某建筑結構安全性及抗震檢測鑒定和加固研究

謝靜

（山西智達建筑工程檢測有限公司，山西 太原 030003）

0 引言

通過對結構進行抗震性能的檢測鑒定，結合抗震加固技術的應用，本研究力圖為建筑工程提供一套綜合而可行的解決方案。通過對加固效果的數據參數分析，為工程決策提供科學依據，同時有效推動抗震加固技術在建筑結構領域的廣泛應用。

1 工程簡介

本工程是一座多功能建筑，總面積為3803.8m2，采用磚混結構，包括地下1 層和地上6 層。地下1 層層高為3.0m，地上1 層至6 層層高為3.3m。主體結構中，地下室承重墻體采用燒結普通磚砌筑，而地上承重墻體則采用KP1 多孔磚砌筑，墻體厚度均為240mm。樓面和屋面均選用現澆混凝土板，以確保結構的牢固性和耐久性。本建筑的設計注重空間靈活性與功能性的結合，地下1 層為基礎設施與服務空間，提供多樣化的功能服務。地上6 層則為主要使用空間，滿足各類辦公、商業或其他需求。樓層高度的設計充分考慮到室內空間的通透性和舒適性，使建筑內部環境更加宜人。在承重墻體選材方面，地下室采用燒結普通磚，具備較強的抗壓能力，確保地下空間的穩固性。而地上承重墻體選用KP1 多孔磚，既能減輕結構自重，又有較好的保溫隔熱效果，提高建筑的能效性能。此外，為了確保整體建筑的強度和穩定性，樓面和屋面均采用現澆混凝土板，使結構具備較好的承載能力和耐久性。

2 建筑結構安全性及抗震檢測鑒定方法

2.1 檢測鑒定原理

建筑結構安全性及抗震檢測的基本原理涉及結構工程學和地震工程學的知識。首先，對于建筑結構的安全性評估，考慮因素包括建筑的材料、設計方案、施工質量等。結構工程學原理包括靜力學和動力學等方面，通過分析結構的受力情況，確定結構是否足夠強度，能夠承受外部荷載，以及是否存在結構缺陷或損傷。

其次，抗震檢測的原理與建筑結構的動力學有關。地震是一種動態荷載，對建筑結構的影響是瞬時的，因此，需要考慮結構在地震作用下的動力響應。抗震檢測依據建筑物在地震中的響應，通過模擬地震荷載，測定建筑的振動特性。動力學測試和有限元分析是常用的手段，可以模擬建筑結構在地震中的運動，從而評估其耐震性能[1]。

此外，建筑結構安全性和抗震檢測的依據包括相關的建筑法規、結構設計文件、歷史記錄等。抗震檢測方法涵蓋了非破壞性檢測、動力特性測試、地震模擬等技術手段。非破壞性檢測通過使用無損檢測技術，如超聲波檢測、紅外熱像技術等，來評估結構的材料質量和可能的缺陷。動力特性測試則利用振動臺試驗、地震響應測試等手段，定量分析結構的振動響應，以評估其在地震中的性能。

2.2 檢測鑒定方法

2.2.1 外觀檢查

外觀檢查通常包括以下步驟：首先，對建筑物的外墻、基礎、屋頂等部位進行詳細觀察，記錄任何可見的裂縫、位移、不規則變形等情況。其次，對可能存在問題的區域進行更加仔細的檢查，考察裂縫的類型、寬度、長度以及分布規律等特征。最后，利用測量工具對建筑物的各個部位進行定量測量，獲取相關尺寸數據，以輔助定量分析。盡管外觀檢查是一種簡便有效的方法，但它也有其局限性。外觀檢查主要依賴于可見的外在跡象，對于隱藏在結構內部的問題可能無法完全發現。因此，外觀檢查常需要與其他檢測手段結合使用，如無損檢測技術、動力學測試等，以全面評估建筑結構的安全性和抗震性能。

