距進行抽檢。抽檢數量參照《建筑結構檢測技術標準》（GB/T50344-2019）第3.3.13條的B類檢測類別。

1.4 框架結構安全性鑒定

使用中國建筑科學研究院開發的PKPM 軟件，鑒定該學校建筑結構的安全性，首先在軟件中確定荷載值。

⑴恒荷載

此荷載信息是學校建筑結構構件及裝飾裝修的自重數據。

⑵活荷載

此荷載信息是滿足建筑功能存在的不可忽略的荷載。

⑶雪荷載

其中，Rk、αr、R0分別是雪荷載標準值、建筑面積積雪分布系數、雪壓。

⑷風荷載

其中，Vk是風荷載標準值；δr、V0分別是風振系數、風壓；βe、βc分別是風荷載體型系數、風壓高度變化系數。

⑸地震作用

此荷載值是該學校建筑由地震動引起的結構動態作用，包括水平地震作用和豎向地震作用。

本文使用組合荷載效應，在上述幾種荷載的組合作用下，對該學校建筑結構的承載能力極限狀態進行計算。

圖3是此軟件構建的學校建筑結構模型。

圖3

圖3 結構計算模型

鑒定時所用指標信息是：

Asu級：完好。

Bsu級：基本完好。

Csu級：限制使用。

Dsu級：危險。

3 檢測結果與分析

3.1 主體結構轉角部位傾斜檢測結果

表2是學校建筑主體結構轉角部位傾斜檢測結果。

表2 轉角部位傾斜檢測結果

表2 結果表明：各測點傾斜率均小于《建筑地基基礎設計規范》（GB 50007-2011）5.3.4 條規定允許的限值0.40%（Hg≤24m）。該學校建筑的上部結構構件，未發現由于地基基礎不均勻沉降而導致的開裂、變形、移位等損壞現象，結合上部結構傾斜觀測檢測結果，綜合分析該建筑的地基基礎目前工作狀態處于穩定正常狀態。

3.2 混凝土構件強度檢測結果

該學校建筑混凝土構件強度檢測結果如表3所示。

表3 柱的強度檢測結果

表3 所示，該學校建筑所抽檢的柱類構件的混凝土抗壓強度介于31.9MPa～37.6MPa 之間；所抽檢的梁類構件的混凝土抗壓強度介于30.4MPa～35.2MPa之間。

3.3 圍護結構檢查結果

圖3是該學校建筑圍護結構的圖像采集結果。

如圖3 所示。由于該學校建筑功能為學生食堂，所處環境較為潮濕，導致部分圍護系統承重構件鋼筋銹蝕，導致抹灰層出現開裂和脫落，此現象會影響圍護系統承重構件的安全性。

3.4 框架結構安全性鑒定結果

使用PKPM 軟件對該學校建筑結構的承載能級極限狀態進行計算，對框架柱、梁、板的安全性進行綜合評定，結果如表4～6所示。

如表4 數據顯示，該學校建筑所抽檢的框架柱承載力均滿足承載能力極限狀態驗算，評定等級均為Au級別。

表5 顯示，該學校建筑所抽檢的框架梁承載力局部不滿足承載能力極限狀態驗算，評定等級均為Cu級別。

表5 框架梁構件承載力驗算結果

如表6 數據顯示，該學校建筑所抽檢的樓板承載力均滿足承載能力極限狀態驗算，評定等級均為Bu級別。

表6 樓板承載力驗算結果

依據《民用建筑可靠性鑒定標準》對該學校建筑結構整體安全性進行綜合鑒定，結果如表7所示。

表7 該學校建筑結構整體安全性鑒定結果

安全性等級評定結果表明：該學校建筑地基結構安全性等級評定為Bu、上部承重結構安全性等級評定為Cu級，圍護系統承重部分安全性等級評定為Cu級，則該建筑整體結構的安全性等級因此評定為Csu級。

4 結論

⑴該學校建筑地基基礎檢測結果表明，該建筑結構傾斜測量值在規范允許范圍內，表明地基基礎目前處于穩定狀態。

⑵該學校建筑框架柱、梁、板承載力驗算結果表明，所抽檢的框架梁中部分構件的承載力屬于限制使用級別。且該學校部分圍護構件抹灰層出現開裂空鼓情況。

⑶該學校建筑整體結構的安全性等級評定為Csu級，屬于限制使用級別，需對其建筑結構進行改造優化。