(四川中节能工程检测中心有限公司,四川 成都,610000)
摘 要:某大学办公楼拟进行装修改造,装修改造前为了解该房屋的结构状况并为后期改造提供相关依据,特要求对房屋进行装修改造前的可靠性鉴定;本文通过房屋现场检测、检查情况,结合房屋现场实测数据对房屋上部结构进行建模验算,得出房屋主体结构基本能满足现有荷载使用要求,房屋可靠性等级综合评定为Ⅱ级,并对房屋后续使用提供了建议;本文结合实际工程实例对检测鉴定的工作内容进行总结归纳,也为以后类似框架结构房屋的可靠性鉴定提供参考。
关键词:装修改造;可靠性鉴定;结构建模验算
一、项目背景
现场调查了解,某大学办公楼修建时间大致为2000年,由现场检查情况,房屋为地上三层局部五层的框架结构,楼屋面板为现浇混凝土板,屋面为上人屋面,屋面女儿墙高度为1.2m;房屋长度为42.2m,宽度为12.9m;房屋一层层高为5.2m,二层、三层层高均为4.2m,四层层高为4.5m,五层层高为3.2m。
由现场调查情况,房屋主要作为办公使用,后期拟进行装修改造,装修改造前进行可靠性鉴定评估。房屋外观图见图1-1,房屋平面布置示意图见图1-2。
图1-1 房屋外观图
图1-2 房屋平面布置示意图
二、现场检测
2.1 地基基础检测情况
2.1.1 基础开挖情况
现场对房屋一层1轴交C轴、5轴交A轴柱基础进行局部开挖检测,两处基础均为钢筋混凝土柱下独立基础。1轴交C轴柱下基础埋深约1.15m(以室外地面为基准),混凝土基础垫层厚度约100mm;5轴交A轴柱下基础深度约1.7m(以室外散水面为基准),混凝土基础垫层厚度约100mm,基础形式示意图见图2-1、图2-2。
图2-1 1轴交C轴基础 图2-2 5轴交A轴基础
图2-3 1轴交C轴基础开挖 图2-4 5轴交A轴基础开挖
2.1.2 地质勘察情况
1、勘探工作量
本次勘探沿已有建筑外缘布置勘探孔5个,孔距一般在8m~24m左右,孔深在5.0m~6.0m,各勘探孔均进入稳定的卵石土。
2、岩土层物理力学指标
根据本次勘察钻探揭露、原位测试结果及附近已有工程地质资料,本场地的岩土层主要物理力学性质指标参考值可按表2-1。
表2-1 地基土物理力学性质指标一览表
土层 | 天然重度 γ(kN/m3) | 承载力 特征值 fak(kPa) | 压缩 模量 Es(MPa) | 抗剪强度指标 | |
内聚力 c( kPa) | 内摩擦角 φ(度) | ||||
杂填土①1 | 18.0 | / | / | 5 | 15 |
素填土①2 | 18.0 | 80 | 3.0 | 10 | 15 |
粉土② | 19.6 | 130 | 5.0 | 17 | 13 |
细砂③ | 18.5 | 110 | 4.5 | 0 | 18 |
卵石④ | 21.0 | 280 | 20 | / | 28 |
由勘探情况,勘探未发现暗埋的洞室或洞穴,本场地位于岷江水系I级阶地;结合现场检测情况,房屋基础底部为粉土层,土层承载力特征值130kPa,根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011)第5.2.4条进行修正,修正后的地基承载力特征值取150kPa。
由现场检测情况表明,房屋上部结构未出现因地基不均匀沉降导致的上部结构倾斜位移及开裂现象,结合房屋使用年限,综合认为房屋现有地基基础已稳定。
2.2 上部承重结构检测情况
2.2.1 混凝土构件
1、混凝土强度检测
根据现场实际情况,选取20根混凝土柱、32根混凝土梁,采用回弹法检测混凝土构件的抗压强度,并依据《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292-2015)附录K进行强度折减,由现场检测情况,折减后混凝土构件的混凝土抗压强度均能达到C30强度等级。
2、外观质量及缺陷
现场局部剔除抹灰层,采用目测方法检测混凝土构件外观质量,目测混凝土构件无孔洞、露筋、裂缝等缺陷,但有少量麻面、蜂窝现象。
3、构件尺寸
现场局部剔除抹灰层,采用激光测距仪和钢卷尺检测部分混凝土构件结构尺寸,由现场检测情况,大部分混凝土框架柱截面尺寸规格为450mm×450mm,平面布置示意图中数字轴主梁截面尺寸规格为300mm×650mm,平面布置示意图中字母轴混凝土主梁截面尺寸规格为250mm×550mm;混凝土次梁截面尺寸规格为250mm×500mm。
4、变形与损伤
