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【摘要】 近几年,社会的不断发展,使得既有建筑的规模和功能已经逐渐的不能适应社会的需求。相对于过去的建筑的设计、施工等标准要求也是比较低,所以很容易引起安全问题,危及到人们的生命安全。对此本文分析了既有建筑可靠性鉴定程序的相关方面。
【关键词】 既有建筑;可靠性;鉴定程序
引言
我国结构设计规范取定的安全度标准在世界上是偏低的,由于长期以来片面强调节约原材料,忽视了结构耐久性,很多地区的已有建筑结构设计没有抗震设防,同时房屋建设中缺乏科学管理,任意改变房屋结构,增加结构荷载,破坏了结构的正常使用状态,加上房屋建筑结构因设计施工缺陷、自然灾害及使用环境改变等情况下使得建筑结构安全性能及使用功能减弱。因此,近年来,建筑物鉴定检测及加固技术这一学科,正随着我国社会经济的进步而不断发展,特别在工程结构领域,概率可靠度理论在评估结构老化、结构损伤中的应用,高性能、自动化无损检测仪器的应用,高强、高效加固方法的不断产生,使建筑物结构鉴定、检测与加固学科在理论和手段上均得到极大发展,建筑物检测鉴定及加固技术己逐渐成为工程界关注的热点,并迅速发展。
1、对已有建筑结构进行鉴定的必要性
1)建筑物经过一段时间的使用后,甚至有的已经超过当初设计使用年限,发生不同程度的老化。
2)既有建筑物发生了异常的变形或开裂,影响正常使用;
3)既有建筑物由于某种原因发生一次或多次失稳或脱落事故;
4)对重要的特殊建筑物,需要进行定期检测鉴定;
5)建筑物遭受地震、火灾、台风、爆炸等偶然事件的破坏;
6)建筑结构的用途或建筑结构所承受的荷载发生重大变化;
2、查阅核实资料
查阅核实资料是对既有建筑的初步调查,在这一阶段需要填写《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-1999)附录A“民用建筑初步调查表”,或《工业厂房可靠性鉴定标准》(GBJ144-90)附录一“工业厂房初步调查表”,最终完成详细可行的房屋检测、鉴定方案的制定。
2.1、图纸设计资料
收集整理相关的图纸设计资料主要包括原设计施工图纸、图纸审查意见及相关答复和变更、设计变更记录、岩土勘察报告、维修记录、历次加固改造图纸、房屋原有检测鉴定报告等。
2.2、施工资料
收集整理相关的施工资料主要包括开工报告、各材料进场使用报验单、各材料性能检测报告、各部位工序质量报验单、各分部分项工程验收记录(报告)、单位工程竣工验收记录、竣工图、沉降观测记录等。
2.3、对现场进行初勘
对现场进行初勘的任务主要是核对资料与实物的对应关系,调查了解房屋的历史、实际使用工况和现有房屋破损程度,切实了解建设单位进行房屋检测、鉴定和加固改造的目的。
2.4、房屋检测、鉴定方案
制定详细可行的房屋检测、鉴定方案主要包括工程概况、检测鉴定的目的、内容、仪器和依据以及检测鉴定的具体位置、数量比例;并与建设单位进行沟通,提出需要由建设单位配合完成的准备工作,如基础的开挖、混凝土粉刷层或保护层的凿除、场地内现有杂物的清理等。
3、已有建筑可靠性鉴定
3.1、地基基础安全性评定
3.1.1、地基桩基安全性评定
1)基于状态评估的评定方法
即地基桩基安全性。根据建筑沉降差、沉降速度和上部结构的沉降裂缝、变形或位移等指标综合评定,因为当地基发生较大的沉降时,其上部结构必然会有明显反应,通过对这些反应的检查、实测和分析,可以判断地基承载力状态,并据此做出安全性评估。但该评级标准仅适用于建成2年以上且建在一般地基土上的建筑物。因为现有建筑物的地基变形与其建成时间长短有着密切关系,对砂土地基可以认为在建筑物完工后,其最终沉降量已基本完成对低压缩性粘土地基,可以认为在建筑完工时,其最终沉降量完成不到至于高压缩性粘土或其他特殊性土。因此,对于建在高压缩性粘土或其他特殊性土地基上的建筑物,宜根据当地经验适当加长适用年限,同时要考虑时间因素可能对检查和观测结论的影响。
