既有建筑抗震性能排查与鉴定方法
2019-11-12史铁花
史铁花
习近平总书记在中央财经委三次会议部署“九大工程”,提出大力提高我国自然灾害防治能力,其中摸清我国现有建筑的抗震性能底数,即如何进行既有建筑的抗震性能排查和鉴定是采取针对性措施、提高其抗震防灾能力的重要前提。本文简要介绍如何进行房屋抗震性能排查、怎样进行房屋抗震鉴定。
区分安全性鉴定和抗震鉴定
进行既有建筑抗震性能排查和鉴定,首先要区分安全性鉴定与抗震鉴定,因为抗震危房有时会被误认为就是指评定为“C或D级危房”的房屋、抗震加固就是对评定为“C或D级危房”房屋的加固,混淆了静力与抗震的概念,影响了政府大力提高我国现有建筑的抗震防灾能力措施实施的范围。安全性鉴定和抗震鉴定定义不同、依据的标准不同、标准的编制思路不同、鉴定内容和方法不同、鉴定结论也不同。安全性鉴定是指对建筑承载力和整体稳定性等所进行的调查、检测、验算、分析和评定等一系列活动,不考虑地震作用。民用建筑的安全性鉴定应依据《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292—2015),工业建筑的安全性鉴定应按照《工业建筑可靠性鉴定标准》(GB 50144—2008)的相关要求,房屋安全性鉴定的结论分为四个等级:Asu、 Bsu、 Csu、Dsu(其中Asu为安全性符合要求,不影响整体承载,Bsu为安全性略低于标准要求,尚不显著影响整体承载,Csu为安全性不符合要求,显著影响整体承载,应采取措施,极少数构件应立即采取措施,Dsu为安全性不符合要求,严重影响整体承载,整体危险,必须立即采取措施);抗震鉴定是依据《建筑抗震鉴定标准》(GB 50023—2009),通过检查既有建筑的设计、施工质量和现状,按规定的抗震设防要求,对其在地震作用下的安全性进行评估。抗震鉴定采用两级鉴定的方法,即从抗震措施和抗震承载力两个方面进行鉴定。抗震鉴定强调的是结构整体的综合抗震能力,包括结构抗震承载力、整体性和构件延性等。 抗震鉴定的结论是满足抗震设防要求与否,不满足抗震设防要求的应采取措施。
综上所述,因房屋安全性鉴定不考虑抗震,故即使其安全性等级评为Asu、Bsu,抗震也不一定满足要求,甚至有时有着严重的抗震隐患(如无抗震设防的或抗震体系混乱的房屋),故一定要区分安全性鉴定和抗震鉴定,以免误判或漏判,同时这也是进一步进行抗震鉴定和抗震加固以及大力提高我国房屋整体抗震防灾能力的前提。
抗震性能排查
目前,我国进行房屋抗震鉴定依据国家标准《建筑抗震鉴定标准》(GB 50023—2009)(以下简称现行抗震鉴定标准),故进行既有建筑的抗震性能排查的依据来源仍是该标准,排查后最终确定哪些房屋需要进行抗震鉴定。
对于量大面广的既有建筑的抗震排查,应符合全面覆盖的原则,并结合政府决策进行。排查分为非专业的普查登记与专业技术人员的筛查两步。首先进行普查登记,即按照房屋权属找相应的产权单位、物业公司、居委会等相关单位进行房屋基本信息统计,包括建筑年代、结构类型、是否改造过、是否有静载下缺陷等情况,按照表1进行初步登记。
表1 房屋抗震性能普查登记表
第一步,普查登记后,需要政府进行相应的决策,即确定一个时间节点,在该时间节点前的所有房屋因其抗震性能普遍较差而均需进行下一步的全面抗震鉴定(该节点需要政府组织技术专家讨论商定而决策,一般定在我国1989版本规范实施前即1990年,也有考虑经济等因素结合78规范定为1980年等),而该时间节点以后的房屋,需要专业人员进一步筛查,即进入第二步,确定哪些房屋满足抗震设防要求、哪些需要进一步判定、哪些要进行抗震鉴定加固。
第二步,专业技术人员对某一时间节点后的房屋进行抗震性能筛查,并得出相应结论,需要筛查内容包括设防烈度变化情况、静载下缺陷成因初步判定等,详见表2。
抗震排查时,表1、表2均需要填写,表1 是用来减少表2工作量的,例如如果有了明确的时间节点,那么在该时间节点之前的房屋就不需再进行普查(是否普查尚需由相关政府部门根据需求决策确定)。
对于那些在一定的时间节点(1990年或1980年)之后的建造结构类型明确、当地设防烈度与房屋建造时的烈度相比没有提高的、有完整的竣工资料、无超层超高、没有进行过结构构件私自拆改、没有明显静载下的结构缺陷、功能没有改变、未接近或超过设计使用年限的既有房屋即可评为符合抗震设防要求;以上有一条不满足,则评为不符合抗震设防要求,需要进行抗震鉴定及加固;如果以上有几条不能靠排查确定,则需要进行下一步详细的抗震鉴定。
