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构件安全性鉴定评级方法的探讨

2020-10-10李瑞雪白亚琼

工程质量 2020年8期
关键词:房屋结构楼板可靠性

李瑞雪,白亚琼

(北京市建设工程质量第二检测所有限公司,北京 100045)

0 引言

房屋的安全性事关重大,小关系到个人的生命财产安全,大关系到国家社会的稳定性。房屋在使用过程当中,不仅需要持续地管理和维护,还需要在出现问题时进行及时有效的修缮。既有房屋使用者或者房屋产权人为了满足个人需要,改变房屋的使用性质,不同程度的改扩建都将破坏房屋的整体安全性。因此,房屋建筑自开始建造到拆除其安全性始终遭受着不同程度的威胁。房屋建筑的安全与否需要通过对房屋进行一系列的调查、检测、验算、分析和评定等活动才能给出全面的结论。

北京市住房和城乡建设委员会于 2011 年 5 月 9 日印发的《北京市房屋建筑安全评估与鉴定管理办法》[1]第七条规定:存在结构损伤的房屋建筑和自然灾害、变动建筑主体结构及毗邻建设工程施工等可能影响房屋建筑安全的,房屋所有权人应当委托鉴定机构进行建筑安全鉴定。

房屋安全鉴定是一项比较复杂的工作,需要用到工程材料、建筑结构设计、测绘方面的知识且需要鉴定负责人有着丰富的经验。随着我国城镇化的进行,新建房屋鳞次栉比的发展,20 世纪70、80 年代的建筑出现不同程度的老化,这就导致房屋安全鉴定的需求将不断增加。虽然近年来从事安全鉴定工作的机构和技术人员也越来越多,但是由于对规范的理解程度不同,同一个建筑,不同的鉴定机构或技术人员很可能采用相同或不同的鉴定方法而得出不同的鉴定结果。这是不符合常理的。

众所周知,给出构件的安全性评级是结构安全性鉴定首要任务,本文从常用的现行房屋鉴定标准[2-4]的规范条文出发,结合实例,分别总结出房屋危险性鉴定、民用可靠性鉴定及房屋结构安全性鉴定(北京地区)中构件安全性鉴定的要点和正确的适用范围。

1 构件安全性鉴定标准

1.1 JGJ 125-2016《危险房屋鉴定标准》

根据 JGJ 125-2016《危险房屋鉴定标准》中的规范条文规定,总结如下。

1)构件的危险性鉴定,评级结果为危险构件和非危险构件。

2)构件的危险性鉴定应验算其承载能力,检查其构造和连接部位情况,评定其缺陷、变形与损伤等内容。

3)构件承载能力的验算可不考虑地震作用,应依据现行设计规范计算构件承载能力和作用相应的比值,且根据不同建造年代的房屋采用不同的调整系数φ。φ应按表 1 取用。

表1 构件承载能力与作用效应之比调整系数(φ)

当构件承载能力与其作用效应比值出现下列情况时,应评定为危险点。

式中:R为结构构件抗力;S为结构构件作用效应;γ0为结构构件重要系数。

4)为提高鉴定工作效率,处于正常使用状态下的构件,同时符合以下条件时,可直接评定为非危险构件:

条件一:构件未受结构性改变、修复或用途及使用条件改变的影响。

条件二:构件无明显的开裂、变形等损坏。条件三:构件工作正常,无安全性问题。

1.2 GB 50292-2015《民用建筑可靠性鉴定标准》

根据 GB 50292-2015《民用建筑可靠性鉴定标准》中的规范条文规定,总结如下。

1)构件的安全性鉴定应分别按照承载能力、构造、位移或变形、裂缝或其他损伤评定一个等级,最终取最低的一级作为该构件的安全性等级。

2)构件作用组合、作用分项系数及承载能力验算方法,应采用国家现行设计规范规定的结构分析方法和现行国家标准 GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》[5]的规定执行。

3)构件按构造评定安全性等级均以国家现行相关规范的要求进行判定。

4)构件的安全性鉴定,评级结果为au、bu、cu、du,分级标准及处理要求如表 2 所示。

5)为有效控制鉴定工作量,提高工作效率,当构件同时符合以下条件时,可根据构件是否实际完好程度评定为au级或bu级。

条件一:构件未受结构性改变、修复或用途及使用条件改变的影响。

条件二:构件未遭受明显的损坏。

条件三:构件工作正常,且不怀疑其可靠性不足。

条件四:在下一个目标使用年限内,该构件所承受的作用和所处的环境,与过去相比不会发生显著变化。

表2 构件安全性分级标准及处理要求

表3 不同规范构件安全性鉴定要点

1.3 DB 11/637-2015《房屋结构综合安全性鉴定标准》

根据 DB 11/637-2015《房屋结构综合安全性鉴定标准》中的规范条文规定,总结如下。

1)构件的安全性鉴定应分别评定承载能力安全等级、构造安全等级及变形与损伤安全等级,最终取最低的一级作为该构件的安全性等级。

2)构件按承载能力及按构造判定安全性等级等相关规定均与 GB 50292-2015《民用建筑可靠性鉴定标准》相同。

3)构件的安全性鉴定,评级结果为au、bu、cu、du,分级标准及处理要求均与 GB 50292-2015《民用建筑可靠性鉴定标准》[3]相同。

综上所述,JGJ 125-2016《危险房屋鉴定标准》、GB 50292-2015《民用建筑可靠性鉴定标准》及DB 11/637-2015《房屋结构综合安全性鉴定标准》中 3 个规范对构件安全性鉴定有不同的规定,现将 3 个规范对于构件安全性鉴定要点进行总结对比,结果如表 3 所示。