2.2.2 軸線尺寸復合

在檢測結果中，發現3 層（2-1）-（2-2）×（2-B）的軸線位置偏差為+8mm，這意味著該建筑在該層次的最大軸線尺寸存在一定的偏移。以下對這一結果進行分析。

首先，軸線尺寸的偏差可能源于建筑結構的設計、施工或者后期維護等方面。在設計階段，可能存在設計圖與實際施工情況的差異，而施工過程中的測量和布置誤差也可能導致軸線位置的偏差。此外，建筑物在使用過程中，受到自然因素或者其他外界因素的影響，也可能出現軸線位置的變動。因此，對這一偏差進行進一步的調查和分析是必要的，以確定具體的原因。其次，軸線尺寸的偏差可能對建筑結構的穩定性和安全性產生影響。軸線尺寸的準確性直接關系到建筑物的結構穩定性，特別是在多層建筑中，軸線的準確性對于整體結構的均衡和穩定至關重要。因此，對于發現的軸線位置偏差，建筑管理者和相關專業人員需要進行進一步的結構評估，確保建筑物的整體結構滿足安全標準。

2.2.3 混凝土強度的檢測

混凝土的抗壓強度是評估混凝土質量和結構承載能力的關鍵指標之一，其直接影響建筑結構的承載能力和穩定性。根據檢測結果，該建筑混凝土構件的現齡期抗壓強度推定值為20.6MPa~21.4MPa，這符合設計強度等級C20 的要求，即表明混凝土的抗壓強度滿足相應的建筑設計標準，表明該建筑的混凝土構件具有足夠的承載能力，有利于確保建筑的安全運行和長期使用。

2.2.4 砌筑砂漿抗壓強度檢測

砂漿在墻體結構中承擔著重要的作用，其抗壓強度直接關系到墻體整體的強度和穩定性。根據檢測結果，墻體砌筑砂漿抗壓強度的推定值為4.0MPa~9.6MPa，然而，有23 片墻體砌筑砂漿抗壓強度不符合設計要求。這意味著在該建筑的一部分區域，砂漿的抗壓強度存在明顯的不足，可能導致墻體局部區域的結構脆弱，增加了墻體失穩和破損的風險，威脅整個建筑的結構安全性。因此，需要采取及時的糾正措施以避免潛在的結構問題。為了解決砂漿抗壓強度不符合設計要求的問題，建議采取相應的修復措施。這可能包括重新施工或加固受影響的墻體區域，以確保砂漿的抗壓強度達到設計要求水平。同時，對建筑工程中的質量控制流程進行審查和改進，以防止類似問題再次發生。定期的質量檢測和施工過程監控將有助于及早發現和解決類似的結構質量問題，確保建筑結構的整體安全性和耐久性[2]。

2.2.5 磚抗壓強度檢測

根據《砌體工程現場檢測技術標準》（GB/T 50315—2011）的要求，在現場隨機抽取了26 片墻體，并采用回彈法對磚的抗壓強度進行了檢測。經過檢測，磚抗壓強度的推定值在12.0MPa~15.7MPa，這符合設計要求。回彈法是一種常用的非破壞性檢測方法，通過測量材料表面彈性變形，推算出材料的抗壓強度。在這一檢測中，磚的抗壓強度落在設計范圍內，表明所選用的磚材質量良好，符合建筑結構的要求。檢測所得的磚抗壓強度推定值表明了建筑中使用的磚具有足夠的強度，能夠滿足設計要求。這對墻體結構的穩定性和承載能力是至關重要的。符合設計要求的磚抗壓強度不僅確保了墻體的整體強度，也有助于防止墻體在受力時出現破損或崩潰的風險。

2.2.6 抗震鑒定

為確保本工程的抗震性能滿足相關標準和要求，進行抗震鑒定是至關重要的步驟。鑒定措施主要包括對結構材料、結構形式和建筑設計的全面評估。首先，對磚混結構中使用的燒結普通磚和KP1 多孔磚進行材料的物理性能測試。通過測定材料的抗壓強度、抗拉強度、彈性模量等關鍵參數，評估材料的力學性能和抗震能力。其次，對承重墻體的砌筑工藝和連接方式進行詳細檢查。這包括檢查墻體砌筑的垂直度、水平度以及墻體與結構其他部分的連接是否符合設計要求。通過現場檢測和取樣，確保砌筑質量滿足建筑抗震的要求，再進一步進行整體結構的抗震性能分析。采用有限元分析等數值模擬方法，模擬地震作用下結構的響應，評估結構的變形、應力分布和受力情況。通過對結構進行模態分析，了解結構的固有振動特性，進而判斷其對地震激勵的響應情況。

