某体育馆结构安全性鉴定及抗震性能评估

江 秋 建

(1.福建省建筑科学研究院，福建 福州 350025； 2.福建省绿色建筑技术重点实验室，福建 福州 350025)



某体育馆结构安全性鉴定及抗震性能评估

江 秋 建1，2

(1.福建省建筑科学研究院，福建 福州 350025； 2.福建省绿色建筑技术重点实验室，福建 福州 350025)

介绍了某体育馆建筑结构的检测内容，对该建筑静力与抗震承载力进行了验算，鉴定评估了该结构的安全性与抗震性能，得出了一些结论，为该体育馆的维修保养提供了依据。

体育馆，建筑结构，安全性，抗震性能

随着空间结构技术的迅速发展和人民生活水平的提高、对体育运动的重视，城市中体育馆的数量也在增加。由于体育馆跨度大，较多采用钢屋架屋盖。该类建筑物容纳人数众多，一旦出现事故将造成巨大的人员伤亡和财产损失。不少体育馆已投入使用多年，因此有必要定期对体育馆的安全性进行鉴定及抗震性能进行评估。

1 工程概况

某体育馆为三层现浇钢筋混凝土框架结构，采用钢网架结构屋盖，采用人工挖孔桩基础，建筑面积为15 500 m2，建于2005年。由于已投入使用多年，为了解建筑物的安全状况，对其进行安全性鉴定及抗震性能评估。该馆地处抗震设防烈度7度区(0.10g)，依据GB 50223—2008建筑工程抗震设防分类标准及GB 50023—2009建筑抗震鉴定标准，该馆抗震设防类别为重点设防类，属C类建筑。

2 现场检测内容与检测结果

2.1 建筑结构布置与使用功能核查

经现场调查、勘测，体育馆现状建筑、结构布置与设计基本一致，屋面结构平面布置见图1，主网架结构平面图见图2。作为体育馆、舞台、篮球馆使用。

2.2 地基基础检查

该馆采用人工挖孔桩基础，未发现周边地面局部沉陷或开裂，未发现上部结构构件出现因基础不均匀沉降引起的明显变形和开裂现象。

2.3 上部结构及构件的工作状态检查

1)建筑物侧向位移检测。所测测点的侧向位移未超过GB 50292—1999规定的钢筋混凝土框架结构不适于继续承载的顶点侧向位移限值H/450的要求，各测点侧移方向无明显一致性。

2)网架结构挠度检测。抽取网架部分下弦节点，进行相对于相应的支座附近下弦球节点的挠度量测，所检网架相对挠度均未超过规范规定的容许挠度。

3)工作状态检查。

a.钢筋混凝土构件工作状态检查。现场检测发现个别梁开裂，所检混凝土梁主筋高度处裂缝宽度测读值最大为0.30 mm，部分楼板、屋面板渗水，未发现柱构件、节点存在明显变形和破坏迹象。

b.网架支座节点工作状态检查。网架支座螺栓球、十字钢板、支座底板等构件工作状况基本正常，未见明显变形和裂缝，但发现大部分支座构件存在锈蚀，见图3～图6；部分支座未设置或漏设螺钉、螺母，见图3，图4；个别支座螺母未拧紧，见图5；个别支座板与柱面间存在缝隙，见图6。

c.网架螺栓球、焊接球节点检查。未发现有异常变形、损坏，未发现节点有松动，发现螺栓球的多余孔均未封口处理，见图7。

d.网架杆件工作状况。未发现杆件存在挠曲变形现象，但舞台上方部分上弦杆漏涂漆，见图8。

e.网架构件和连接的锈蚀检查。部分杆件存在锈蚀，见图9。

4)屋面围护系统及网架围护系统使用功能工作状态检查。屋面女儿墙采用烧结普通砖砌筑，设置混凝土压顶；部分墙体与梁或柱交接处脱裂。部分檩条存在锈蚀现象。

2.4 框架柱、梁施工质量检测

所检框架柱、梁截面尺寸与设计基本相符，混凝土强度推定值均达到设计强度等级，配筋符合设计要求。

2.5 网架结构施工质量检测

抽检部分杆件、螺栓球、网架支座进行尺寸量测，所检构件尺寸与设计基本相符。

3 验算分析结果

3.1 静力验算分析结果(不含地震工况)

