现有建筑结构抗震鉴定及混凝土结构加固设计研究

2020-08-30刘键

建材与装饰 2020年25期

刘键

（云南省设计院集团有限公司，云南昆明 650228）

0 引言

如今在许多城市当中都存在老旧的建筑，此类建筑由于初建时的技术水平、经济水准都有限，使得建筑极度缺乏抗震保护功能，抗震性能较低。此外，建设方对原有建筑有了新的功能要求需要进行改造，需要对原有建筑经过改造后能否满足抗震性能要求进行判别，对不满足要求的需要进行加固以确保建筑安全。因此，对已存在的老旧建筑的现状需要进行检测和鉴定，为不满足抗震安全要求的建筑进行加固设计提供设计依据，根据房屋鉴定结果对建筑进行加固设计从而最终确保建筑结构的安全。

1 现有建筑结构抗震鉴定概述

1.1 鉴定范围

（1）未设计过抗震结构的建筑物，其存在时间较长，如今基本会被列入高危建筑类型当中，危险性较高。

（2）对灾后建筑进行鉴定。

（3）改变现有建筑的使用功能或者对建筑进行扩建、加层时展开鉴定。

（4）需要大修现有建筑的时候进行鉴定。

1.2 鉴定流程

（1）对建筑物原始资料进行全面收集，主要需要建筑的施工过程资料，竣工验收资料及地质勘察报告，资料不全时应实测补充完善。

（2）对建筑结构的现状进行勘测：抽检建筑物的主体结构以及地基等，同时，检测建筑物损耗状况与施工质量，并查清建筑现状与原设计图纸及其他原始资料是否吻合，发现建筑是否存在缺陷及不符合规范要求的情况，并且重点分析特定区域的地貌、地质，其中包含地面是否沉降以及地下水位的改变情况等。

（3）按照相关法律、法规以及行业内标准要求等，结合鉴定的最终结果进行整理，从而形成相应报告，最终提出是否需要对所鉴定建筑结构展开加固设计的意见与方案。

1.3 鉴定方法

一级鉴定：按照相应鉴定标准，综合评判建筑构造鉴定以及宏观控制对象。二级鉴定：按照现行规范验算结构抗震，同时结合构造的实际影响对建筑展开综合评判。

（1）对后续有30 年合理运用年限的建筑进行鉴定：优先根据一级鉴定要求、内容展开鉴定，若与之相符则无需展开二级鉴定；若不相符，则应展开二级鉴定。

（2）对后续有40 年合理运用年限的建筑进行鉴定：结合现行规范对原建筑结构的抗震措施进行检查，随后借助结构软件对整体抗震能力进行复核，随后对其加以判别。若抗震措施不满足规范要求，且总体结构抗震承载力较高，便可借助构造影响系数对其抗震能力展开综合评定。如果抗震措施满足要求，且建筑结构当中主要的抗侧力构件抗震的承载力达到或超过计算值95%，同时次要的抗侧力构件抗震的承载力达到或超过计算值90%，则无需加固[2]。

1.4 鉴定内容

1.4.1 检查围护结构

在建筑物结构的整体抗震设计过程中，其围护结构占据着重要地位，往往能够使抗震目标得以实现。在鉴定检查围护结构时，应当做好以下几项工作：

（1）积极检测建筑结构各类构件的实际尺寸，应该确保构件的具体尺寸与有关行业标准以及实际建筑物的结构相符合。

（2）对建筑结构各类构件的尺寸实际偏差状况加以检测。无论是哪一种施工项目，通常都会存在一定程度的施工偏差，这些偏差虽然无法避免，但是可以通过科学设计、合理施工最大限度减少偏差。合理管控构件尺寸的大小以及偏差，对于建筑结构抗震效果的强化而言是有利的。

