既有建筑资料缺失的建筑物安全性鉴定

曹 莹

（湖北朝岳工程技术咨询有限公司，湖北 十堰 442000）

0 引言

在我国国民经济不断发展的过程中，我国各行业也都得到了发展，从而使各种建筑物不断地涌现。因为不同建筑物实际使用年限、所处的地理环境、建造年代的不同，建筑物也受到了不同的灾害，所以正在施工建设和完工的建筑物会受到损伤，所以就要对建筑物安全性能进行鉴定[1]。有研究表示，因为既有建筑的管理不到位，从而导致部分房屋建筑竣工图等资料丢失，在出现房屋损伤或者改造过程中，提出了建筑结构检测鉴定问题。另外，还有学者研究表示，既有建筑资料缺失的特点为地基和基础情况不明、结构构件连接构造等级划分不清楚，检测和量测深度要能够满足结构安全和抗震鉴定需求。本文对既有建筑资料缺失的鉴定工作经验进行总结，分析此类建筑结构安全鉴定的问题[2]。

1 工程概况

本文所分析的建筑物建成于2017 年，地上17 层，地下2 层，建筑面积约为17 530m2，采用混凝土框架剪力墙结构体系。该工程施工过程中未能严格按照《混凝土结构工程施工质量验收规范》进行混凝土强度施工质量检测，尚未进行竣工验收。为全面评估该栋建筑结构安全性，为竣工验收提供依据，建设单位委托某建设工程质量检测有限公司对该建筑物进行结构检测鉴定。

楼层采用双向多跨钢筋混凝土框架结构，采用内廊形式，卫生间、楼梯间以及电梯位于两个端头。建筑物柱网及荷载布置比较规律，构件截面基本一致，结构平面布置图如图1。由于需进行可靠性鉴定以及抗震鉴定，根据规范要求，应该确定如下信息：结构整体的承载力、构件承载能力、构件损伤以及抗震构造措施。为弄清楚这些参数，需要在对施工图复原的基础上进行计算分析。由于房屋已经使用多年且还在继续使用，检测工作难度很大，因此检测方案应科学、详细。根据工程特点、委托方要求以及工程资料情况，制定的方案及流程为：（1）通过现场勘察对建筑物的实际情况进行分析，并且绘制建筑图和布置图；（2）初步计算（假定混凝土强度等级），找出梁柱配筋规律以及受力较大部位；（3）制定检测方案，根据试算结果以及现场情况确定抽芯位置以及钢筋开凿位置；（4）现场检测；（5）计算分析并编制鉴定报告。

图1 结构平面布置

经试算，结构配筋特点有：（1）各楼层中间框架柱以及标准层边框柱配筋为最小配筋率控制；顶层边柱配筋为计算配筋；（2）梁受力与跨度、支座条件、受荷面积以及受荷大小相关，同条件下配筋基本一致，连续梁时符合三跨或者五跨连续梁规律；（3）楼板板底配筋基本为最小配筋率控制，板面钢筋主要受跨度以及荷载影响。

根据以上试算结果制定检测方案为（1）柱混凝土强度等级检测：1-2 层柱为一个批次，3-4 层柱为一个批次，各抽芯18 个；（2）梁板混凝土强度等级检测：所有梁板为一个批次，共抽芯18 个；（3）柱配筋按中柱、一般层边柱以及顶层边柱三类进行检测；（4）梁配筋根据梁跨度、受荷面积、荷载大小以及梁边界条件进行分类检测；（5）板配筋检测按屋面层以及一般层分类检测；（6）损伤全数检测[3]。

2 检测项目

2.1 地基基础

该工程使用桩基础，壁厚 100mm，桩径 φ500mm，桩端深入强风化岩 0.5m，单桩竖向抗压承载力特征值为1 750kN。以相关资料表示，此工程基装试验检测报告完整，并且满足设计需求。现场调查建筑物的结构体系和外观，满足设计需求，房屋上部没有出现建筑物变形、倾斜等情况，地面和主体结构没有位移。

