改变建筑使用功能的鉴定与加固

邵晋彪

（山西工程职业技术学院，山西 太原 030009）

建筑物在功能改造过程中，在人为的因素作用下将发生材料结构损伤，这是一个不可逆转的客观规律。这种损伤将导致结构性能劣化、承载力下降、耐久性能降低。如果能够科学地评估这种损伤的规律和程度，及时采取有效处理措施，可以延缓结构损伤的进程，达到延长结构使用寿命的目的。因此，在用结构的可靠性评估方法及加固技术已逐渐成为工程界关注的热点问题，许多工程技术人员和研究团体已经开始把注意力转向该领域，把结构的鉴定与加固技术放在非常突出的位置。我国目前普遍采用的是以《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-1999)为代表的鉴定方法。

一、工程概况

侨联大厦为九层局部十层现浇钢筋混凝土框架结构房屋，基础采用片筏基础，建筑面积约为3700m2，约建于1984年。该楼原设计使用功能为旅馆，现二至八层准备改为自助KTV包厢，九层为办公室。

根据现场检测结果与原设计图纸进行分析，该楼平面布置与原设计图纸主要差别在以下几方面：(1-5)-(A-B)轴房间由三间改为两间，(3-4)轴的隔墙砌在楼板上；(7-9)-(A-B)、(3-7)-(C-E)轴房间由两间改为一间，房间内加设卫生间，卫生间墙体砌在楼板上；(1/A)轴墙体原砌在次梁上，现砌在楼板上；(A)、(E)轴墙体原砌在框架梁上，现砌在外挑梁上；(1/8-10)-(B-C)轴开间增设一部电梯。该楼横向外墙为240mm厚实心砖墙，纵向外墙及内墙均120mm厚实心砖墙，现场检查表明，该楼平面布置与原设计图纸相同部分均采用原墙体，其余有变动部分外墙采用190mm厚承重空心砖墙，内墙采用100mm厚加气混凝土砌块，且内墙数量较原设计减小。

二、可靠性鉴定

1.混凝土抗压强度检测

在建筑改变使用功能时，会对混凝土柱、混凝土梁产生影响。为检验混凝土的强度，现场采用回弹法抽检部分柱、梁混凝土抗压强度。检验结果表明，所检柱批构件现龄期混凝土抗压强度具有95%保证率的标准值的推定区间上限值均不小于25MPa，且推定区间上下限值的差值小于5MPa和推定区间上限值与下限值算术平均值的10%两者中的较大值，满足《建筑结构检测技术标准》规定要求。

2.上部承重结构

根据现场实际检测结果，采用中国建筑科学研究院编制的PKPM系列软件进行梁柱构件承载力验算。在验算中，抗震设防烈度为七度，抗震等级为三级，基本地震加速度值为0.10g，地震分组为第二组，II类场地；基本风压值取为0.7kN/m2，地面粗糙度为C类；梁、柱构件截面尺寸按实际检查值取用，柱、梁混凝土强度等级均取C25；屋面恒荷载根据板厚和实际装修面层取值；在竖向荷载的作用下，钢筋混凝土框架梁考虑混凝土的塑性变形内力重分布，适当减少支座负弯矩，梁端弯矩调幅系数取为0.85，中梁刚度增大系数取为1.7；其余计算参数均按相关规范进行取值。

根据结构的计算配筋结果与现场检测数据进行核对、分析，结果表明，该楼一至三层框架柱配筋基本满足电算配筋要求，承载能力满足结构安全要求；部分四至九层柱h向配筋不满足电算配筋要求，对不满足电算配筋的柱构件承载能力按式Z＝R/γ0S进行验算，式中为结构抗力；为荷载作用效应；为结构重要性系数，按国家现行设计规范取。根据承载力验算结果表明，该部分框架柱承载能力满足结构安全要求，电算框架柱配筋为抗震构造配筋。

根据结构的计算配筋结果与现场检测数据进行核对、分析，结果表明，该楼框架梁配筋基本满足电算要求，外挑长度0.6m的外挑梁2L-(5)-(A-0/A)及2L-(5)-(E-1/E)不满足承载力要求，现采取外挑梁与框架柱柱顶加钢绞线拉索的处理措施，处理后梁承载能力满足结构安全要求，该楼框架梁承载能力满足结构安全要求。

根据现场实际检测结果，该楼部分墙体砌在楼板上，墙体为100mm厚加气混凝土砌块。对承载力分析结果表明，部分楼板承载能力不满足结构安全要求，现该部分楼板已采取粘贴碳纤维布加固的处理措施，处理后的楼板承载能力满足结构安全要求。

