某酒店加层改造后整楼安全性鉴定

罗 飞

(山西省建筑科学研究院有限公司，山西 太原 030001)

0 引言

某地下1层、地上4层酒店，近期因使用需要，在原有混合结构基础上加盖两层钢结构，现仅有原建筑及加层钢结构各自独立设计图，鉴于2020年3月7日发生的泉州欣佳酒店事故教训，在加固完成后对整楼进行了安全性鉴定并提出相应的处理建议。

1 工程概况

该酒店位于太原市，抗震设防烈度为8度[1]，建筑抗震设防类别为丙类，场地类别为Ⅲ类。原结构为半砌体半框架混合结构，建于20世纪90年代，为地下1层、地上4层建筑，坐西朝东，呈矩形布置，建筑南北向总长约为80.2 m，南北向中间位置设置有结构缝，结构缝两侧对称布置，东西向总宽约13.3 m，总建筑面积约5 636.24 m2，建筑物高度为15.45 m。基础为钢筋混凝土条形基础。现对该建筑进行加层改造，加盖两层为钢框架结构，加层后为地上6层建筑，建筑总面积约为8 000 m2，建筑物高度为22.35 m。

原建筑的一个结构单元结构标准层平面布置图见图1，加层钢结构平面布置图见图2。

2 现场检测

2.1 地基基础检查

现场根据实际条件，在3/B轴柱东北角处开挖一个探井，根据探井内的地基基础情况，可知该酒店基础型式为钢筋混凝土条形基础，基础高度约为0.4 m，单边外扩尺寸为1.5 m，基础埋深约1.3 m，基础下方有100 mm厚混凝土垫层，基础型式符合原设计要求。基础下为卵石层，天然地基承载力较大。

2.2 结构布置检查

经现场检查，结构平面布置图与设计基本相符，地下1层～ 地上4层为半砌体半框架混合结构，南北两侧山墙及西侧外纵墙为370 mm厚烧结普通砖墙承重，东侧外纵墙及内部为框架承重；加盖5层、6层为钢框架结构，柱梁节点采用栓焊混合连接，次梁与主梁采用摩擦型高强度螺栓连接。

2.3 主体及围护结构现状检查

经现场检查，主体结构中仅地下1层及4层少量楼板存在温度—收缩非受力裂缝，其余承重构件未见明显异常。楼板非受力裂缝在开裂程度较轻且无持续发展趋势的情况下，对结构构件的承载能力并无实质性危害，但裂缝长期存在对构件耐久性有严重影响，且影响房屋使用功能。围护结构中仅地下室D轴个别填充墙体存在斜向裂缝，据业主方反映该区域几年前曾开挖布设地下污水管道，此裂缝应为管道施工而导致该区域地基受到扰动，发生了一定程度的局部地基不均匀变形所致。现沉降已随着管道回填而重新处于稳定状态，再无发展，填充墙体开裂不影响结构整体安全，但是因为开裂墙体为地下室外墙，对墙体抗渗不利。

2.4 周边场地现状检查

现场通过对该楼周边场地地面缺陷进行检查，未发现有明显缺陷；对室外散水与墙体连接处进行检查，未发现散水与墙体连接处存在拉开等异常情况。

2.5 荷载调查

经现场检查，酒店荷载与原设计变化主要包括以下几点：

1)部分非承重墙体布置与原设计不同：3层～4层房间加气块隔墙位置未处于梁轴线上。如：4层2/B-C隔墙偏离轴线300 mm；3层6/B-C隔墙偏离轴线500 mm等。

2)5层～6层新增钢框架结构，导致屋面荷载存在变化，建模计算时按实际情况考虑。

3)1层～6层东面外挂玻璃幕墙且与原结构连接，导致结构荷载发生变化。

4)该楼2层～4层少数区域建筑功能与原设计不符，如原3层2-3/B-C为酒店住房，现改为卫生间。

2.6 材料强度测试

2.6.1砌筑砂浆抗压强度检测

本次检测采用贯入法对砌筑砂浆的抗压强度进行检测。依据JGJ/T 136—2017贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规程将该楼地下1层至地上4层墙体砌筑砂浆划为同一个检测批，现场布置6个测区，经检测并计算，该楼砌筑砂浆现龄期抗压强度推定值取5.9 MPa，结构验算时按原设计强度等级M5进行取值。

2.6.2烧结普通砖抗压强度检测

本次检测采用回弹法对承重墙体砖的抗压强度进行抽检，依据GB/T 50315—2011砌体工程现场检测技术标准，现场选取10道承重墙体构件，每个构件各布置1个测区，每个测区选取10块砖，经检测计算，该楼黏土实心砖抗压强度等级推定为MU7.5，结构验算时按原设计MU7.5进行取值。

2.6.3混凝土现龄期抗压强度检测

依据JGJ/T 384—2016钻芯法检测混凝土强度技术规程的相关规定，在该楼具备检测条件的混凝土构件上随机抽取20根混凝土构件，分别在每个构件上钻取1个芯样，全楼共抽取20个混凝土芯样。经计算，该楼20个芯样试件混凝土现龄期抗压强度为28.5 MPa～57.2 MPa，均达到了设计强度等级(C25)要求的立方体抗压强度标准值。