2.2 钢筋保护层厚度及配置

现场使用钢筋探测仪实现梁、墙柱和楼板构件的抽样检测，满足设计需求。现场抽取部分主体结构遗留钢筋进行力学性能检测，检验结果表明钢筋拉伸试验及弯曲试验结果均满足相关标准要求[4]。

2.3 结构安全和抗震鉴定

建筑结构改造安全鉴定指的是对建筑结构改造前进行鉴定，建筑结构的构造比较复杂，根据改造范围划分为整体改造、局部改造与加层改造。此3 种类型房屋安全鉴定的内容、范围等存在共同点、差异。共同点指的是房屋安全鉴定方法、内容与改造前的建筑结构状况调查，不同点指的是安全鉴定范围差别，要针对建筑结构改造需求实现影响范围内结构构件或者整体安全鉴定的改造。主要包括建筑物局部结构改造、整体改造和夹层改造3 部分。

（1）建筑物局部改造。比如，使某个方面通过办公室改为档案室，在几个房间中使用负载，结构使用功能改变为几个房间，结构安全鉴定所涉及的范围和房间楼层的楼板为直接影响范围。另外，受影响的为此楼层和以下楼层所支撑的房间梁的墙或者柱。如果实现改造，那么所涉及的本层抽柱范围梁与其他柱或者墙作为直接影响范围，其次受到影响的为此楼层以下的墙或者柱[5]。

（2）建筑整体改造。其安全鉴定和耐久性鉴定结合，以建筑合理使用年限与改造费用的分析，对是否实现整体改造进行确定。建筑整体改造的范围为地基基础与结构，要求实现建筑地基基础与主体结构的安全鉴定。如果建筑改造增加质量在10%以下，并且建筑没有地基基础静载缺陷的时候，就不对地基基础鉴定。

（3）建筑夹层改造。在此过程中，要求实现主体建筑安全和地基基础的安全鉴定。

2.4 建筑改造结构的安全鉴定

以建筑改造特点，安全鉴定包括正常使用不改造的结构安全鉴定与根据改造需求开展的安全鉴定，此安全鉴定能够以改造需求实现，主要目的就是掌握结构改造所带来的安全问题和影响。所以，要求给出改造结构在结构布置、体系、变形能力、构件承载能力等方面的问题，从而在结构改造设计中对加固措施进行考虑，以此为结构改造提供基础。以此目的，给出结构构件承载能力分析的结果，并没有在各构件基础上实现地基基础、上部结构和围护结构安全评级[6]。

2.5 建筑改造和加层结构构件承载力

在分析结构构件承载力的过程中，要求掌握结构构件的计算参数与结构作用，针对结构构件计算参数所涉及的材料强度、缺陷、配筋和损伤，针对结构作用包括恒载、楼面活荷载、雪荷载、风荷载等。建筑改造和加层结构构件的承载力和安全评价原则是使用建筑实际所承担的和在你，不能根据原设计进行取值。在结构荷载取值方面，需要注意（1）建筑荷载利用检测和检查得出实际荷载值；（2）楼面活荷载在进行改造之前，以房屋的使用情况给出的取值设置；（3）雪荷载、风荷载能够以今后使用年限使用极值统计的方法给出值；（4）抗震验算和地震作用要以《建筑抗震鉴定标准》中的不同使用年限鉴定方法实现。

2.6 墙柱垂直度检测

现场使用多功能激光仪实现墙柱垂直度检测，一共对85个墙柱构件进行检测，检测结果能够满足《混凝土结构工程施工质量验收规范》需求。

现场实现建筑物实际轴线尺寸的抽查，对125 个梁构件和160 个墙柱构件进行检测，轴线尺寸的偏差范围为1～10mm，合格率为82.3%。

2.7 混凝土强度

使用钻芯法检测梁的混凝土、墙柱的强度，根据《建筑结构检测技术标准》设置抽检数量，样本最小容量根据C 类进行抽检，对全部墙柱构件与梁构件进行检测。负二层到六层的墙柱混凝土芯样抗压强度范围设置为35.2～47.6MPa，其他构件芯样的抗压范围强度设置为30.5～41.9MPa[7]。