框架结构：经验算，上部承重结构构件承载能力基本满足规范要求。网架结构：个别网架杆件的长细比不满足规范要求。个别网架杆件的承载能力不满足规范要求。部分网架支座底板厚度不满足规范要求。

3.2 抗震承载能力验算分析结果

框架结构：上部承重结构构件抗震承载能力基本满足规范要求。在多遇地震作用下，楼层X向、Y向的最大弹性层间位移角满足规范限值要求。

4 结构安全性鉴定(不考虑抗震性能)

4.1 地基基础子单元安全性评级

该馆采用人工挖孔灌注桩基础，未发现基础不均匀沉降引起的上部结构明显变形和开裂现象，所测测点的侧向位移均未超过GB 50292—1999规定的钢筋混凝土框架结构不适于继续承载的顶点侧向位移限值H/450的要求，各测点侧移方向无明显一致性。根据上部结构反应情况，该馆地基基础子单元安全性等级间接评为Bu级。

4.2 上部承重结构子单元安全性评级

1)按所含构件安全性等级评定。框架结构部分：现场检测发现个别梁开裂，部分楼板、屋面板渗水，未发现其余构件、节点存在明显变形和破坏迹象。经验算，该馆上部承重结构构件承载能力基本满足规范要求。框架结构安全性等级评定为Bu级。网架结构部分：大部分支座构件存在锈蚀；部分支座未设置或漏设螺钉、螺母；个别支座螺母未拧紧，个别支座板与柱面间存在缝隙；发现螺栓球的多余孔均未封口处理；舞台上方部分上弦杆漏涂漆；部分网架杆件存在锈蚀。个别网架杆件的承载能力不满足规范要求，个别网架杆件的长细比不满足规范要求，部分网架支座底板厚度不满足规范要求。网架结构安全性等级评定为Cu级。该馆上部承重结构安全性鉴定评级按构件的安全性等级评定为Cu级。

2)按结构侧向位移等级评定。所测测点的侧向位移均未超过GB 50292—1999规定的钢筋混凝土框架结构不适于继续承载的顶点侧向位移限值H/450的要求，各测点侧移方向无明显一致性。该馆上部承重结构安全性鉴定评级按结构的侧向位移等级评定为Bu级。

3)按结构整体性等级评定。该馆采用框架结构体系，该空旷结构楼板局部不连续，属平面布置不规则，框架均双向拉通，屋盖部分采用正放四角锥网架，网架采用螺栓球节点，结构传力路线清晰，结构平面布置较规则。该馆上部承重结构安全性鉴定评级按结构的整体性等级评定为Bu级。

4)综合考虑构件安全性等级、结构侧向位移等级以及结构整体性等级，该馆上部承重结构子单元安全性等级评为Cu级。

4.3 围护系统的承重部分子单元安全性评级

发现屋面女儿墙采用烧结普通砖砌筑，设置混凝土压顶，部分墙体与梁或柱交接处脱裂，部分檩条存在锈蚀,其余各围护结构构件工作状态未见明显异常。该馆围护系统的承重部分子单元安全性等级评为Cu级。

4.4 鉴定单元安全性评级

根据地基基础、上部承重结构、围护系统的承重部分各子单元安全性等级评定结果，体育馆的结构安全性等级评为Csu级，即安全性不符合鉴定标准的要求。

5 抗震性能评估

5.1 场地、地基和基础

本工程地处抗震设防烈度7度区，可不进行场地对建筑影响的抗震鉴定。上部结构倾斜值均未超过规范限值，结构构件未见明显不均匀沉降引起的裂缝、变形，地基基础可评为无严重静载缺陷，可不进行地基基础的抗震鉴定。