2)基于性能分析的评定方法
即根據岩土工程勘察档案和有关资料完整程度,适当补充近位勘探点,进一步查明土层分布情况,并采用原位测试和取原状土作室内物理力学性质试验方法进行地基检验,根据以上资料并结合当地工程经验对地基、桩基承载力进行综合评价。若现场条件许可,还可通过在基础或承台下进行载荷实验以确定地基或桩基承截力。通过检测、荷载试验等手段确定地基承载力后,再依据现行《建筑地基基础设计规范》或《建筑桩基技术规范》〕进行验算,并依据其符合程度,判定地基桩基安全性等级。
3.1.2、基础和桩
基础或桩鉴定方法多采取在现场调查取得基本资料基础上,采用分析鉴定与工程经验判断相结合方法,一般将评定对象划分为浅基础及深基础两类,对于浅基础,宜根据抽样开挖或全数开挖的检查结果,按同类材料结构构件的有关项目评定。对于深基础,可通过调查了解实际施工情况并依据原施工有效文件进行分析,或通过小范围的局部开挖,取得相关数据,在这些基础上,对基础承载力进行核算,并结合工程施工经验对基础承载力或质量做出综合评价。承载力若满足现行《建筑地基基础设计规范》或《建筑桩基技术规范》要求,并依据开挖后施工质量检查情况综合评定安全性等级。
3.2、上部结构检测
用卷尺、测距仪进行轴线间距测量复核;用全站仪、经纬仪、水准仪进行房屋整体倾斜变形、柱侧向变形和梁板挠度的检测;用钢卷尺、游标卡尺、金属测厚仪进行钢结构截面尺寸的测量;用焊缝探伤仪对钢结构焊缝进行随机探伤;用干漆膜测厚仪对涂层厚度进行检测;用钢卷尺进行钢筋混凝土梁柱截面尺寸的测量;用钢卷尺、混凝土厚度测量仪进行钢筋混凝土墙板截面尺寸的测量;用裂缝观测仪进行钢筋混凝土裂缝的观测;用回弹仪进行混凝土强度的无损检测,用混凝土钻孔取芯机进行混凝土强度的有损检测;用回弹仪进行砌体、砂浆强度的检测。 对建筑的结构形式与构件选型、传力路径、损伤、连接节点有无损坏进行检查;检查建筑有无渗漏、裂缝现场,检查墙体门窗是否完好;检查钢结构的结构布置和支承体系是否完整、有无张紧;钢结构构件有无锈蚀、腐蚀现场,防腐、防火涂料的涂刷是否满足现行国家规范要求;检查螺栓的安装及连接板的叠合情况;检查砌体结构墙体有无裂缝;检查砌体结构的构造措施是否到位等。
3.3、结构整体性能可靠性鉴定的思路
要对结构进行可靠性鉴定,其最基本的依据还是结构本身所反映出来的特点,比如材料的性能,构件的损坏情况,结构的使用情况,历史荷载情况,现有及未来的荷载分布等等。
结构是和时间紧密关联的物体,我们不能简单地从结构现有的情况来对结构进行评判,这是不科学的,不能真实反映结构的情况。对结构的分析应该该是建立在大量的历史和现有信息的获取上的。但目前对于工业和民用建筑物的长期检测与追踪机制还很不健全。为了收集到可靠的大量的结构信息,为结构的整体研究以及设计和鉴定方法研究提供依据,我们就必须在这些方面进行完善。
建议对重要结构进行终身的跟踪检测,在结构的施工阶段将必要的仪器植入构件,并定期或不定期对结构的使用和变形等情况进行记录,作为与结构配套的重要数据予以保存。对于相关的工作可以成立专门的数据机构来采集和完成。
3.4、已有建筑结构加固方法
1)受力特征
加大截面法加固混凝土构件中,由于原构件内部存在一定应力,而新增部分混凝土应力水平很低,加上新旧混凝土收缩不一致而产生相互平衡的拉压应力,均会导致新增混凝土应力应变低于原构件。
2)承载力计算
(1)轴心受压构件