综合以上分析，该楼上部承重结构柱、梁、板构件承载能力项目的安全性等级评为Bu级。

3.结构抗震鉴定

根据《建筑工程抗震设防分类标准》该楼抗震设防类别为丙类；根据《建筑抗震鉴定标准》(GB50023-2009)采用A类建筑抗震鉴定方法进行抗震鉴定。从框架结构层数、布置、混凝土等级以及梁、柱配筋方面进行第一级鉴定，鉴定结果表明，该楼上部承重结构基本满足第一级鉴定要求，不需进行第二级鉴定。该楼上部承重结构综合抗震能力满足《建筑抗震鉴定标准》要求。

4.裂缝检查

现场检查进行回弹的混凝土梁柱构件结构面层未发现存在明显的蜂窝、孔洞、露筋等施工质量缺陷，框架柱构件未发现肉眼可见的明显裂缝，重点对大跨度梁及水箱坐落的梁进行裂缝检查，对其他主要受力的梁构件的结构面层进行裂缝抽查。裂缝检查结果表明：所检梁构件最大裂缝宽度为0.24mm，尚未超出鉴定标准限值。该楼上部承重结构柱、梁构件裂缝项目的安全性等级评为Bu级，上部承重结构柱、梁构件裂缝项目的使用性等级评为Bs级。

5.上部结构倾斜度观测

采用激光垂准仪对该楼进行整体倾斜度观测，各观测点布置及对应倾斜方向为建筑物顶部相对于底部的偏移方向。各观测点数据整理结果表明，除测有一点位移略低于使用性侧向位移限值外，其余各测点均未超出鉴定标准的规定限值，表明该楼现阶段尚未产生明显的整体倾斜。上部承重结构侧向位移项目的使用性等级评为Bs级；上部承重结构侧向位移项目的安全性等级评为Bu级。

6.结构整体性及构造

该楼柱网布置规则，为双向框架结构，结构布置合理，形成完整系统，结构选型及传力路线符合现行设计规范要求。根据结构电算结果表明：该楼计算楼层内最大弹性层间位移角为1/2105，满足钢筋混凝土框架结构的弹性层间位移角限值1/550。该楼上部结构整体性项目安全性等级评为Bu级。

三、结束语

建筑物的安全性既决定于设计、施工阶段所形成的先天条件，也决定于后天的使用、维护和监控情况。因此，建立和完善现有结构的可靠性鉴定方法和评定标准，为建筑物正常使用、维护和加固提供理论依据、计算方法和计算程序。

提高检测鉴定水平，为房屋改造提供科学依据，积极研究和开发新的结构检测技术和方法，如结构内部缺陷检测、现有结构工作应力测试等。另一方面要着重完善已有的检测技术，提高各种测试仪表的精度。还有一个重要的课题就是如何确定检测方法应该有多高的精度、多大的重复性和再现性等。同时，加强建筑物可靠性鉴定的研究。作为对已有建筑物的鉴定，重要的是对整个建筑物的可靠性作出评估，为此，体系可靠性的研究应作为一个重点进行。另外，加强结构耐久性和使用寿命预测的研究。深入研究各类影响结构使用寿命的因素，如材料老化、结构开裂与变形、混凝土碳化深度、钢筋锈蚀等。搜集和分析各类结构的损伤原因，总结损伤的规律，建立随时间变化的结构累积损伤模型，使结构寿命预测理论进一步完善，找出实用的评估方法。建立建筑适修度概念和经济评估方法，将建筑物的可靠性鉴定及改造与经济性问题相联系，探讨建筑物在使用期间的最佳维修对策，创立房屋经济学。总结过去改造工程的经验，开发并推广改造工程采用的新材料、新结构、新技术，积极开展学术交流活动，提高维修改造业专业技术人员的水平。

[1]牛荻涛.混凝土结构耐久性与寿命预测[M].北京:科学出版社，2003.

[2]曹双寅,邱洪兴.结构可靠性鉴定与加固技术[M].北京：中国水利水电出版社，1999.

[3]何肇弘,胡士耀.既有建筑物质量检验与可靠度评定[M].北京：中国铁道出版社，1992.

[4]邸小云,周燕.旧建筑物的检验加固与维护[M].北京：地震出版社，1992.

[5]王永修,梁坦.建筑结构鉴定与加固[M].成都：四川出版社，1997.