5.2 上部结构抗震措施鉴定

1)房屋最大高度为13.8 m，未超过限值。检测发现个别梁开裂，部分楼板、屋面板渗水，未发现其余构件、节点存在明显变形和破坏迹象。2)采用框架结构体系，该空旷结构楼板局部不连续，属平面布置不规则，框架均双向拉通，屋盖部分采用正放四角锥网架，网架采用螺栓球节点，结构传力路线清晰，网架结构平面布置较规则。3)各层实测的梁柱混凝土强度符合抗震规范规定的强度不低于C20的要求。4)框架柱、框架梁箍筋加密区分布、框架柱加密区箍筋肢距以及框架柱、梁纵筋最小配筋率、体积配箍率等均可满足规范要求。5)纵横向墙体嵌砌于框架平面内，框架柱与墙连接处沿墙高均设置拉结钢筋，满足规范要求。

5.3 结论

该馆房屋高度、外观及内在质量、结构体系、材料强度等级、填充墙与主体结构连接的可靠性基本满足规范要求。该馆框架柱、梁构件抗震承载能力满足要求。综合以上分析，该馆的综合抗震性能满足规范要求。

6 结论汇总

根据GB 50292—1999民用建筑可靠性鉴定标准，即安全性不符合鉴定标准的要求，应对存在的问题进行处理。根据GB 50011—2010建筑抗震设计规范，该馆的综合抗震性能满足规范要求。

7 结语

现场检测阶段注意事项：由于需要在靠近屋面下方的网架上进行高空检测，在检测过程中应遵守高空作业相关规定，注意安全；网架上普遍积灰较多，应戴好口罩并做好其他防护措施，高效的完成检测工作；屋顶上方排气设施未必完善，如果是在酷暑中检测容易中暑，建议避开高温时段进行检测；检测前注意是否有检修通道，如果没有检修通道应考虑搭设通道或者租用高空车。现场条件许可的情况下建议对每根杆件的规格进行判断，因为网架杆件数量较多，施工过程中有可能装错杆件，而出错的杆件可能有承载力不足等问题，具体操作方法是先在维修通道上精确量测出部分典型杆件的尺寸，然后通过相邻杆件的规格目测判断维

修通道以外的杆件规格，当出现与设计不符的杆件时应对其进行详细的量测。从本次的鉴定结果可以看出，出现质量问题的部位主要集中在屋面网架工程上，这种情况说明网架工程的施工管理、施工过程上存在问题，也和网架属于高空施工、作业有关。因此在制定鉴定方案和现场检测的时候要特别重视网架工程部分，做到详细且能抓到重点。对于此类体育馆的建造和使用过程应吸取一些经验教训:各相关单位在施工过程中应加强施工控制，加强监督管理，防止出现螺栓未拧、油漆漏涂等问题。使用单位应该定期检查、维护，发现杆件生锈、变形等异常情况及时通知相关单位进行处理。

[1] GB 50011—2010，建筑抗震设计规范[S].

[2] GB 50223—2008，建筑工程抗震设防分类标准[S].

[3] GB 50292—1999，民用建筑可靠性鉴定标准[S].

[4] JG 12—1999，钢网架检验及验收标准[S].

[5] JG 7—2010，空间网格结构技术规程[S].

Appraisal of structural security and evaluation of anti-seismic performance for a stadium

Jiang Qiujian1,2

(1.FujianAcademyofBuildingResearch,Fuzhou350025,China;2.FujianKeyLabforGreenArchitecturalTechnique,Fuzhou350025,China)

The paper introduces the testing content for the architectural structure of some stadium, calculates the architectural static force and seismic loading capacity, evaluates the structural safety and seismic performance, and achieves some conclusion, so as to provide some reference for the maintenance of the stadium.

stadium, architectural structure, safety, seismic performance

1009-6825(2016)16-0044-03

2016-03-26

江秋建(1981- )，男，工程师

TU317

A