某建筑结构安全性及抗震检测鉴定和加固研究

谢静

（山西智达建筑工程检测有限公司，山西 太原 030003）

0 引言

通过对结构进行抗震性能的检测鉴定，结合抗震加固技术的应用，本研究力图为建筑工程提供一套综合而可行的解决方案。通过对加固效果的数据参数分析，为工程决策提供科学依据，同时有效推动抗震加固技术在建筑结构领域的广泛应用。

1 工程简介

本工程是一座多功能建筑，总面积为3803.8m2，采用砖混结构，包括地下1 层和地上6 层。地下1 层层高为3.0m，地上1 层至6 层层高为3.3m。主体结构中，地下室承重墙体采用烧结普通砖砌筑，而地上承重墙体则采用KP1 多孔砖砌筑，墙体厚度均为240mm。楼面和屋面均选用现浇混凝土板，以确保结构的牢固性和耐久性。本建筑的设计注重空间灵活性与功能性的结合，地下1 层为基础设施与服务空间，提供多样化的功能服务。地上6 层则为主要使用空间，满足各类办公、商业或其他需求。楼层高度的设计充分考虑到室内空间的通透性和舒适性，使建筑内部环境更加宜人。在承重墙体选材方面，地下室采用烧结普通砖，具备较强的抗压能力，确保地下空间的稳固性。而地上承重墙体选用KP1 多孔砖，既能减轻结构自重，又有较好的保温隔热效果，提高建筑的能效性能。此外，为了确保整体建筑的强度和稳定性，楼面和屋面均采用现浇混凝土板，使结构具备较好的承载能力和耐久性。

2 建筑结构安全性及抗震检测鉴定方法

2.1 检测鉴定原理

建筑结构安全性及抗震检测的基本原理涉及结构工程学和地震工程学的知识。首先，对于建筑结构的安全性评估，考虑因素包括建筑的材料、设计方案、施工质量等。结构工程学原理包括静力学和动力学等方面，通过分析结构的受力情况，确定结构是否足够强度，能够承受外部荷载，以及是否存在结构缺陷或损伤。

其次，抗震检测的原理与建筑结构的动力学有关。地震是一种动态荷载，对建筑结构的影响是瞬时的，因此，需要考虑结构在地震作用下的动力响应。抗震检测依据建筑物在地震中的响应，通过模拟地震荷载，测定建筑的振动特性。动力学测试和有限元分析是常用的手段，可以模拟建筑结构在地震中的运动，从而评估其耐震性能[1]。

此外，建筑结构安全性和抗震检测的依据包括相关的建筑法规、结构设计文件、历史记录等。抗震检测方法涵盖了非破坏性检测、动力特性测试、地震模拟等技术手段。非破坏性检测通过使用无损检测技术，如超声波检测、红外热像技术等，来评估结构的材料质量和可能的缺陷。动力特性测试则利用振动台试验、地震响应测试等手段，定量分析结构的振动响应，以评估其在地震中的性能。

2.2 检测鉴定方法

2.2.1 外观检查

外观检查通常包括以下步骤：首先，对建筑物的外墙、基础、屋顶等部位进行详细观察，记录任何可见的裂缝、位移、不规则变形等情况。其次，对可能存在问题的区域进行更加仔细的检查，考察裂缝的类型、宽度、长度以及分布规律等特征。最后，利用测量工具对建筑物的各个部位进行定量测量，获取相关尺寸数据，以辅助定量分析。尽管外观检查是一种简便有效的方法，但它也有其局限性。外观检查主要依赖于可见的外在迹象，对于隐藏在结构内部的问题可能无法完全发现。因此，外观检查常需要与其他检测手段结合使用，如无损检测技术、动力学测试等，以全面评估建筑结构的安全性和抗震性能。

