混凝土框架结构安全性及抗震性能评定探讨

董保利，杨武，董存，何强，兰博

（新疆建筑科学研究院，新疆 乌鲁木齐 830058）

0 引言

随着社会的进步与发展，我国的国家工程建设正在步入注重旧建筑维修改造的阶段，实际工程中的维修改造工作逐步增加[1]。设防烈度提高、使用功能改变或遭受灾害，都有可能导致建筑结构性能不满足现行规范要求或无法满足人们的需求[2-5]。所以工程鉴定的工作逐渐会增加，目前已有不少对砌体结构鉴定工作方面的研究[6-9]，但对于混凝土框架结构安全性、抗震性能的研究较少[1,3,5,10]。故本文欲从实际工程出发，以国家规范为准则，结合现场检测数据，综合考虑各项指标有序、合理地评价混凝土框架结构的安全性和抗震性能。

1 工程概况

某混凝土框架结构为一栋地上二层、地下一层框架结构建筑物，建于 2004 年 5 月。建筑结构整体呈矩形，总长度约为 29.4m，总高度约为 8.1m，总宽度约为13.8m，建筑面积为 1372m2。填充墙体为砖砌体及陶粒混凝土空心砌块砌筑，楼、屋盖均为现浇梁、板结构。对该工程安全性、抗震性能检测鉴定。

2 现场检测

依据 GB/T 50784—2013《混凝土结构现场检测技术标准》[12]中的相关要求，选取具有代表性的构件，完成现场检测工作。在现场检测过程中，应充分了解建筑结构的完好状况，综合考虑个体指标和整体指标，合理划分的检测层次，依次、依序做好现场检测工作。在检测前，应对建筑结构进行了解，根据检测内容和检测目的，对所需检测的建筑结构进行分析，合理安排检测的次序，提高工作效率，力求使检测工作有序、高效地进行。

2.1 地基基础调查与检测

该工程地基为天然地基粉土层，基础为柱下钢筋混凝土独立基础，未发现上部结构存在因地基基础不均匀沉降引起的裂缝及影响结构安全的异常现象，建筑地基和基础现状无静载缺陷，可认定该工程地基基础基本完好。

2.2 结构材料强度检测

采用回弹法对该工程上部结构现浇构件混凝土强度进行抽测，其结果见表 1。

表 1 现浇构件混凝土强度推定值

由表 1 可见，依据回弹法检测数据，该工程混凝土强度满足原设计要求。

2.3 现场情况检测

该工程符合设计图纸，未发见填充墙体裂缝或与框架柱脱开，现浇混凝土构件开裂，现浇混凝土构件表面剥落、露筋及外观质量缺陷等异常现象。

根据现场检测结果可见，该工程在使用过程中尚未出现结构构件损坏和严重变形，且在目前情况下未发现该结构有与原设计不符的情况。因而可初步判定该结构基本符合原设计图纸。

3 建筑结构鉴定评级

梁、柱、墙、板平直牢固，无倾斜变形、裂缝、松动、腐朽、蛀蚀。依据《房屋完损等级评定标准》[11]，该工程结构可评为完好结构。

在建筑结构鉴定评级中，以结构构件的配筋量比值来表示结构构件是否满足要求[1,3,5]。依据 GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》[13]和 GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》[14]，利用结构计算软件对结构进行相关计算和验算，分层次地鉴定其结构。在结构的鉴定评级中，分成两个方面来进行：一是无地震作用时的结构安全性，一是有地震作用时的抗震性能。在结构构件的截面承载力对比时，以构件的正截面配筋作为鉴定主要参考依据。

3.1 结构安全性鉴定评级

该工程整体倾斜符合规范要求，建筑物周边未发现因地基基础不均匀沉降而引起的地面、墙体及现浇混凝土构件裂缝现象。故根据 GB 50292—2015《民用建筑可靠性鉴定标准》[15]，地基基础安全性等级为 Au级。

依据 GB/T 50784—2013《混凝土结构现场检测技术标准》选取一定量具有代表性的样本，依据样本情况对该工程上部结构安全性做出判断。

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根据 GB 50292—2015《民用建筑可靠性鉴定标准》对该工程上部结构进行安全性鉴定评级。先将该工程分为一个鉴定单元，再将上部结构分为三个代表层，每个代表层的水平向主要承重构件集为梁集，竖向主要承重构件集为柱集。鉴定评级时，先从构件开始，鉴定每个构件，然后在依据各个构件情况评定构建集，之后再到代表层，最后评定子单元乃至鉴定单元。

现依据构件正截面配筋情况对该工程上部结构安全性做出评定，具体结果见表 2。

表 2 上部结构安全性鉴定评级

经现场检测，该工程结构构件未发现构造问题，不适于承载的位移或变形、裂缝或损伤等影响结构构件安全性的因素；该工程未发现有不适于承载的位移和影响整体牢固性的因素。因而可将该工程上部结构无地震作用时的安全性评定为 Bu级。