3 建筑結構加固技術應用

3.1 碳纖維加固

建筑結構加固技術是為了提高建筑物的抗震性能和承載能力，其中碳纖維加固技術作為一種先進的加固手段，逐漸在工程實踐中得到廣泛應用。碳纖維加固技術主要利用高強度、輕質、耐腐蝕的碳纖維復合材料，通過粘貼或纏繞在結構表面，改善結構的受力性能，提高抗震性能和承載能力。以下是對碳纖維加固技術應用的數據參數分析[3]。

（1）碳纖維加固技術在提高結構抗震性能方面取得了顯著效果。通過在結構表面粘貼碳纖維布，可以增加結構的抗拉強度，有效提高結構在地震作用下的穩定性。研究表明，采用碳纖維加固技術后，結構的抗震性能可提高30%以上，大大降低了地震災害對建筑物的破壞程度。

（2）碳纖維加固技術在提高結構承載能力方面也取得了顯著成果。碳纖維復合材料具有優異的拉伸性能，可以有效地承擔結構的水平荷載。實測數據顯示，在采用碳纖維加固技術后，結構的承載能力得到了顯著提升，承載能力提高了20%以上。這為建筑物在面對持續性荷載或臨時荷載時提供了更大的安全保障。

（3）碳纖維加固技術的輕質特性也為結構加固提供了便利。相較于傳統的鋼筋混凝土加固方式，碳纖維復合材料的重量輕，不增加結構自重，有助于減小結構荷載，提高建筑物整體的抗震性能。研究表明，采用碳纖維加固技術后，結構的自振周期得到了顯著提高，降低了結構在地震作用下的共振概率。綜合來看，碳纖維加固技術作為一種先進的建筑結構加固手段，在提高抗震性能和承載能力方面表現出色。

3.2 粘鋼加固

粘鋼加固技術通過在結構受力部位加貼預應力鋼材，利用高強度膠黏劑使鋼材與混凝土形成緊密結合，從而提高結構的承載能力和抗震性能。以下是對粘鋼加固技術的應用進行的數據參數分析。

（1）粘鋼加固技術在提高結構承載能力方面表現出顯著的效果。通過實測數據分析，采用粘鋼加固技術后，結構的承載能力得到了明顯提升。研究表明，在加固后的結構中，承載能力相比未加固結構提高了15%以上。這主要歸因于預應力鋼材的引入，有效地提高了結構的抗拉和承載能力，使得結構更能夠承受荷載的作用。

（2）粘鋼加固技術對結構的抗震性能也有顯著的改善作用。通過實地觀測和模擬地震試驗數據的分析，采用粘鋼加固技術后，結構的抗震性能得到了有效提升。研究結果顯示，加固后的結構在地震作用下的變形和振動幅度明顯減小，結構的穩定性和抗震性能相比未加固結構有了明顯的提高。

（3）粘鋼加固技術還具有較好的經濟性。相比傳統的結構加固方法，粘鋼加固技術不需要大規模的拆除和重建，減少了施工對建筑物的影響，同時降低了施工成本。研究數據顯示，采用粘鋼加固技術的工程項目，施工成本相比傳統加固方式降低了10%以上，且施工周期明顯縮短[4]。

3.3 預應力加固

預應力加固技術在結構安全性方面的應用效果顯著。通過提高抗拉強度和增加承載能力，該技術能夠有效增強結構的整體穩定性，為建筑物的安全運行提供了可靠的支持。同時，預應力加固技術在抗震性能方面的應用也得到了驗證，通過減小結構變形和振動幅度，提高了結構的耐震能力，有效應對地震等自然災害。在抗震檢測鑒定方面，預應力加固技術通過結構變形監測和動力響應分析，為結構抗震性能的科學評估提供了有力的支持。這些數據分析為結構的安全性和抗震性能提供了直觀而可信的信息，為工程決策和管理提供了科學依據。

4 結語

建筑結構安全性及抗震檢測鑒定是保障建筑結構安全的重要手段，各種檢測鑒定方法具有不同的優缺點和適用范圍，應根據實際情況選擇合適的檢測鑒定方法。加固技術是提高建筑結構安全性的重要手段之一，各種加固方法具有不同的適用范圍和優缺點，應根據實際情況選擇合適的加固方法。檢測鑒定與加固技術之間具有密切的關聯性，應將兩者結合起來綜合應用，以提高建筑結構的安全性和抗震性能。進一步深入研究建筑結構安全性及抗震檢測鑒定的方法和原理；加強新型加固材料和技術的應用研究；探索更加全面、有效的建筑結構安全性和抗震性能評估方法。