在轴向压力下,计算原则与现行混凝土设计规范中关于轴心受压构件要求基本一致,并考虑新增混凝土、钢筋的受压承载力。当原构件混凝土达到极限压应变时,可认为加固后的构件达到极限承载力,这时原构件的混凝土和纵向钢筋的压应力均可达到材料强度值,但新增混凝土的应力和新增纵向钢筋的应力、应变滞后于原柱的应力、应变,因此应对新增混凝土及钢筋的强度乘以强度利用系数方式予以折减。
(2)受弯构件
增大截面法加固梁、板等受弯构件时有两种基本形式,增大受拉区,多用于梁、板加固增大受压区,主要用于板的加固,对梁而言,一般仅在楼层或屋面允许梁顶面突出时才使用。当仅在受压区加固受弯构件,一般用于楼板的加固,在保证新旧混凝土结为整体的条件下,加固后构件的计算和验算可按现行混凝土设计规范关于叠合式受弯构件的规定进行。若验算结果表明,仅需增设混凝土叠合层即满足承载力要求时,也应按构造要求配置受压钢筋和分布钢筋若不能保证新旧混凝土结为整体,可将新旧混凝土分为两个独立构件进行计算,后增弯距按挠度相等的变形协调条件在新旧部分间分配,一般情况下可按截面抗弯刚度分配。
(3)偏心受压柱
采用增大截面法加固钢筋混凝土偏心受压构件时,其承载力可参照轴心受压、受弯构件的基本原则计算,一般可将新旧部分作为一个整体对待,按《混凝土结构设计规范》的规定计算,同样,考虑新增钢筋及混凝土应力应变滞后、共同工作等方面因素,需对新增混凝土和新增纵向钢筋强度乘以的折减系数。
结束语
建筑行业的竞争越来越激烈,企业就更需要保证建筑工程的质量。对于既有建筑的质量保证,是需要从各个方面进行,而且需要在使用期对既有建筑进行定期检测鉴定,從而确保工程质量,为人们的生命安全提供一定的保障。
参考文献:
[1]王子英.既有民用建筑可靠性鉴定及程序设计[D].天津大学,2005.
[2]黄维.已有建筑可靠性鉴定及加固技术研究[D].西南交通大学,2007.
[3]束必清,郑娟.对既有建筑可靠性鉴定程序的研究[J].扬州职业大学学报,2014,02:34-36.
[4]马剑.民用建筑可靠性鉴定系统的研究[D].青岛理工大学,2009.
【关键词】 既有建筑;可靠性;鉴定程序
引言
我国结构设计规范取定的安全度标准在世界上是偏低的,由于长期以来片面强调节约原材料,忽视了结构耐久性,很多地区的已有建筑结构设计没有抗震设防,同时房屋建设中缺乏科学管理,任意改变房屋结构,增加结构荷载,破坏了结构的正常使用状态,加上房屋建筑结构因设计施工缺陷、自然灾害及使用环境改变等情况下使得建筑结构安全性能及使用功能减弱。因此,近年来,建筑物鉴定检测及加固技术这一学科,正随着我国社会经济的进步而不断发展,特别在工程结构领域,概率可靠度理论在评估结构老化、结构损伤中的应用,高性能、自动化无损检测仪器的应用,高强、高效加固方法的不断产生,使建筑物结构鉴定、检测与加固学科在理论和手段上均得到极大发展,建筑物检测鉴定及加固技术己逐渐成为工程界关注的热点,并迅速发展。
1、对已有建筑结构进行鉴定的必要性
1)建筑物经过一段时间的使用后,甚至有的已经超过当初设计使用年限,发生不同程度的老化。
2)既有建筑物发生了异常的变形或开裂,影响正常使用;
3)既有建筑物由于某种原因发生一次或多次失稳或脱落事故;
4)对重要的特殊建筑物,需要进行定期检测鉴定;
5)建筑物遭受地震、火灾、台风、爆炸等偶然事件的破坏;
6)建筑结构的用途或建筑结构所承受的荷载发生重大变化;
2、查阅核实资料
查阅核实资料是对既有建筑的初步调查,在这一阶段需要填写《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-1999)附录A“民用建筑初步调查表”,或《工业厂房可靠性鉴定标准》(GBJ144-90)附录一“工业厂房初步调查表”,最终完成详细可行的房屋检测、鉴定方案的制定。
