某旧工业厂房拟改造的可靠性、抗震鉴定及加固

叶峰

（广州市建设科技中心，广东广州 510300）

1 工程概况

该建筑建于1985 年，分别为两幢钢筋混凝土框架结构五层仓库楼，两栋房屋在二到五层间设置连廊相连，朝向坐南向北，两幢房屋平面形状均呈矩形，结构平面布置大致相同，其总建筑面积约14850m2，建筑总高度约为27.5m，首～五层层高均为5.5m。

图1 房屋标准层平面

房屋结构设计图纸齐全，基础型式采用天然地基浅基础。混凝土强度标号首、二层柱为300#，第三层柱为250#，其余构件均为 200#；钢筋采用Ⅰ级（Rg=2400kg/cm2）、Ⅱ级（Rg=3400kg/cm2）；设计楼面活荷载为15kN/m2。

2 损坏情况调查、结构检测及结果分析

2.1 场地、地基和基础检查情况

根据《建筑抗震设计规范》[1]，建筑场地位于密实、均匀的中硬土，为有利地段。按照《建筑变形测量规范》[2]的规定，经采用“GTS-311S”型电子全站仪检测，整体倾斜观测结果偏差最大值为22mm，测高26.32m，偏差率为0.07%，房屋没有发现因地基不均匀沉降而导致超过《工业建筑可靠性鉴定标准》[3]及《建筑地基基础设计规范》[4]所规定的裂缝宽度、倾斜、滑移痕迹及其他异常情况，该建筑地基基础正常工作。

2.2 房屋损坏情况调查

钢筋混凝土柱、梁及板均未发现有变形、开裂等损坏现象，局部墙体抹灰饰面酥松、脱落，无明显静力状态缺陷。

2.3 承重构件检测结果

（1）截面尺寸检测柱构件主要为500mm×800mm、500mm×500mm，大跨度主梁为 350mm×1000mm、300mm×1000mm。

（2）钢筋配置检测根据《混凝土中钢筋检测技术规程》[5]，采用“ZBL-R620”型混凝土钢筋探测仪对该房屋柱、梁及板构件进行检测，该房屋的柱、梁纵筋配置与图纸相符，但箍筋间距及板底筋间距大于设计值。

（3）构件强度检测及结果分析根据《钻芯法检测混凝土强度技术规程》[6]，抽检的各层柱、梁混凝土强度值离散性较大，部分柱、梁混凝土强度略低于《混凝土结构设计规范》[7]最低标准C20的要求，验算时各层构件的强度取值如下：①柱：四号仓首～三层取C20、四～五层取C18；五号仓首层取C15、二层取C18、三层取C20、四～五层取C18；②梁：四号仓全部取C18；五号仓二～三层取C18、四～五层取C15、屋面层取C18；③各层楼板：全部取C18。

3 可靠性及抗震性结构验算

（1）根据实际现场的检测数据，采用PKPM（2010 版）结构软件鉴定加固模块（89 版抗震设计规范）进行计算复核。

场地类别为有问题类场地，建筑物按Ⅶ度三级抗震设防，设计地震分组第一组，设计基本地震加速度为0.10g，基本风压值ω0=0.50kN/m2，仓库楼面活荷载取原设计值15kN/m2，楼梯间取3.5kN/m2，不上人屋面取0.5kN/m2。钢筋强度取值：Ⅱ级钢筋取设计值340N/mm2，Ⅰ级钢筋取240N/mm2，如图2、图 3 所示。

图2 结构验算模型

图3 轴压比验算结果

（2）第一级抗震鉴定（结构布置与构造鉴定）

按照《建筑抗震鉴定标准》[8]，该房屋建筑年代为1985 年，后续使用年限不宜少于40 年，根据《建筑工程抗震设防分类标准》[9]，仓库属于标准设防类（丙类）建筑，广州抗震设防烈度为Ⅶ度，抗震措施按本地区设防烈度考虑。

房屋总高度、受力体系、构件截面、柱纵筋最小配筋率、柱端箍筋均符合鉴定标准要求，填充墙与框架柱间的拉筋基本符合鉴定标准要求，柱、梁构件强度部分低于C20、不符合鉴定标准要求，柱轴压比部分大于0.9、不符合鉴定标准要求。

（3）结构验算结果

部分柱纵筋承载力不满足规范要求，且柱因混凝土强度偏低，出现超筋现象。大部分框架梁底纵筋承载力不满足规范要求。

部分框架梁梁端支座抗剪扭截面不足、出现超筋现象，不满足规范要求。

取有代表性的第三层 9～10×F～G 轴（70mm 厚）进行了承载力验算：其中参数按实际板厚、混凝土强度等级按设计强度C18、板配筋按实测配筋量，楼面使用活荷载取15kN/m2，楼面附加恒载按40mm 厚水泥砂浆面层+15mm 厚纸筋抹灰层考虑。计算结果表明该楼板承载力仍能满足规范要求。

（4）变形验算

水平地震作用下各层的最大弹性层间位移角为838/1～2158/1 区间，均满足规范1/450 的要求，该结构的整体抗侧力刚度满足规范要求。

4 鉴定结论

4.1 抗震性能鉴定结论

该房屋的框架梁端未设箍筋加密区；部分梁、柱混凝土强度低于C20；部分梁、柱抗震承载力不满足规范要求，即房屋的综合抗震性能不满足国家Ⅶ度标准设防类（丙类）建筑的抗震设防要求，应对房屋的梁、柱作综合抗震加固处理。

4.2 可靠性鉴定结论

依照《工业建筑可靠性鉴定标准》的要求，该房屋的安全性等级评定为C 级，正常使用性等级评定为A 级，可靠性等级评定为三级，即可靠性不符合国家标准规范的要求，在目标使用年限（40 年）内明显影响整体正常使用，应对承载力不满足要求的梁、柱构件采取加固措施。

5 处理建议

（1）若按原设计楼面活荷载15kN/m2的使用状况下，对承载能力不满足要求的框架柱、梁采用包钢法加固处理，对配筋超限的混凝土柱、混凝土梁采取增大截面法加固处理。

（2）若不采取上述大面积的加固措施：

①使用单位应将仓库楼面活荷载控制在4kN/m2以内，并对承载力尚不满足要求的首层 6×G、9×D、5×C、6×C、10×C、6×B、第二层 6×B、第三层 7×G 柱，轴压比大于 1.05 的首层 6×G、5×C、6×C、9×C、10×C、6×B、10×B 采取包钢法或增大截面法加固；②框架梁端采取包钢法加固；③应对抽检混凝土强度低于C15 的梁、柱进行采取包钢法加固处理。

6 结语

国家的繁荣富强，基建设施日新月异，国家标准关于房屋建筑结构规范更新迭代，对建筑物结构的安全储备要求也逐步提高。从笔者参与接触大量的可靠性鉴定阅历来看，旧建筑物在经历较长使用年限后，需涉及继续服役或改造使用，鉴定工作可以较全面发现建筑物结构内部、外部安全或使用缺陷以及安全储备等是否满足现行规范要求，并为建筑物可否继续安全服役或加固改造提供准确的技术数据。由此可见，该类建筑物的可靠性及抗震性鉴定是很有必要的。