某石结构建筑安全性鉴定

方贞淦

(福建省抗震防灾技术中心 福建福州 350001)

1 工程概况

某石结构建筑为集戏剧、电影、会堂于一体的综合性公共建筑物，并于1978年建成投入使用。建筑总长度为58.80m，总宽度为34.00m，建筑总面积约为5100m2。座位容量1626位。门厅地下一层地上四层，屋面标高18.80m;观众厅跨度27.0m，柱顶标高15.0m，侧廊为三层，跨度3.5m;舞台(后厅)屋面标高21.3m。

结构质式:(1)门厅:石砌体承重墙体，钢筋混凝土楼屋盖;一层地板及楼梯踏步板、平台均为石条板。(2)观众厅:石砌体排架柱架空石板条地面;屋盖为梯形钢屋架、木檩条、波形石棉水泥瓦;侧廊为独立料石柱，钢筋混凝土楼屋盖。(3)舞台(后厅):石砌体承重墙体，钢筋混凝土楼屋盖，台口梁为钢筋混凝土梁，上系砖石砌体悬墙。(4)基础为石砌体条形基础。

因该房屋建成使用已久，业主为了解该房屋使用现状及安全状况，委托进行结构安全性鉴定。

图1 建筑立面图

本工程基本风压w0=0.75kN/m2，地面粗糙度B类。抗震设防烈度为7度，地震动峰加速度为0.10g，设计地震分组为第三组。鉴于业主未能提供工程地质勘查报告，根据附近场地地质勘查报告，该工程场地类别暂定为Ⅱ类。

2 鉴定依据

本工程鉴定依据主要有:

(1)《民用建筑安全性鉴定标准》GB 50292－1999

(2)《建筑抗震设计规范》GB 50011－2010

(3)《石结构房屋抗震设计规范》GBJ13－12－93(4)《建筑结构荷载规范》GB50009－2012

(5)《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223－2008

(6)该建筑原设计图纸

3 现场调查及检查结果

3.1 建筑物建筑、结构平面布置及构件使用现状调查

经现场调查，发现存在如下问题:

(1)四周墙体窗户玻璃部分脱落、破损。

(2)门厅四层墙体局部出现裂缝(如:四层3/KL墙出现一道斜裂缝，最大缝宽约为1.0mm)。

(3)门厅屋面板局部出现裂缝(如:屋面1－3/K－M板底出现裂缝，且板底钢筋外露、锈蚀)。

(4)观众厅与门厅交接处，观众厅第一开间纵墙出现斜裂缝，沿灰缝及石材块体开裂，最大石材块体裂缝约为4.0mm;观众厅后墙(4～5轴与K～L轴的墙)出现斜裂缝，石块体断裂，门厅正面转角处出现脱裂。门厅后墙(4轴)与观众厅侧廊交接处，个别梁下石砌体沿块材出现竖向裂缝。

(5)观众厅侧面走廊钢筋混凝土板有明显下挠，并出现裂缝，且板底有渗水痕迹。

(6)观众厅屋盖在5－6轴开间缺上下弦横向水平支撑。且部分杆件生锈，屋架端部锈蚀尤为严重。

(7)观众厅屋面木檩条部分腐蚀开裂，石棉水泥瓦老化、破损，出现渗水现象。

(8)舞台屋面13－16/A－(1/B)板、13－16/(1/K)－M板板面钢筋严重锈蚀、风化。

(9)舞台口上部钢支架锈蚀脱皮。

(10)舞台屋盖木檩条部分开裂，上弦混凝土梁中部均有一道贯通性裂缝。

3.2 现阶段上部结构侧向位移

根据现场条件，该楼布置4个测点进行侧向位移检查。数据表明:该楼各测点最大侧向位移为H/1440;所检测点侧向位移均未超过规范限值要求，且未见房屋倾斜沿某方位呈规律性分布。

3.3 结构构件截面尺寸抽样实测

结合现场条件，随机抽取有代表性的结构构件及部位，实测层高、轴网尺寸以及结构构件截面尺寸。数据表明:该楼所检部位基本符合原图纸要求。

3.4 墙体砌筑砂浆强度抽样检测

经现场随机取样(除门厅的前墙、侧墙为外密缝无法取样外)，大部分砌体均有垫片粘土砂浆砌筑，现场取样手触粉碎，强度为零。

3.5 混凝土构件强度抽样检测

该楼现场采用回弹法检测混凝土抗压强度。数据表明:该楼所检构件混凝土强度推定值均能满足强度等级C25的要求。

4 上部承重结构验算、分析及抗震性能评估

4.1 承载能力验算结果

(1)屋架:原图纸选用全国通用标准图集G511(1975年)中GWJ27－1系例。查该图集屋架允许屋面使用荷载标准值为3.0kN/m2(不含屋架及支撑自重)，开间为6.0m。

而该楼开间为3.9m，且屋面使用荷载标准值(含吊顶)仅1.35kN/m2，根据屋架允许使用荷载与实际荷载比较，以及计算结果，单榀屋架承载力可满足要求。

屋架支撑设置与标准图集G511规定不符，且檩条与舞台横墙及门厅横墙连接措施不当。屋盖空间刚度及整体稳定性不足。

(2)墙体(柱)

①说明:该楼墙体(柱)材料做法有三种:

A、门厅外墙为细石料(花岗岩，坚硬，可按MU60以上考虑)，为外密缝砌法，砂浆现场无法取样。

B、除舞台口横墙外，其余墙体为粗料石(花岗岩，MU60以上考虑)，粘土砂浆(强度为零)，有垫片砌法。

C、门厅地下柱，观众厅侧廊柱，舞台侧房柱等均用独立料石柱，断面尺寸200×300mm。

②静力作用下

A、观众厅侧墙:

在(恒+风)工况下:侧廊独立料石柱断面尺寸(200×300mm)远小于观众厅窗间带壁柱墙截面尺寸，悬殊颇大，起不到协同抗侧作用，可近似认为所有水平力作用均由观众厅侧墙承担。验算结果表明:窗间墙截面承载力不满足。

B、门厅墙体

a、200厚单轨内墙高厚比不满足;

b、部分墙体承载力不满足。

C、舞台(后厅)

a、外墙高厚比偏大，不满足;

b、独立料石柱稳定性差。

③在地震作用下

《建筑抗震设计规范》第11.4.6条规定“石墙的截面抗震验算，可参照本规范第7.2节其抗剪强度根据试验数据确定”。《石结构抗震规范》第4.0.7条只给出砂浆强度等级M5.0以上的石砌体(有垫层，无垫层)沿灰缝截面破坏时的抗剪设计强度。

工程两类砌体抗剪强度计算指标在规范中均未给出，且无试验资料。因此，抗震验算只能进行定性分析。

A、采用粘土砂浆砌筑的墙体(柱)，砂浆强度为0MPa。根据《砌体结构设计规范》附录B中表B.0.1－2:砌体抗剪强度fv=k，即fv取决于砂浆抗压强度f2。而 f2=0，侧取 fv=0。

因此，凡采用粘土砂浆砌筑砌体，其抗震承载力均不能满足。

B、外密缝砌筑石砌体，与同类砂浆砌筑石砌体相比，其抗震更为不利。

C、独立料石柱，在地震作用下，将可能先行破坏，而导致房屋局部坍塌。

4.2 抗震性能评估

(1)门厅:

①总高、层数不符合《建造抗震设计规范》第11.4.2条规定:“多层石砌体房屋抗震设防烈度为7度时，总高度、层数不应超过10m，三层”的要求;层高不符合《建造抗震设计规范》第11.4.3条规定:“多层石砌体房屋的层高不宜超过3m”的要求。

②一层地板采用石板条，独立料石支承柱，楼梯踏步板等采用石条板，门窗洞口采用石过梁，窗间墙采用独立料石等均不符合《石结构抗震规范》第2.0.3条规定:“严禁采用石板、跨度大于1.0m的石梁及独立料石柱作为承重构件”的要求。

③屋面上设有石砌体女儿墙、石砌体屋顶水箱等，且无有效拉结措施，对抗震不利。

④门厅与观众厅之间(4轴处)设置了变形缝，不符合《建筑抗震设计规范》第10.1.2条规定:“大厅、前厅、舞台之间，不宜设防震缝分开”的要求。

(2)观众厅:

①侧墙:采用石结构承重体系，不符合《建造抗震设计规范》第10.1.6条规定:“前厅与大厅、大厅与舞台连接处的横墙，应加强侧向刚度，设置一定数量的钢筋混凝土抗震墙”的要求。

②侧廊、架空地面采用独立料石柱承重，门窗洞口采用石过梁，均不符合《石结构抗震规范》第2.0.3条规定的要求。

(3)舞台及耳光室

①舞台口横墙整体拉结性能差。

②耳光室采用下空悬墙(石墙)，且无有效拉结措施，耳光室内采用悬挑石楼板，均对抗震不利。

③舞台侧房系多层房屋，采用独立料石柱，门窗洞口采用石过梁，均不符合《石结构抗震规范》第2.0.3条规定的要求。

(4)其他方面:

①砌筑砂浆:大部分墙体砌筑砂浆强度为0，不符合《石结构抗震规范》第3.0.4条规定:“砌体的砂浆强度等级不宜低于M5”的要求。

②大部分墙体(除门厅正侧面及舞台口外墙)均采用有垫层砌法，且为粘土砂浆砌筑，房屋强度指标低，耐久性差。

③砌体房屋均未设置构造柱，其结构整体性及延性均较差。

综上部承重结构验算、分析以及抗震性能评估结果，该楼上部结构安全性鉴定评级为Du级。

5 地基基础分析及评级

鉴于该工程无地质资料，通过对墙体观察，发现观众厅后墙(门厅)以及第一开间两侧纵墙出现斜裂缝(石块开裂达3.0mm)，表明此处基础已有较大的不均匀沉降;门厅正面转角水平缝有轻微脱裂，表明此处基础也出现不均匀沉降。

根据现场勘测结果及上部结构的反应等情况，该楼地基基础安全性鉴定评级为Cu级。

6 鉴定单元安全性鉴定评级

根据地基基础、上部承重结构安全性等级，该楼结构安全性鉴定评级为Dsu级，即该楼的安全性不满足鉴定标准要求，严重影响整体承载，必须立即采取措施。

7 鉴定结论与建议

(1)该楼现有结构安全性鉴定评级为Dsu级，应立即采取措施。

(2)有裂缝和评定为Cu级、Du级的构件以及抗震质量缺陷，应采取措施。

(3)应考虑混凝土保护层偏薄(露筋)和钢筋锈蚀对结构耐久性的不利影响。

(4)若采取加固补强措施，应补充该建筑岩土工程勘察报告，应补绘现有建筑物竣工图，并同时进行抗震加固。

(5)屋面宜进行翻修。

(6)宜对建筑沉降及其上部结构反应继续跟踪观测。

[1]GB 50292－1999，民用建筑可靠性鉴定标准[S].

[2]GB 50011－2010，建筑抗震设计规范[S].

[3]GB50009－2012，建筑结构荷载规范[S].

[4]戴国莹，现有建筑加固改造综合决策方法和工程应用，建筑结构，2006.11.