2.1、图纸设计资料
收集整理相关的图纸设计资料主要包括原设计施工图纸、图纸审查意见及相关答复和变更、设计变更记录、岩土勘察报告、维修记录、历次加固改造图纸、房屋原有检测鉴定报告等。
2.2、施工资料
收集整理相关的施工资料主要包括开工报告、各材料进场使用报验单、各材料性能检测报告、各部位工序质量报验单、各分部分项工程验收记录(报告)、单位工程竣工验收记录、竣工图、沉降观测记录等。
2.3、对现场进行初勘
对现场进行初勘的任务主要是核对资料与实物的对应关系,调查了解房屋的历史、实际使用工况和现有房屋破损程度,切实了解建设单位进行房屋检测、鉴定和加固改造的目的。
2.4、房屋检测、鉴定方案
制定详细可行的房屋检测、鉴定方案主要包括工程概况、检测鉴定的目的、内容、仪器和依据以及检测鉴定的具体位置、数量比例;并与建设单位进行沟通,提出需要由建设单位配合完成的准备工作,如基础的开挖、混凝土粉刷层或保护层的凿除、场地内现有杂物的清理等。
3、已有建筑可靠性鉴定
3.1、地基基础安全性评定
3.1.1、地基桩基安全性评定
1)基于状态评估的评定方法
即地基桩基安全性。根据建筑沉降差、沉降速度和上部结构的沉降裂缝、变形或位移等指标综合评定,因为当地基发生较大的沉降时,其上部结构必然会有明显反应,通过对这些反应的检查、实测和分析,可以判断地基承载力状态,并据此做出安全性评估。但该评级标准仅适用于建成2年以上且建在一般地基土上的建筑物。因为现有建筑物的地基变形与其建成时间长短有着密切关系,对砂土地基可以认为在建筑物完工后,其最终沉降量已基本完成对低压缩性粘土地基,可以认为在建筑完工时,其最终沉降量完成不到至于高压缩性粘土或其他特殊性土。因此,对于建在高压缩性粘土或其他特殊性土地基上的建筑物,宜根据当地经验适当加长适用年限,同时要考虑时间因素可能对检查和观测结论的影响。
2)基于性能分析的评定方法
即根據岩土工程勘察档案和有关资料完整程度,适当补充近位勘探点,进一步查明土层分布情况,并采用原位测试和取原状土作室内物理力学性质试验方法进行地基检验,根据以上资料并结合当地工程经验对地基、桩基承载力进行综合评价。若现场条件许可,还可通过在基础或承台下进行载荷实验以确定地基或桩基承截力。通过检测、荷载试验等手段确定地基承载力后,再依据现行《建筑地基基础设计规范》或《建筑桩基技术规范》〕进行验算,并依据其符合程度,判定地基桩基安全性等级。
3.1.2、基础和桩
基础或桩鉴定方法多采取在现场调查取得基本资料基础上,采用分析鉴定与工程经验判断相结合方法,一般将评定对象划分为浅基础及深基础两类,对于浅基础,宜根据抽样开挖或全数开挖的检查结果,按同类材料结构构件的有关项目评定。对于深基础,可通过调查了解实际施工情况并依据原施工有效文件进行分析,或通过小范围的局部开挖,取得相关数据,在这些基础上,对基础承载力进行核算,并结合工程施工经验对基础承载力或质量做出综合评价。承载力若满足现行《建筑地基基础设计规范》或《建筑桩基技术规范》要求,并依据开挖后施工质量检查情况综合评定安全性等级。
3.2、上部结构检测
用卷尺、测距仪进行轴线间距测量复核;用全站仪、经纬仪、水准仪进行房屋整体倾斜变形、柱侧向变形和梁板挠度的检测;用钢卷尺、游标卡尺、金属测厚仪进行钢结构截面尺寸的测量;用焊缝探伤仪对钢结构焊缝进行随机探伤;用干漆膜测厚仪对涂层厚度进行检测;用钢卷尺进行钢筋混凝土梁柱截面尺寸的测量;用钢卷尺、混凝土厚度测量仪进行钢筋混凝土墙板截面尺寸的测量;用裂缝观测仪进行钢筋混凝土裂缝的观测;用回弹仪进行混凝土强度的无损检测,用混凝土钻孔取芯机进行混凝土强度的有损检测;用回弹仪进行砌体、砂浆强度的检测。 对建筑的结构形式与构件选型、传力路径、损伤、连接节点有无损坏进行检查;检查建筑有无渗漏、裂缝现场,检查墙体门窗是否完好;检查钢结构的结构布置和支承体系是否完整、有无张紧;钢结构构件有无锈蚀、腐蚀现场,防腐、防火涂料的涂刷是否满足现行国家规范要求;检查螺栓的安装及连接板的叠合情况;检查砌体结构墙体有无裂缝;检查砌体结构的构造措施是否到位等。