经现场检测,未发现混凝土梁、柱出现有影响结构安全的变形、挠度及损伤现象,工作无异常。
5、钢筋配置
结合现场实际情况,现场剔除部分混凝土梁、柱表面的抹灰层,采用钢筋扫描仪结合局部剔凿的方法对其钢筋配置情况进行检测。由现场检测结果,房屋一层5根混凝土柱单侧配筋均为4B22,箍筋为A10@100/200,二层~五层8根混凝土柱单侧配筋均为4B22,箍筋为A8@100/200;混凝土梁检测结果见表2-2。
表2-2 混凝土梁钢筋配置检测表
构件 | 轴线部位 | 梁底配筋 | 箍筋情况 |
二层梁 | 9轴交A轴~1/A轴 | 4B25 | A8@100/200 |
二层梁 | 9轴~1/9轴交1/A轴 | 4B22 | A8@100/200 |
二层梁 | 8轴交A轴~B轴 | 4B25 | A8@100/200 |
二层梁 | 8轴~1/8轴交2/A轴 | 3B18 | A8@100/200 |
二层梁 | 6轴交B轴~C轴 | 4B20 | A8@100/200 |
三层梁 | 2轴~3轴交2/B轴 | 3B16 | A8@100/200 |
三层梁 | 3轴~4轴交2/A轴 | 3B18 | A8@100/200 |
三层梁 | 4轴交A轴~B轴 | 4B25 | A8@100/200 |
三层梁 | 4轴~5轴交1/B轴 | 3B16 | A8@100/200 |
三层梁 | 5轴~6轴交B轴 | 4B20 | A8@100/200 |
四层梁 | 5轴交A轴~B轴 | 4B25 | A8@100/200 |
四层梁 | 1/4轴交A轴~B轴 | 3B18 | A8@100/200 |
四层梁 | 3轴交2/A轴~B轴 | 4B20 | A8@100/200 |
四层梁 | 3轴~4轴交2/B轴 | 3B16 | A8@100/200 |
四层梁 | 8轴~9轴交B轴 | 3B18 | A8@100/200 |
2.2.2 砌体构件
1、砌筑块材及砌筑砂浆
现场剔除部分墙体抹灰层检查,房屋填充墙采用页岩空心砖、水泥混合砂浆砌筑,现场采用贯入法对墙体砌筑砂浆抗压强度进行检测,由实测结果,砌筑砂浆抗压强度值可达到M5要求。
2、砌筑质量与构造
现场检查,房屋砌体组砌基本正确,现场采用目测和钢卷尺进行砌筑质量检查,检查结果表明,砌筑灰缝横平竖直,砂浆灰缝局部存在不饱满现象。
3、变形与损伤
经现场检测,未发现砌体构件出现有影响结构安全的变形及裂缝现象。
2.2.3 房屋顶点位移检测情况
经现场检测,建筑物测点的顶点位移最大值为12mm,根据《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292-2015)表7.3.10,房屋顶点位移最大值未超出规范界限。
2.2.4 楼屋面构造检测
由现场检测情况,二层楼面大致自现浇楼板往上依次设置水泥砂浆找平层14mm、水磨石面层19mm;检测三层地坪为细石混凝土,厚度为48mm;四层地坪为细石混凝土,厚度为32mm;五层地坪为细石混凝土,厚度为48mm。
房屋主要屋面为上人屋面,由现场检测情况,屋面大致自现浇楼板往上依次设置屋面保温层75mm、水泥砂浆找平层30mm、防水材料层8mm、细石混凝土找平层10mm、水泥砂浆层20mm、地面砖7mm。
三、结构建模验算
根据现场实测情况,对房屋上部主体结构进行建模验算,验算采用中国建筑科学研究院编制的PKPM软件中的鉴定与加固模块对其进行相应验算,结构模型见图3-1。
图3-1 房屋结构模型
验算条件:抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度至为0.10g,场地类别为Ⅱ类。
房屋主要部位使用活荷载如下:楼面2.0kN/㎡,楼梯3.5kN/㎡,上人屋面2.0kN/㎡。根据检测情况,本次结构验算中混凝土柱及梁板混凝土抗压强度等级均取值C30。
根据结构验算结果,房屋主体结构能满足现有荷载使用要求。
四、安全性鉴定评级
4.1 地基基础
现场检测情况,房屋基础底部为粉土层,修正后的地基承载力特征值为150kPa。由以上2.2.3条检测结果表明,房屋顶点位移在规范允许值内,现场检测房屋基础周边场地情况,周边无不良地形地貌,房屋承重构件无因不均匀沉降导致的变形开裂现象。
依据《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292-2015)中第7.2.3条,该房屋地基基础安全性评为Au级。