表2 房屋抗震性能排查表
房屋抗震鉴定
现有建筑的抗震鉴定,是进行抗震加固或采取其他抗震减灾对策的前提,准确合理的抗震鉴定报告是进行经济合理有效的抗震加固的依据。抗震鉴定依据现行抗震鉴定标准进行。
(一)现行抗震鉴定标准使用范围
现行抗震鉴定明确规定,其适用范围是6~9度区的现有建筑,不适用于新建建筑工程的抗震设计和施工质量的评定。
1.现有建筑的定义
本文所述的排查鉴定方法主要是针对现有建筑,即指除古建筑、新建建筑、危险建筑以外,迄今仍在使用的既有建筑。
对于新建建筑,其抗震安全性评估目的在于判断房屋的设计与施工是否符合抗震设计与施工规范的质量要求,因而新建工程应按现行规范对新建工程的要求进行,不得按现行抗震鉴定标准的要求进行新建工程的抗震设计,更不得以现行抗震鉴定标准作为未执行设计规范的借口。对于古建筑或文物建筑,我国有专门的标准。
2.现有建筑抗震鉴定的设防烈度范围
现行抗震鉴定标准适用于抗震设防烈度为6~9度地区现有建筑的抗震鉴定,抗震设防烈度,一般情况下可采用中国地震动参数区划图的地震基本烈度或按现行国家标准《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)(2016版本)规定的抗震设防烈度。
(二)现行抗震鉴定标准的鉴定方法
现行抗震鉴定标准要求首先对现有建筑按其设计建造年代及依据的标准规范系列确定其抗震鉴定的后续使用年限(30年、40年或50年),并根据不同的后续使用年限采用不同的鉴定方法。符合鉴定标准相应要求的房屋评为满足抗震鉴定要求,否则评为不满足抗震鉴定要求,需要采取措施。
1.后续使用年限
现行抗震鉴定标准中对现有建筑的抗震鉴定引入了后续使用年限的概念,任何房屋的抗震鉴定首先应确定其后续使用年限,然后按其后续使用年限选择相应的方法进行抗震鉴定。后续使用年限不同,采用的鉴定方法不同,鉴定的内容和要求有所差异,达到的设防目标也略有不同,甚至同一房屋采用不同的后续使用年限鉴定会得到不同的鉴定结论。考虑到我国各地《建筑抗震设计规范》施行的日期的不同,现行抗震鉴定标准根据建筑设计建造的年代及当时设计所依据的规范系列,将现有建筑抗震鉴定所选用的后续使用年限划分为30、40、50年三个档次,具体规定如下:
在70年代及以前建造经耐久性鉴定可继续使用的现有建筑,其后续使用年限不应少于30年;在80年代建造的现有建筑,宜采用40年或更长,且不得少于30年;在90年代(按当时施行的抗震设计规范系列设计)建造的现有建筑,后续使用年限不宜少于40年,条件许可时应采用50年;在2001年以后(按当时施行的抗震设计规范系列设计)建造的现有建筑,后续使用年限宜采用50年。
由于现行抗震鉴定标准于2009年7月1日正式实施,当时《建筑抗震设计规范》GB 50011正在进行新一轮的修订。《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)于2010年12月1日颁布实施后,现行抗震鉴定标准中后续使用年限50年的建筑系指按新版抗规设计建造的房屋,对于按(GB 50011—2001)(包括2008年局部修订版)设计建造的房屋,其后续使用年限则可按建成投入使用后算起50年,即原建筑设计使用年限不变。
另外需注意的是,现行抗震鉴定标准中给出的后续使用年限是一个最低要求,当经济技术条件许可时(如资金充足、技术保障)应采用更高的要求鉴定,即尽可能提高其抗震能力。
最后,还需强调的是,任何情况下,房屋的抗震鉴定都不能采用比其建造时的国家相关技术标准还低的标准进行。
2.不同后续使用年限建筑的抗震鉴定方法
现有建筑的抗震鉴定采用分级方法,不同后续使用年限的建筑,采用的抗震鉴定方法不同。
对后续使用年限为30年的建筑,简称A类建筑,抗震鉴定基本上保持了原95版本鉴定标准的有关规定,即逐级鉴定、综合评定。第一级鉴定是以宏观控制和构造鉴定为主进行综合评价,一般来说包括结构体系、材料实际强度、整体性连接构造和局部易损易倒部位构造四方面的鉴定内容;第二级鉴定以抗震验算为主、结合构造影响进行综合评价,可采用标准中给出的简化计算方法或按规范方法进行构件承载力验算。第一级鉴定通过时,可不进行第二级鉴定评定为满足鉴定要求,否则应进行第二级鉴定并结合第一级鉴定的构造影响,对抗震能力进行综合评定。
2016年10月10日,温州市鹿城区双屿街道永兴巷数间楼房发生倒塌
