房屋安全鉴定中值得注意的几个结构体系问题

文/张然 济南市房屋安全检测鉴定中心 山东济南 250001

房屋安全鉴定中值得注意的几个结构体系问题

文/张然 济南市房屋安全检测鉴定中心 山东济南 250001

建筑行业中的“89规范体系”施行以前的房屋，其设计、施工的管理和技术要求与现行的技术标准存在着较大的不同。对于上世纪中后期经常采用，而现阶段被减少、限制或淘汰的房屋结构体系，其结构安全性鉴定中，所需考虑的结构整体性相关因素，本文做了相应探讨。

建筑结构体系；结构隐患；安全鉴定

由于历史的原因，特别是建筑行业中的“89规范体系”施行以前的房屋，设计、施工的管理和技术要求与现行的技术标准存在着较大的不同，因而需要通过对以往房屋的设计、施工的研究来指导房屋鉴定工作。对于上世纪中后期经常采用而现阶段被减少、限制或淘汰的房屋结构体系，这部分房屋受当时经济条件的限制，房屋建筑材料也较为节俭，为了降低建筑造价，结构形式有的也较为混杂，同时设计、施工和管理明显落后于现阶段。由于这部分房屋存量较大，房龄也大都在三十年左右，一直是房屋安全管理和房屋安全鉴定工作所关注的重点。

1、部分框架结构，部分砌体结构房屋

砌体结构主要受力构件是墙体，所以小开间布局是其显著的特点。为获取较大空间，根据需要，有的在砌体结构中局部采用框架结构，造成房屋似砌体结构又非砌体结构，似框架结构又非框架结构，结构体系不明，传力途径不清楚。

框架结构和砌体结构刚度相差很大，受力性能和变形差异也很大，两种结构难以共同工作，计算模型也很难确定，勉强确定计算简图和实际结构体系严重不符，导致计算结果与实际偏差较大。不仅上部结构，房屋地基也很难保证均匀沉降，构件开裂在所难免。如果房屋维修不及时，任其裂缝发展，必然降低构件或结构受力性能，产生安全隐患。因此这类房屋，不仅要注意砌体的裂缝，还要重点勘察框架结构的裂缝。在地震设防区，这种结构体系更不应采用。这种结构体系若非对称布局，刚度相差会更大，在地震作用下极易发生扭转破坏；即使对称布局，因其砌体结构刚度远大于框架结构的刚度，地震时承受较多地震作用，而砌体的抗裂性能很低，砌体开裂后刚度大幅下降，致使地震作用力只能由框架承受。若设计未考虑结构实际开裂后的内力重分配，则可能会在地震力作用下，导致结构被“各个击破”而破坏。这类房屋常见的主要有部分为商店，部分为办公的房屋等。也可能此类房屋尚未发生明显病害现象，但采用此种结构体系为房屋带来了先天缺陷，形成安全隐患，尤其是在对房屋进行可靠性评判中，应当考虑此因素。

2、底层框架砖房

上世纪七、八、九十年代此类结构多用于大中型城市临街房屋；九十年代和本世纪初县、市、镇较多采用。这类房屋的结构特点是：底层的框架及剪力墙承受上部分结构的全部荷载，并且房屋底层层高一般是4.2m左右，结构设计中梁高的取值受限，梁的钢筋用量大，一根框架梁或主梁承受上部四至五层的某一片区的墙体、楼板和活荷载，受力很大，其中还有相当大的集中荷载；框架柱同样道理，轴力非常大；剪力墙墙体也是既承受上部墙体的均布荷载，又承受托梁传来的集中荷载；砖砌体施工工艺相对复杂，如墙体的抗震墙部分和承受竖向荷载部分需要先砌后浇；分隔部分又需要先浇后砌。同时，墙体内还要根据需要设置拉结钢筋，并采用不同的砌筑方式。设计中，有时容易疏漏，施工中有时难以满足受力模式的需要，因此，鉴定中需重点调查是否存在整体平面布置不合理、抗震剪力墙设置不符合要求、上下部分侧向刚度比不符合要求、过渡层加强措施不符合要求等结构布置方面的问题。

3、单跨框架结构房屋

单跨框架结构是由两根柱子和单根梁组成的结构。为获得较好的通风采光效果，过去很多中小学教学楼和生活设施建筑都采用单面走廊的形式，其结构形式也相应采用了单跨框架结构体系。而单跨框架作为框架结构的特殊形式，其抗侧移刚度小，耗能能力弱，结构冗余度小，在遭遇强烈地震时，很容易造成分隔墙倒塌，甚至是由于单个竖向构件发生破坏继而引发结构连续倒塌。如，1999年9月21日台湾发生强烈地震，台中客运站由于一侧柱子破坏而导致全楼倒塌；再如，2008年，5月12日，汶川发生强烈地震，也有很多类似的情况。

这类建筑的安全隐患，在历次的地震中，都证明这种结构体系对抗震严重不利，所以在总结经验教训的基础上，新设计的建筑基本都避免采用单跨框架结构。已建成的单跨框架结构应当进行抗震鉴定并加固以提高其抗震能力。《建筑抗震设计规范》和《建筑抗震鉴定标准》也做了相应规定：

(1)《建筑抗震设计规范》第6.1.5条规定：“甲、乙类建筑以及高度大于24m丙类建筑，不应采用单跨框架结构；高度不大于24m丙类建筑不宜采用单跨框架结构”。

(2)《建筑抗震鉴定标准》第6.2.1条也规定：“框架结构不宜为单跨框架，乙类设防时，不应为单跨框架结构”。

根据单跨框架在地震荷载作用下，因为刚度小，而使侧移变形大；因为冗余度小，耗能弱的特点，在进行房屋抗震鉴定中除依据标准进行外，要特别分清有利因素和不利因素，如：在主要结构是单跨框架的结构体系中，在一定距离内均匀设置多榀框架的结构体系，均匀的增加了刚度是有利因素，当满足一定要求时，甚至可以认定不是单跨框架结构体系；在全部是单跨框架的结构体系中，端部小房间的框架中，利用粘土砖等刚性材料分隔，其它跨内空旷或轻质材料分隔，使结构体系的刚度不均匀，又增加了体系中的扭转不利因素，对房屋的抗震性能更加降低，此类设置应予拆除更换或加固改造。对应其特点，在加固中，固然对梁柱配筋的加强，有利于安全，但增加结构的刚度会更加有效。如，在单跨方向有效（与框架柱共同工作）设置柱子翼墙（小段钢筋混凝土墙）更加有效，一般这种剪力墙宽度不小于200mm，框架方向长度不小于600mm；在单跨方向均匀设置钢支撑等措施也会取得较好的效果。

[1]林同炎.S.D斯多台斯伯利.结构概念和体系.中国建筑工业出版社.2005.5

[2]清华大学土建工程安全研究中心.房屋建筑物安全管理制度与技术标准.清华大学出版社.2011.3

[3]陈建明.房屋安全鉴定实务.中国建筑工业出版社.2014.4