3 评定结果

3.1 尺寸检测

将17 栋高层建筑作为评定单元，图2 为板构件检测结果。柱截面尺寸基本为500mm×700mm，700mm×700mm；抹灰层厚度为12～19mm。梁截面尺寸基本为350mm×800mm、300mm×700mm，侧面抹灰层厚度为10～17mm，梁底抹灰层厚度为13～21mm。各层楼板厚度基本为100mm，所测板底抹灰层厚度为13～18mm，找平层厚度及面层厚度为12～25 mm。

图2 板构件检测结果

3.2 钢筋配置情况

既有建筑中的钢筋在构件内部浇筑，掌握钢筋配置的情况比较困难。在现场检测过程中，板与墙的构件能够对受力主筋工作面进行检测。在检测过程中的重点为墙构件和板的主受力钢筋配置间距，对纵向钢筋数量进行抽检[8]，图3 为钢筋间距检测结果。

图3 钢筋间距检测结果

3.3 结构损伤排查

现场主要检查板、梁和墙构件表面是否存在开裂损伤、蜂窝、麻面、孔洞、夹渣和离析的情况。经排查，板构件顶面四周和底面中部、梁构件两端节点和跨中及墙构件基本完好，地下室基础筏板柱脚、墙脚和柱作为分割的单元区域中部位置完好，未发现存在显著影响结构或构件承载力的裂缝及其他损伤情况。

3.4 结构验算

在本次结构安全性评定过程中，以结构验算作为将现场检测参数与结构安全性评定相互关联的重要手段。考虑该项目设计与施工同步，施工图纸未进行审核，验算时结构模型以设计单位提供的原始结构计算模型为基础，验算前对结构模型进行复核，复核后根据当前建筑的实际情况，引入结构实测参数进行验算[9]。

项目结构设计采用中国建筑科学研究院有限公司研发的 PKPM 系列有限元计算软件。经复核，结构模型中结构及构件布置与本次评定采用的结构设计图纸相符，构件间连接节点的处理符合剪力墙结构的传力要求；结构计算参数设置基本合理，满足相关规范要求，未发现存在明显错误的情况；设计模型中平面荷载设置与建筑实际情况基本相符，满足《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）的相关规定，荷载在构件中的导荷方式设置合理。

3.5 抗震鉴定

依据检测结果对该建筑为办公楼的结构安全、抗震性能和耐久性等进行鉴定。并给出了综合该建筑的结构体系、结构布置、抗震措施、结构构件安全与抗震承载力的验算结果，该建筑主体结构鉴定单元的安全性等级综合评为C 级，其综合抗震性能不满足《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）关于8 度区丙类建筑A 类砌体房屋的抗震设防要求，应进行结构局部安全加固和结构整体抗震加固的鉴定结论。通过加固方案比较，提出了相应的加固建议。

3.6 模型修正

在详细了解建筑结构验算模型后，使用结构实测参数修正验算模型。因为实测结构参数比较大并且复杂，没有进行处理就使用结构模型，但是评定量比较多，无法对实际结构安全性进行描述。所以，本文在修正模型过程中，实现实测参数的处理。以尺寸检测结果，楼板构件厚度比较厚，因为楼面板构件的承载力存在明显区域性特征，在某楼面板构件承载力不足的时候，不会对结构整体承载造成影响。在计算结构整体构成中，楼面板使用面内刚性假定。所以，本次楼面板针对模型修正包括在楼面板偏厚的结构质量贡献中，修正过程中通过布恒载的方式在各层楼面板中使用[10]。

4 结论

通过以上研究，无建筑资料建筑物的检定要对检测量进行控制，以此能够降低对构件的损伤，要多勘察，熟悉规则，详细分析结构和构件特点，寻找检测参数规律，结合设计要求和常用做法实现针对性的现场检测。针对发现的损伤，要对产生的原因进行分析，实现针对性处理，避免进一步发展。对于现场情况要多分析、观察，寻找影响结构可靠性的不利因素，从而提出针对性的解决方案和建议，对可靠性能、耐久性研究。