2.7 混凝土碳化深度检测

经查阅图纸知，混凝土梁、柱的钢筋保护层厚度设计值为25 mm。本次所取20个芯样中符合检测条件的有17个混凝土构件，其中共有3个构件的混凝土碳化深度已超过原设计钢筋保护层厚度，说明原建筑在十几年使用过程中少量构件耐久性存在一定削弱。

2.8 混凝土构件现场检测

通过现场抽检测量，原建筑混凝土柱、梁、板构件配筋与原建筑结构图纸基本相符；原建筑混凝土柱、梁构件截面尺寸与原建筑结构图纸基本相符；加盖楼层钢柱、钢梁构件截面尺寸与加盖结构图纸基本相符。

2.9 钢构件现场检测

通过现场抽检测量，加盖楼层钢柱、钢梁构件节点与加盖结构图纸基本相符；本次抽检钢构件涂层干漆膜厚度不符合标准要求，较规范限值偏薄。

2.10 变形测量

1)顶点侧向位移量测。由现场建筑整体倾斜观测结果可知，该楼具备检测条件的建筑角点倾斜变形量均未超出国家相关规范的限值要求。

2)混凝土梁、板挠度变形测量。经现场检测，本次抽检的混凝土梁类构件和板类构件挠度抽检结果均满足国家现行相关规范的限值要求。

3 结构计算分析

根据设计图纸及现场检测结果，采用YJK软件分别进行了静力工况下及考虑地震工况下结构承载力验算，两个结构单元对称布置，验算时仅建立一个结构单位模型进行计算，模型简图见图3。

3.1 静力工况下承载力验算结果

经验算，静力工况下，砌体受压承载力、局压承载力及高厚比均满足GB 50003—2011砌体结构设计规范要求；混凝土柱、梁、板承载力满足GB 50010—2010混凝土结构设计规范(2015版)要求；钢柱、钢梁及节点连接满足GB 50017—2017钢结构设计标准要求。

3.2 考虑地震工况下承载力验算结果

3.2.1结构振型

该楼阻尼比取0.50，取15个振型进行结构动力特性分析，前10阶振型计算结果见表1。

由表1振型计算结果可知：第1扭转周期(0.507 9)与第1平动周期(0.744 9) 之比为0.68，但第3、第8及第9振型可能存在局部振动，说明结构中存在薄弱的部位。

表1 考虑扭转耦联时的振动周期(s)、X,Y方向的平动系数、扭转系数

3.2.2楼层抗剪承载力

楼层抗剪承载力验算见表2。

表2 楼层抗剪承载力验算 kN

由表2可知：地上第4层与第5层Y向抗剪承载力之比为0.57，不满足GB 50011—2010建筑抗震设计规范(2016年版)3.4.4条规定：楼层承载力突变时，薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不应小于相邻上一楼层的65%，楼体属于严重竖向不规则结构。

3.2.3混凝土柱轴压比

经验算，地下1层部分混凝土柱轴压比大于GB 50011—2010建筑抗震设计规范(2016年版)表6.3.6条抗震等级为二级框架柱轴压比0.75的限值要求，轴压比超限柱主要集中在地下1层中柱上。

3.2.4承载力验算结果

经验算，混凝土柱、梁承载力及配筋，钢柱、钢梁强度及稳定性验算均满足设计要求。

4 安全性鉴定评级

综合现场检测结果及承载力验算分析，酒店静力工况下安全性等级为Bsu级，安全性尚不影响整体承载[2]；但酒店加层后整体抗震性能方面存在诸多不足，具体表现在结构体系抗震不利，局部存在薄弱层及刚度突变[3]。

5 加固措施

5.1 柱轴压比超限加固措施

对地下1层轴压比超限混凝土柱进行增大截面加固，由原设计500 mm×500 mm，扩大至600 mm×600 mm，加固示意图见图4。

5.2 振型存在局部振动加固措施

针对加层存在局部振动，可在加层钢结构Y方向两边跨内置现浇钢筋混凝土墙板，钢框架的梁和柱与钢筋混凝土墙板之间采用栓钉连接，加固示意图见图5。

5.3 楼层Y向抗剪不足加固措施

针对原4层与加盖钢结构Y向抗剪承载力之比不足，在地下室～4层横向中跨设置一道剪力墙，同时将加层柱截面尺寸降低一个型号规格，采取该措施方可使原建筑混合结构顶层与加层层钢结构楼层抗侧力结构的层间受剪承载力之比控制在合理范围。

5.4 主体结构现状缺陷加固措施

该楼地下1层楼板裂缝系温度收缩变形所致，属非受力裂缝；该楼地下1层墙体裂缝系地基变形导致的非受力裂缝，现已稳定，且墙体为填充墙，轻微非受力裂缝不影响结构构件的承载力，但对整体性及使用性有一定程度的影响，建议对开裂楼板及墙体进行注胶封闭处理。

6 结语

本文通过某酒店加层改造这一实际工程，对整楼进行了静力工况下安全性鉴定及考虑地震工况下抗震性能分析。通过现场检测及后续建模计算，加层后静力工况下安全性尚可基本满足现行规范相关要求；因为该酒店处于8度设防区，考虑地震后，底层混凝土中柱轴压比及局部楼层抗侧力刚度存在不足，在经过相应加固处理后，可满足抗震要求[4]。