综上所述，根据 GB 50292—2015《民用建筑可靠性鉴定标准》规定：“一般情况下，应根据地基基础和上部承重结构的评定结果，按其中较低等级确定”，该工程地基基础安全性等级为 Au级，上部结构安全性等级为 Bu级，所以该工程安全性等级评定为 Bsu级。

3.2 结构抗震性能鉴定

依据 GB 50023—2009《建筑抗震鉴定标准》[16]，该工程后续使用年限宜为 50 年，按 C 类建筑、丙类设防要求抗震鉴定方法进行抗震性能鉴定。

依据 GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》[17]、现场情况以及其他相关规范[13,14]和验算结果对该工程抗震性能进行评价。该工程原抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度值为 0.15g，地震分组为第二组；现抗震设防烈度为 8 度，设计基本地震加速度值为 0.2g，地震分组为第三组。

3.2.1 抗震措施鉴定

由表 3 可见，该工程在现抗震设防下进行抗震措施鉴定时，尚可满足现行规范[17]对建筑结构在抗震构造措施方面的要求。

3.2.2 抗震验算分析

依据抗震设防烈度 8 度，设计基本地震加速度值为 0.2g，地震分组为第三组情况，对该工程进行抗震验算。

在结构验算中发现该结构有较多主要结构构件已无法满足要求，且地上一层存在结构构件截面主筋超筋现象，表明该结构在现抗震设防的情况下，已无法满足要求，应立即处理。

表 3 上部结构抗震措施评价

在对各指标的统计中发现，该工程结构最大层间位移角不满足规范要求，具体见表 4。

表 4 抗震验算指标汇总

所以在该结构抗震性能鉴定中，在抗震设防烈度 8度，设计基本地震加速度值为 0.2g，地震分组为第三组情况时，该结构较多主要承重构件无法满足承载能力要求，影响结构的整理承载能力；且该结构的整体指标也有不满足项。说明在现抗震设防情况下，该结构抗震性能无法满足要求，需对其进行加固处理。

4 鉴定结论

（1）该工程结构符合设计图纸要求，而且在之前地使用过程中未发现结构构件及其连接存在异常，可认定为完好结构。

（2）在安全性的鉴定评级中，该工程结构评定为Bu 级，即安全性略低，尚不显著影响承载，可能有极少数构件应采取措施。

（3）在抗震性能鉴定中，结构构造基本满足要求，但在抗震验算中发现结构存在较多安全隐患，其抗震性能已无法满足现行规范[17]要求，应根据实际情况立即对该工程结构进行加固。

综上所述，该工程在目前情况下，未遭受地震作用时，尚可满足安全性的要求，不影响正常使用；在考虑地震作用时，该工程结构具有较大的安全隐患。故该工程结构在不改变使用功能、不遭受地震作用和其它意外荷载冲击的情况下，尚不会出现影响结构安全的异常情况，但考虑到地震作用的影响，出于安全考虑，应防患于未然，仍应立即进行抗震加固，使该结构满足现行规范要求[17]，确保其具有足够的抗震能力。

5 结语

（1）建筑结构安全性评定时，不考虑地震作用，可反映当前结构在正常使用时的安全状况，可评定其在正常条件下的性能；而抗震性能的鉴定则可以反映在下一个服役周期内，结构是否能在地震来临时保证人们的生命财产安全，所以当抗震性能不满足要求时，应按照国家规范对结构进行抗震加固。

（2）对结构进行安全性、抗震性能评定是为了对结构的现状有一个整体的了解与把握，仅需根据现场数据和分析判断，对建筑结构做出较明确的定性判断结果，故可在检测鉴定过程采取抽样调查的方法，以样本代替整体，反映建筑结构的情况。在对结构进行安全性、抗震性能评定时，宜挑选具有代表性的构件和构建集、代表层，以样本代表整体进行评估，这样既可以减小工作量，又可以缩短评定周期。

（3）对建筑结构的检测鉴定工作，既要考虑每个构件的状况，又要考虑各类构件所组成的建筑结构作为一个整体时的宏观指标，这样才能充分反应建筑结构的各类性能。综合考虑多方面因素的共同影响，才能分析得出较为全面的鉴定结论。

（4）在鉴定分析时，要分层次、分主次的分析，先分析结构，后鉴定。先将结构按照：鉴定单元→子单元→代表层（区）→构件集→构件进行分解，分析其结构，再反向对其结构进行鉴定。在鉴定分析时，要抓住主要矛盾，重点寻找关键影响因素。

（5）抗震设防烈度的改变对建筑结构有较大的影响，在遇到这样的建筑结构鉴定工作时，应充分了解情况，对建筑结构做出准确的判断，提出合理建议，确保建筑结构在新的抗震设防烈度的情况下仍能保证人们的生命、财产安全。