3.3、结构整体性能可靠性鉴定的思路
要对结构进行可靠性鉴定,其最基本的依据还是结构本身所反映出来的特点,比如材料的性能,构件的损坏情况,结构的使用情况,历史荷载情况,现有及未来的荷载分布等等。
结构是和时间紧密关联的物体,我们不能简单地从结构现有的情况来对结构进行评判,这是不科学的,不能真实反映结构的情况。对结构的分析应该该是建立在大量的历史和现有信息的获取上的。但目前对于工业和民用建筑物的长期检测与追踪机制还很不健全。为了收集到可靠的大量的结构信息,为结构的整体研究以及设计和鉴定方法研究提供依据,我们就必须在这些方面进行完善。
建议对重要结构进行终身的跟踪检测,在结构的施工阶段将必要的仪器植入构件,并定期或不定期对结构的使用和变形等情况进行记录,作为与结构配套的重要数据予以保存。对于相关的工作可以成立专门的数据机构来采集和完成。
3.4、已有建筑结构加固方法
1)受力特征
加大截面法加固混凝土构件中,由于原构件内部存在一定应力,而新增部分混凝土应力水平很低,加上新旧混凝土收缩不一致而产生相互平衡的拉压应力,均会导致新增混凝土应力应变低于原构件。
2)承载力计算
(1)轴心受压构件
在轴向压力下,计算原则与现行混凝土设计规范中关于轴心受压构件要求基本一致,并考虑新增混凝土、钢筋的受压承载力。当原构件混凝土达到极限压应变时,可认为加固后的构件达到极限承载力,这时原构件的混凝土和纵向钢筋的压应力均可达到材料强度值,但新增混凝土的应力和新增纵向钢筋的应力、应变滞后于原柱的应力、应变,因此应对新增混凝土及钢筋的强度乘以强度利用系数方式予以折减。
(2)受弯构件
增大截面法加固梁、板等受弯构件时有两种基本形式,增大受拉区,多用于梁、板加固增大受压区,主要用于板的加固,对梁而言,一般仅在楼层或屋面允许梁顶面突出时才使用。当仅在受压区加固受弯构件,一般用于楼板的加固,在保证新旧混凝土结为整体的条件下,加固后构件的计算和验算可按现行混凝土设计规范关于叠合式受弯构件的规定进行。若验算结果表明,仅需增设混凝土叠合层即满足承载力要求时,也应按构造要求配置受压钢筋和分布钢筋若不能保证新旧混凝土结为整体,可将新旧混凝土分为两个独立构件进行计算,后增弯距按挠度相等的变形协调条件在新旧部分间分配,一般情况下可按截面抗弯刚度分配。
(3)偏心受压柱
采用增大截面法加固钢筋混凝土偏心受压构件时,其承载力可参照轴心受压、受弯构件的基本原则计算,一般可将新旧部分作为一个整体对待,按《混凝土结构设计规范》的规定计算,同样,考虑新增钢筋及混凝土应力应变滞后、共同工作等方面因素,需对新增混凝土和新增纵向钢筋强度乘以的折减系数。
结束语
建筑行业的竞争越来越激烈,企业就更需要保证建筑工程的质量。对于既有建筑的质量保证,是需要从各个方面进行,而且需要在使用期对既有建筑进行定期检测鉴定,從而确保工程质量,为人们的生命安全提供一定的保障。
参考文献:
[1]王子英.既有民用建筑可靠性鉴定及程序设计[D].天津大学,2005.
[2]黄维.已有建筑可靠性鉴定及加固技术研究[D].西南交通大学,2007.
[3]束必清,郑娟.对既有建筑可靠性鉴定程序的研究[J].扬州职业大学学报,2014,02:34-36.
[4]马剑.民用建筑可靠性鉴定系统的研究[D].青岛理工大学,2009.