4.2 上部承重结构
1、混凝土构件
现场检测梁、框架柱混凝土强度能达到C30强度等级,经验算,混凝土构件的R/(γ0×S)≥0.95,构件承载能力能满足安全使用要求;经现场检查,混凝土构件未发现明显变形及可见结构受力裂缝,未遭明显损坏,工作无异常。依据《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292-2015)中第5.1.4条、第5.2.2条、第7.3.5条,房屋混凝土构件的安全性评为Bu级。
2、砌体构件
由检测结果,房屋砌体砌筑砂浆抗压强度推定值能满足M5要求;经现场检查表明,未见房屋出现因承载力不足导致的墙体变形及开裂现象,综合认为墙体基本能满足使用荷载要求。依据《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292-2015)中第5.1.4条、第7.3.5条、第7.3.6条,房屋砌体构件的安全性评为Bu级。
3、结构整体性
房屋结构布置基本合理,传力路线清晰明确;房屋构件间的连接节点无松动、变形或其它残损。依据《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292-2015)中第7.3.9条,结构的整体性评级为Au级。
4、上部承重结构小结
根据以上评定情况,依据《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292-2015)中第7.3.11条,房屋上部承重结构的安全性综合评定为Bu级。
4.3 围护系统
由现场检测情况,房屋部分门窗损坏、缺失;检查屋面局部出现渗漏现象,室外散水局部破损;外围墙体完好,墙体未出现渗漏情况。依据《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292-2015)中第7.4.6条,房屋围护系统承重部分的安全性综合评定为Bu级。
五、正常使用性鉴定评级
5.1 地基基础
由以上2.1条及2.2.3条检测结果,房屋无沉降裂缝、变形或位移等现象,工作无异常。依据《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292-2015)中的第8.2.2条,综合评定房屋地基基础使用性等级为As级。
5.2 上部承重结构
5.2.1 结构使用功能
根据4.3条上部承重结构构件检测情况,房屋混凝土构件未见影响安全的变形和开裂现象,使用正常;房屋砌体构件基本完好,使用功能基本正常;现场检查房屋结构布置清晰完善,房屋轴线位置上下对应,使用正常。依据《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292-2015)第6.2.5条、第6.4.3条,综合评定房屋上部结构正常使用性等级为Bs级。
5.2.2 侧向位移
现场检测,未发现房屋出现明显水平位移或倾斜现象。根据以上检测评定情况,依据《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292-2015)第8.3.6条,房屋上部结构侧向位移评定等级为As级。
5.3 围护系统
由以上5.3条,房屋部分门窗损坏、缺失;检查屋面局部出现渗漏现象,室外散水局部破损;检查墙体未出现渗漏情况,外围墙体完好。依据《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292-2015)第8.4.2条,房屋围护系统的正常使用性评定等级为Bs级。
5.4 综合评定
由以上5.1条、5.2条及5.3条评定结果,依据《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292-2015)中第9.2.2条,综合评定房屋整体使用性等级为Bss级。
六、可靠性鉴定评级
根据以上第4.4条、第5.4条评定结果,依据《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292-2015)中第10.0.3条,综合评定该房屋可靠性鉴定等级为Ⅱ级。
七、建议
房屋后期改造不宜破坏原有承重体系,建议对屋面出现渗漏的区域、破损的门窗及室外散水进行维修恢复处理;后期使用中楼屋面活荷载使用标准值不超过2.0kN/m2。