既有幼儿园的可靠性鉴定及抗震鉴定
2021-12-04潘琰枫
潘琰枫
武汉弘泰建筑工程质量检测有限公司(430070)
1 工程概况及鉴定思路
某幼儿园建于2001年以后,为5层钢筋混凝土框架结构。由于欲进行局部装修改造,根据《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292—2015)的规定,需先对房屋进行改造前的可靠性鉴定以及抗震鉴定(房屋属于地震设防区)。由于委托方无任何建设资料,为完成委托方需求,难度较大。
为确定结构的可靠性能及改造需要,必须了解现阶段结构安全性能及使用性能。为确定结构的抗震性能,需要了解结构承载能力及抗震构造措施。根据以上需要、结合工程特点及委托方要求,制订如下工作步骤。①初勘,绘制结构布置图以及建筑图,为初定检测方案做准备;②初步计算(假定一个常用的混凝土强度等级),找出梁柱配筋规律以及结构重要部位;③制订现场检测方案,根据试算结果及现场情况确定检测点;④现场检测;⑤计算分析并编制鉴定报告[1-5]。
2 工程特点分析
幼儿园结构平面(如图1所示),双向框架结构。采用内廊,楼梯间位于两个端头。建筑物柱网及荷载布置比较有规律,构件截面基本一致,结构平面布置图如下。
图1 结构平面布置图
经过初步计算,发现柱基本为构造配筋,同条件梁配筋基本一致。因此制订如下检测方案:①框架柱混凝土强度等级检测,1~2层柱为一个批次,3~5层柱为一个批次,各抽芯18个;②所有梁板混凝土强度等级采用一个批次,共抽芯18个;③柱配筋按中柱、一般层边柱以及顶层边柱三大类进行检测;④根据梁跨度、受荷面积、荷载大小及梁边界条件进行梁配筋检测;⑤分屋面层及一般层进行楼板配筋检测;⑥损伤全数检测。
3 现场检测
根据制定的方案,对现场进行查勘及检测,主要结果如下:
1)轴线及层高,采用卷尺及激光测距仪进行测量。幼儿园首层层高为4.20m,2~5层层高均为3.60 m;该建筑开间为3.30m、4.50m,进深为6.50m。
2)采用钻芯法进行混凝土强度等级检测,主要数据如下:1~2层柱混凝土芯样抗压强度分布区间为22.9~38.6MPa;3~5层柱混凝土芯样抗压强度分布区间为20.6~33.1MPa;梁混凝土芯样抗压强度分布区间为18.9~50.9MPa。
抽芯时应先采用钢筋探测仪探测钢筋位置,以免伤害构件钢筋。
3)构件截面尺寸测量,由于各构件均有抹灰层,为确定各构件尺寸,应确定抹灰层厚度,抹灰层可在抽芯位置进行实测。
根据检测结果:框架柱截面尺寸基本为350 mm×450mm、400mm×450mm、400mm×500mm,构件表面抹灰层厚度为12~19mm;框架梁截面尺寸基本为200mm×500mm、250mm×550mm等,构件侧面抹灰层厚度为10~17mm;楼板厚度基本为100mm。所测板底抹灰层厚度为13~18mm,找平层厚度及面层厚度为12~25mm。
4)根据建筑抗震鉴定标准,为确定结构抗震能力,应从抗震构造措施及构件承载能力两方面入手。现场检测应确定如下信息:框架梁纵筋、箍筋直径、箍筋加密区长度;框架柱纵向钢筋、箍筋直径、箍筋加密区长度等。
由于无原始设计图纸,为减少鉴定检测带来的损伤,检测时应科学分析构件配筋。
根据设计经验梁柱构件钢筋配置均为对称配筋,即使有不同直径钢筋亦如此。因此确定钢筋直径仅需开凿一遍即可。如柱某边配置纵向钢筋5根,则仅需要开凿3根,如若为4根,则仅需开凿2根,具体可参照图2阴影部分,采用此方法可大大减少开凿量。