2 简算

本文以某办公楼的二层某楼板构件为例,分别依据三个鉴定标准对其进行安全性鉴定。

2.1 工程概况

某办公楼设计于 1992 年,为地上 2 层的框架结构,梁、板、柱均采用现浇形式。设计依据规范为GBJ 10-89《混凝土结构设计规范》[6]和 GBJ 9-87《建筑结构荷载规范》[7]。取其中一块楼板 B1 进行分析,B1 现浇板厚为 130 mm,混凝土设计强度均为 C20,楼板双向钢筋配置均为 B8@150。

2.2 楼板构件承载力

采用理正工具箱 7.0 PB 3 中的单块矩形板模块对 B1 进行计算分析。该板设计信息、辅助信息如表 4 所示,计算简图如图 1 所示。

表4 板 B1 设计信息及辅助信息

图1 板 B1 计算简图(单位:mm)

弯矩计算结果、配筋面积结果及配筋选筋结果如图 2~图 4 所示,经查看配筋面积及选筋结果可知,B1 双向实际配筋 B8@150,满足安全要求。

图2 板 B1 弯矩计算结果

图3 板 B1 配筋面积结果

图4 板B1选配钢筋结果

2.3 楼板实际完好程度

根据现场调查检测,该楼板判定结果为:构件处于正常使用状态,未发现构件存在开裂、明显变形等情况,未发现构件存在修复改造等状况,构件使用用途和条件均未发生改变,该楼板无安全性问题。楼板外观现状如图 5 所示。

图5 板 B1 外观现状

3 构件安全性鉴定

3.1 房屋危险性鉴定

根据 2.2 节楼板承载力验算结果及 2.3 节结构实际完好程度,依据 JGJ 125-2016《危险房屋鉴定标准》第 5.1.5 条和 5.4 条,该楼板判定为非危险构件。

3.2 民用可靠性鉴定

根据 2.2 节楼板承载力验算结果,依据GB 50292-2015《民用建筑可靠性鉴定标准》第 5.2.2 条,该楼板按承载力评定为au级;经计算,该楼板受拉钢筋配筋率为 0.19 %,不满足现行设计规范 GB 50010-2012《混凝土结构设计规范》[8]表 8.5.1 纵向受力钢筋的最小配筋百分率要求(规范要求为 0.20 和 45ft/fy中的较大值),依据 GB 50010-2012《民用建筑可靠性鉴定标准》[3]第 5.2.3 条,该楼板按构造评定为cu级;根据 2.3 结构按实际完好程度,位移或变形安全性等级、裂缝或其他损伤安全性等级均评定为au级。最终,取最低一级cu级作为该楼板构件的安全性等级。

此处需要注意的是,本次鉴定不可依据GB 50292-2015《民用建筑可靠性鉴定标准》第 5.1.4 条直接根据其实际完好程度定为au级或bu级。具体分析如下。

该工程设计依据荷载规范为 GBJ 9-87《建筑结构荷载规范》。构件安全性鉴定时,构件荷载及相关分项系数,均应按现行国家标准 GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》[5]的规定执行。规范相应规定如表 5、表 6 所示。

表5 87 荷载规范楼面活载标准值

表6 现行荷载规范楼面活载标准值

正因为现行荷载相对于 GBJ 9-87《建筑结构荷载规范》楼面活载标准值已发生变化,该楼板构件鉴定并不满足 1.2(5)条件四,即不满足在下一目标使用年限内,该构件所承受的作用和所处的环境,与过去相比不会发生显著变化。所以本次鉴定不可依据 GB 50292-2015《民用建筑可靠性鉴定标准》[3]第 5.1.4 条直接定为au级或bu级。

3.3 房屋结构安全性鉴定(北京地区)

根据 2.2 节楼板承载力验算结果,依据 DB 11/637-2015《房屋结构综合安全性鉴定标准》中第 7.3.2 条,该楼板按承载力评定为au级;经计算,该楼板受拉钢筋配筋率为0.19 %,不满足现行设计规范 GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》表 8.5.1 纵向受力钢筋的最小配筋百分率要求(规范要求为 0.20 和 45ft/fy中的较大值),依据 DB11/637-2015《房屋结构综合安全性鉴定标准》中第 7.3.3 条,该楼板按构造和连接评定为cu级;根据 2.3 节结构按实际完好程度,该楼板按变形、裂缝与损伤评定为au级。最终,取较低一级cu级作为该楼板构件的安全性等级。

4 结语

本文从常用的房屋安全鉴定规范条文出发,给出了各个规范的构件安全性鉴定方法,并结合实际案例展开深入讨论,给出了不同规范构件的安全性鉴定结果。总结结论如下。

1)房屋危险性鉴定中,构件安全鉴定结果较为宽松,正常使用条件状态下,可通过构件实际完好状态判定构件的危险状态。

2)民用可靠性鉴定中,构件安全鉴定结果较为严格,可通过分别评定构件承载能力安全等级、构造安全等级、位移或变形安全等级、裂缝或其他损伤安全等级,取最低一级作为构件的安全性等级,也可依据 GB 50292-2015《民用建筑可靠性鉴定标准》第5.1.4 条根据构件实际完好状态直接判定为au级或bu级。使用 5.1.4 条时需注意要满足的相应的 4 个条件,尤其需注意由于规范变化引起的构件承受作用改变导致条件不满足的情况。

3)房屋结构安全性鉴定(北京地区)中,构件安全鉴定结果最为严格,必须通过构件承载能力、构造和连接、变形与损伤等项目共同评定构件的安全性等级。

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