2.2.2 轴线尺寸复合

在检测结果中，发现3 层（2-1）-（2-2）×（2-B）的轴线位置偏差为+8mm，这意味着该建筑在该层次的最大轴线尺寸存在一定的偏移。以下对这一结果进行分析。

首先，轴线尺寸的偏差可能源于建筑结构的设计、施工或者后期维护等方面。在设计阶段，可能存在设计图与实际施工情况的差异，而施工过程中的测量和布置误差也可能导致轴线位置的偏差。此外，建筑物在使用过程中，受到自然因素或者其他外界因素的影响，也可能出现轴线位置的变动。因此，对这一偏差进行进一步的调查和分析是必要的，以确定具体的原因。其次，轴线尺寸的偏差可能对建筑结构的稳定性和安全性产生影响。轴线尺寸的准确性直接关系到建筑物的结构稳定性，特别是在多层建筑中，轴线的准确性对于整体结构的均衡和稳定至关重要。因此，对于发现的轴线位置偏差，建筑管理者和相关专业人员需要进行进一步的结构评估，确保建筑物的整体结构满足安全标准。

2.2.3 混凝土强度的检测

混凝土的抗压强度是评估混凝土质量和结构承载能力的关键指标之一，其直接影响建筑结构的承载能力和稳定性。根据检测结果，该建筑混凝土构件的现龄期抗压强度推定值为20.6MPa~21.4MPa，这符合设计强度等级C20 的要求，即表明混凝土的抗压强度满足相应的建筑设计标准，表明该建筑的混凝土构件具有足够的承载能力，有利于确保建筑的安全运行和长期使用。

2.2.4 砌筑砂浆抗压强度检测

砂浆在墙体结构中承担着重要的作用，其抗压强度直接关系到墙体整体的强度和稳定性。根据检测结果，墙体砌筑砂浆抗压强度的推定值为4.0MPa~9.6MPa，然而，有23 片墙体砌筑砂浆抗压强度不符合设计要求。这意味着在该建筑的一部分区域，砂浆的抗压强度存在明显的不足，可能导致墙体局部区域的结构脆弱，增加了墙体失稳和破损的风险，威胁整个建筑的结构安全性。因此，需要采取及时的纠正措施以避免潜在的结构问题。为了解决砂浆抗压强度不符合设计要求的问题，建议采取相应的修复措施。这可能包括重新施工或加固受影响的墙体区域，以确保砂浆的抗压强度达到设计要求水平。同时，对建筑工程中的质量控制流程进行审查和改进，以防止类似问题再次发生。定期的质量检测和施工过程监控将有助于及早发现和解决类似的结构质量问题，确保建筑结构的整体安全性和耐久性[2]。

2.2.5 砖抗压强度检测

根据《砌体工程现场检测技术标准》（GB/T 50315—2011）的要求，在现场随机抽取了26 片墙体，并采用回弹法对砖的抗压强度进行了检测。经过检测，砖抗压强度的推定值在12.0MPa~15.7MPa，这符合设计要求。回弹法是一种常用的非破坏性检测方法，通过测量材料表面弹性变形，推算出材料的抗压强度。在这一检测中，砖的抗压强度落在设计范围内，表明所选用的砖材质量良好，符合建筑结构的要求。检测所得的砖抗压强度推定值表明了建筑中使用的砖具有足够的强度，能够满足设计要求。这对墙体结构的稳定性和承载能力是至关重要的。符合设计要求的砖抗压强度不仅确保了墙体的整体强度，也有助于防止墙体在受力时出现破损或崩溃的风险。

2.2.6 抗震鉴定

为确保本工程的抗震性能满足相关标准和要求，进行抗震鉴定是至关重要的步骤。鉴定措施主要包括对结构材料、结构形式和建筑设计的全面评估。首先，对砖混结构中使用的烧结普通砖和KP1 多孔砖进行材料的物理性能测试。通过测定材料的抗压强度、抗拉强度、弹性模量等关键参数，评估材料的力学性能和抗震能力。其次，对承重墙体的砌筑工艺和连接方式进行详细检查。这包括检查墙体砌筑的垂直度、水平度以及墙体与结构其他部分的连接是否符合设计要求。通过现场检测和取样，确保砌筑质量满足建筑抗震的要求，再进一步进行整体结构的抗震性能分析。采用有限元分析等数值模拟方法，模拟地震作用下结构的响应，评估结构的变形、应力分布和受力情况。通过对结构进行模态分析，了解结构的固有振动特性，进而判断其对地震激励的响应情况。