图2 梁柱构件的钢筋配置
构件中箍筋直径一般无变化,开凿一处即可;箍筋加密区长度及间距钢筋探测仪即可。开凿处可测量钢筋保护层厚度并检测混凝土碳化深度。
楼板一般仅检测板底钢筋直径以及间距。钢筋间距采用钢筋探测进行测量,钢筋直径采用开凿方式进行,开凿处可顺便测量钢筋保护层厚度并检测混凝土碳化深度。
根据试算结果及现场情况,每层采集4根柱配筋信息、6根梁配筋信息以及3块板板底钢筋信息。
5)根据《建筑抗震鉴定标准》(GB50023—2009)的要求,不仅需要确定构件承载能力,还需检查结构及构件的抗震构造措施[6-9]。根据幼儿园建成年代,本项目采用2001系列规范进行设计,按后续使用年限50年(C类)核查其抗震构造措施;该建筑物抗震设防类别为乙类,地震设防烈度7度(0.1 g),场地土类别按照II类计;房屋结构形式为框架结构,抗震等级为二级。
根据抗震鉴定规范,分别从结构体系、梁构造、柱构造及材料强度进行检查,结果表明该建筑结构抗震构造措施满足7度C类建筑物乙类设防的要求。
6)建筑物损伤检测,主要结果如下:外立面瓷砖未见明显脱落;未发现明显因地基不均匀沉降引起的不良现象;各处隔墙未见明显开裂现象;各结构构件未见明显损伤;局部外墙有渗水痕迹;屋顶杂物较多,局部排水不畅。
4 计算分析及鉴定结论
根据现行国家设计及鉴定规范,采用检测结果提供的有关构件实际尺寸、配筋、混凝土强度评定结果等,对结构及构件的承载力进行验算。主要计算信息如下:①构件截面、层高以及轴线尺寸,采用实测值;②混凝土强度等级,由于强度分布区间范围较大,采用最低强度值;钢筋强度:受力箍筋按HRB235考虑,受力纵筋采用HRB335;③荷载取值根据装修方案按现行荷载规范进行取值,砌体容重按烧结砖[10]。
图3 计算模型
1)计算结果。采用pkpm鉴定模块进行了结构计算,比较计算结果及检测数据,各构件承载力均满足要求;结构及构件变形均满足规范;柱轴压比满足规范要求。
2)鉴定结论。根据现场检测结果、计算分析结果,结构的鉴定结论如下:①结构承载力验算结果表明:在鉴定评估荷载作用下,且正常使用和正常维护条件下,该建筑物各层柱承载力验算满足要求,各层柱轴压比验算满足规范要求;该建筑物各层梁承载力验算满足要求;该楼各层板板底实配钢筋满足承载力验算要求。根据上部结构损伤情况分析,地基基础承载力满足规范要求;②抗震鉴定结果表明:结合构件承载力计算结果及抗震构造措施检测结果,该建筑物的综合抗震能力满足《建筑抗震鉴定标准》(GB50023—2009)对7度区B类建筑乙类设防类别的要求;③根据损伤检测结果,判定建筑物地基基础以及围护结构系统可靠性等级均为B级;根据损伤检测结果、计算对比结果,判定该建筑物上部承重结构可靠性等级为B级。
根据上述情况,依据《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292—2015)的规定,该建筑物整体可靠性等级评定为Ⅱ级。
5 结语
通过该幼儿园的可靠性鉴定及抗震鉴定,对于无建设资料的建筑物,为完成相应的鉴定任务,应仔细勘察、多次计算分析,对建筑物结构及构件受力特点进行详细分析,结合鉴定要求找出检测参数的规律,并结合设计要求及常用做法进行有针对性的现场检测工作。
现场情况要多观察与分析,找出影响结构可靠性的不利因素,提出相应的解决方案及使用建议。对于发现的构件损伤,应分析其产生原因,如若为受力引起则必须进行加固改造,否则应进行必要的修复,避免继续发展,影响耐久性及可靠性能。