（3）详细检查建筑自身缺陷以及结构构件外观与质量等，从而实现从各个角度出发，对建筑物抗震效果展开相应分析。

1.4.2 检查地基及基础

对建筑物稳定性而言，地基及基础在其中发挥了重要作用，其对于建筑结构的抗震性具有决定性的影响。检查地基及基础主要工作包含检测地基承载力情况以及土层的分布情况，检查建筑基础尺寸及与原设计图纸符合情况，检查基础是否存在不均匀沉降问题。所以，有关人员必须对此项检查工作应予以高度重视。

1.4.3 明确结构作用的发挥情况

结构作用的发挥情况即在最初设计阶段是否将抗震性能运用到设计当中，而在完成建筑工程项目后，结构抗震的效果与最初设计是否相符合，以及在发生地震等灾害的时候，结构抵御能力是否良好等。在对其进行鉴定的时候，关键在于发生地震的时候，建筑结构外部、内部环境发挥的作用以及建筑结构自身抗震性能等。鉴定现有建筑结构的抗震性能时，此项检查工作极为关键，属于直观检查。

1.4.4 勘测建筑具体结构情况

在抗震鉴定现有建筑结构前，需要对结构实际布置情况以及结构形式等加以充分明确，同时完全掌握有关的结构设计状况。除此之外，还应合理分析建筑结构支撑、连接构造与构件等，重点分析关于抗震性能的各类部件。与此同时，还应该详细分析建筑内部结构的实际设计尺寸与对应的各项参数。分析建筑结构具体情况的时候，除了需要对检测的关键点加以明确，还需要检测辅助结构，从而防止最后的结果失准。

2 列举混凝土结构的几类常见加固设计方法

当鉴定完成建筑物的抗震结构之后，设计人员就应优选相应加固方法，结合建筑物自身结构特征进行设计加固，以便使建筑结构更加稳定，满足设计规范要求。设计人员在鉴定过程中便应致力于排查各种影响建筑物结构稳定性的问题，随后展开全面分析，最终确保加固设计具有针对性，确保一旦发生地震灾害，其危险被控制在最低。在实际施工过程中，施工单位则应严格遵循《混凝土结构加固设计规范》落实操作，防止所用技术不合适，导致施工质量不达标。检测单位还应注重作业人员的实际操作规范性，以便使鉴定结果更加准确，保证建筑物结构改造更加科学、合理。因此，检测单位应确保作业有序开展，规避失误、错误操作，使建筑物结构抗震水平得到全面提升。

2.1 外包钢板加固方法

该加固方法适用原混凝土梁，柱承载能力不足，需大幅提高其截面承载能力及抗震性能，以便加大原承重面，使单位面积受力被有效分散，使主体结构所受压力被减小，如图1 所示。此加固法有着明显的优势，即不会对原建筑结构产生破坏，施工便捷，能够有效保持建筑整体性。此外，该方法采用的加固材料大部分是混凝土、钢梁以及钢板等，采购方便。

该方法在实际操作中主要是借助角钢、钢板以及钢槽等包裹建筑结构的构件，包含湿式以及干式两大包裹方式，且两大方式都便于实施操作，可以使建筑抗震水准得到有效提升。然而需要注意的是，此方法造价较高。

2.2 截面增大加固法

该加固方法适用于原建筑刚度不足，位移形变较大的情况，重点便是经由对原建筑结构关键构件尺寸进行加大，使不均匀受力引发结构形变的状况减少，如图2 所示。落实此方法的时候，需要保持原材料和加固材料的一致性，如此方能确保原结构以及加固料实现连接的整体性。

图1 粘钢板加固增加刚度

图2 截面增大法加固建筑结构

在实施此方法时，其主要针对的便是钢混建筑材料加固。若想使钢混建筑结构抗震水平得到提高，便需要以相同材料使建筑横截面积得到科学增加，这样可以使建筑抗震水平得到大幅提升。然而需要注意的是，此方法局限性较为明显，这主要是因为构件截面积的增加，会压缩原建筑的使用空间，同时此类施工有着较大施工难度以及较长施工时间，会消耗较多的物力、人力。