3 建筑结构加固技术应用

3.1 碳纤维加固

建筑结构加固技术是为了提高建筑物的抗震性能和承载能力，其中碳纤维加固技术作为一种先进的加固手段，逐渐在工程实践中得到广泛应用。碳纤维加固技术主要利用高强度、轻质、耐腐蚀的碳纤维复合材料，通过粘贴或缠绕在结构表面，改善结构的受力性能，提高抗震性能和承载能力。以下是对碳纤维加固技术应用的数据参数分析[3]。

（1）碳纤维加固技术在提高结构抗震性能方面取得了显著效果。通过在结构表面粘贴碳纤维布，可以增加结构的抗拉强度，有效提高结构在地震作用下的稳定性。研究表明，采用碳纤维加固技术后，结构的抗震性能可提高30%以上，大大降低了地震灾害对建筑物的破坏程度。

（2）碳纤维加固技术在提高结构承载能力方面也取得了显著成果。碳纤维复合材料具有优异的拉伸性能，可以有效地承担结构的水平荷载。实测数据显示，在采用碳纤维加固技术后，结构的承载能力得到了显著提升，承载能力提高了20%以上。这为建筑物在面对持续性荷载或临时荷载时提供了更大的安全保障。

（3）碳纤维加固技术的轻质特性也为结构加固提供了便利。相较于传统的钢筋混凝土加固方式，碳纤维复合材料的重量轻，不增加结构自重，有助于减小结构荷载，提高建筑物整体的抗震性能。研究表明，采用碳纤维加固技术后，结构的自振周期得到了显著提高，降低了结构在地震作用下的共振概率。综合来看，碳纤维加固技术作为一种先进的建筑结构加固手段，在提高抗震性能和承载能力方面表现出色。

3.2 粘钢加固

粘钢加固技术通过在结构受力部位加贴预应力钢材，利用高强度胶黏剂使钢材与混凝土形成紧密结合，从而提高结构的承载能力和抗震性能。以下是对粘钢加固技术的应用进行的数据参数分析。

（1）粘钢加固技术在提高结构承载能力方面表现出显著的效果。通过实测数据分析，采用粘钢加固技术后，结构的承载能力得到了明显提升。研究表明，在加固后的结构中，承载能力相比未加固结构提高了15%以上。这主要归因于预应力钢材的引入，有效地提高了结构的抗拉和承载能力，使得结构更能够承受荷载的作用。

（2）粘钢加固技术对结构的抗震性能也有显著的改善作用。通过实地观测和模拟地震试验数据的分析，采用粘钢加固技术后，结构的抗震性能得到了有效提升。研究结果显示，加固后的结构在地震作用下的变形和振动幅度明显减小，结构的稳定性和抗震性能相比未加固结构有了明显的提高。

（3）粘钢加固技术还具有较好的经济性。相比传统的结构加固方法，粘钢加固技术不需要大规模的拆除和重建，减少了施工对建筑物的影响，同时降低了施工成本。研究数据显示，采用粘钢加固技术的工程项目，施工成本相比传统加固方式降低了10%以上，且施工周期明显缩短[4]。

3.3 预应力加固

预应力加固技术在结构安全性方面的应用效果显著。通过提高抗拉强度和增加承载能力，该技术能够有效增强结构的整体稳定性，为建筑物的安全运行提供了可靠的支持。同时，预应力加固技术在抗震性能方面的应用也得到了验证，通过减小结构变形和振动幅度，提高了结构的耐震能力，有效应对地震等自然灾害。在抗震检测鉴定方面，预应力加固技术通过结构变形监测和动力响应分析，为结构抗震性能的科学评估提供了有力的支持。这些数据分析为结构的安全性和抗震性能提供了直观而可信的信息，为工程决策和管理提供了科学依据。

4 结语

建筑结构安全性及抗震检测鉴定是保障建筑结构安全的重要手段，各种检测鉴定方法具有不同的优缺点和适用范围，应根据实际情况选择合适的检测鉴定方法。加固技术是提高建筑结构安全性的重要手段之一，各种加固方法具有不同的适用范围和优缺点，应根据实际情况选择合适的加固方法。检测鉴定与加固技术之间具有密切的关联性，应将两者结合起来综合应用，以提高建筑结构的安全性和抗震性能。进一步深入研究建筑结构安全性及抗震检测鉴定的方法和原理；加强新型加固材料和技术的应用研究；探索更加全面、有效的建筑结构安全性和抗震性能评估方法。