对后续使用年限为40年的建筑,简称B类建筑,其鉴定基本按照89规范的有关规定要求,从鉴定的角度按结构体系、材料实际达到的强度等级、整体性连接构造、局部易损易倒部位、抗震承载力验算几个方面加以归纳整理而成。B类房屋需进行抗震措施和抗震验算两级并行鉴定后,进行综合评定。
对后续使用年限为50年的建筑,简称C类建筑,按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011进行抗震鉴定,也包括抗震措施和抗震承载力两级鉴定,相关条文未列入现行抗震鉴定标准中。
由于所选择的后续使用年限不同,采用的鉴定方法不同,达到抗震设防要求略有不同,得到的抗震鉴定结论可能会有差异。因此,在抗震鉴定时必须在鉴定报告中注明所采用后续使用年限,在抗震加固设计时,在加固设计施工总说明中同样应予以注明。
3.现有建筑抗震鉴定时的设防目标
凡符合现行抗震鉴定标准要求的建筑,或通过抗震鉴定需加固并按《建筑抗震加固技术规程》(JGJ116—2009)进行加固的建筑,在预期的后续使用年限内具有相应的抗震设防目标:
后续使用年限为50年的现有建筑,具有与现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011相同的设防目标,即“小震不坏、中震可修、大震不倒”;后续使用年限少于50年的现有建筑在其后续使用年限内具有相同概率意义上实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防目标,但在遭遇同样的地震影响时,其损坏程度要略大于按后续使用年限50年鉴定的建筑。
4.现有建筑抗震鉴定的设防标准
根据我国现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》(GB 50223—2008)的规定,现有建筑的抗震设防类别同样划分为标准设防类、重点设防类、特殊设防类和适度设防类。
各类建筑抗震措施和抗震验算综合鉴定的要求:标准设防类应按本地区设防烈度的要求核查其抗震措施并进行抗震验算;重点设防类6~8度应按比本地区设防烈度提高一度的要求核查其抗震措施,9度时应适当提高要求;抗震验算应按不低于本地区设防烈度的要求采用;特殊设防类应经专门研究按不低于乙类的要求核查其抗震措施,抗震验算应按高于本地区设防烈度的要求采用;适度设防类7~9度时应允许按比本地区设防烈度降低一度的要求核查其抗震措施,抗震验算应允许比本地区设防烈度适当降低要求;6度时应允许不做抗震鉴定。
5.现有建筑抗震鉴定的基本流程
一般来说,抗震鉴定是对房屋所存在的缺陷进行“诊断”,包括下列步骤:
(1)原始资料收集,如勘察报告、施工图、施工记录和竣工图、工程验收资料等,资料不全时,要有针对性地进行必要的补充实测。
图1 建筑的抗震鉴定流程
(2)建筑现状的调查,调查建筑现状与原始资料相符合的程度、施工质量及使用维护情况,发现相关的非抗震缺陷。
(3)综合抗震能力分析。应根据各类结构的特点、结构布置、构造和抗震承载力等因素,根据后续使用年限采用相应的逐级鉴定方法,进行建筑综合抗震能力的分析。
(4)对现有建筑的整体抗震性能做出评价。
现有建筑的抗震鉴定流程见图1。
6.抗震鉴定结论及处理建议
(1)评定为满足抗震鉴定要求。应注明鉴定时所选用的后续使用年限。
(2)评定为不满足抗震鉴定要求。应提出相应的抗震减灾对策和处理意见。一般有以下几种情况:
①维修。指仅少量次要构件不满足要求,尚不明显影响结构抗震能力,只需结合日常维修进行处理即可,但对于位于人流通道处的地震中易掉落伤人的次要构件应立即采取处理措施。
②加固。不满足抗震鉴定要求,但从技术与经济的角度考虑,可通过加固达到鉴定标准的要求,加固设计与施工应符合《建筑抗震加固技术规程》(JGJ116—2009)的要求。
③改变用途。不满足抗震鉴定要求,且从技术与经济的角度加固难度较大,加固所需投入较高,但可通过改变建筑用途降低其设防类别,使之通过加固甚至无须加固就能达到按新用途使用的抗震鉴定要求。
④更新。结构体系明显不合理、加固难度很大、代价高,这类建筑可结合城市规划予以拆除,短期内需继续保留使用,应采取应急措施。
结束语
房屋的抗震性能排查和鉴定是大力提高我国既有房屋自然灾害防治能力的前提,只有科学合理地进行了抗震性能排查和鉴定,才能使政府对既有房屋的抗震性能有清晰而全面的了解,才能采取针对性措施,使抗震性能差的房屋真正得到重视和抗震加固,从而减少灾害损失,提高房屋抗震防灾能力,进一步提高人民幸福感。