框架-剪力墙结构拆改承重构件的鉴定

■ 江季松 Jiang Jisong

0 引言

随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快，对高层建筑体型的复杂性日益提高。框架-剪力墙结构是由延性较好的框架、抗侧力刚度较大且带边框的剪力墙和性能良好的连梁组成的结构体系，既具有框架与剪力墙二者的优点，又具有多道抗震防线[1]。框架的梁柱为刚接，框架与剪力墙可刚接，也可铰接。框剪结构的框架部分能为建筑提供自由灵活的使用空间，易满足不同建筑功能的要求；同时，剪力墙部分又具有较大的抗侧力刚度。这样，既可以使框剪结构具有较强的抗震能力和抗水平荷载作用的能力，又能大大减少结构本身的侧移，避免砌体填充墙在地震时发生严重破坏或倒塌。在装修过程中，由于使用功能的要求，需要扩大门洞而切除部分剪力墙，或者为增设楼梯、电梯而切除部分现浇板，这样势必会埋下大量的安全隐患。所以，对房屋拆改承重构件的鉴定显得尤为重要。

1 框架-剪力墙结构的基本特点

在框架-剪力墙结构中，剪力墙的刚度比框架要大得多，它是楼面板在平面内的支座。为防止楼板在平面内变形过大，在规范中对剪力墙的间距有明确规定[2]。但是，当剪力墙之间的楼盖有较大洞口时，剪力墙的间距应适当的减少。剪力墙间距不宜过大，应满足楼盖平面刚度的需要，并考虑楼面平面变形的影响。

结构的抗侧力刚度主要由剪力墙的抗侧力刚度决定。结构的顶点位移和层间位移随着剪力墙抗侧力刚度的增大而减少，因此，要满足变形限制条件，需要有较大的抗侧力刚度，即必须保证有足够的剪力墙数量。在地震作用下，剪力墙数量不仅与框架的刚度、结构的自振周期、地震作用有关，还与场地类别、结构的侧移有关。在地震作用下，剪力墙会先开裂，刚度降低，致使一部分地震作用向框架转移。因此，框架受到的地震作用会显著加大。

为保证剪力墙具有足够的延性，不至发生脆性剪切破坏，应满足每道剪力墙（其中包括整截面墙、整体小开口墙和联肢墙）的总高度与总长度之比H/L＞2。单肢墙或多肢墙的墙肢长度不宜超过8 m，以避免发生剪切破坏。

2 框架-剪力墙结构的连接方式

根据平面抗侧力结构框架与剪力墙的空间协同工作特性，框架-剪力墙结构通常有铰接和刚接两种连接方式。两者的相同之处是总剪力墙与总框架通过连梁传递相互作用力；不同的是，在刚接体系中，连梁对总剪力墙的弯曲有一定约束作用，而在铰接体系中没有连梁，或者连梁的约束作用很小。这两种连接方式各有利弊, 个人认为刚接更为合理。当框架-剪力墙结构简化为铰接体系进行分析时，只适合于板柱-剪力墙体系。但在实际工程中，楼盖一般为梁板体系，结构分析时应考虑连梁刚域的影响，因此，可以将铰接体系视为刚接体系的一种特殊情况。

3 框架-剪力墙结构的连梁及协同工作

框架-剪力墙结构中的刚接连梁有两种：一种是两端均与剪力墙连接的连梁；一种是一端与剪力墙连接,另一端与框架柱连接的连梁。剪力墙和框架柱之间的连梁，是一种特殊的受力连梁, 它一端与线刚度很大的剪力墙相连（刚接），另一端与线刚度较小的框架柱相连。在水平力作用下，连梁会由于弯曲变形大而出现很大的弯矩和剪力，首先进入塑性和开裂。

当连梁的轴向刚度很小，即近似在水平力作用下时，剪力墙、框架按各自的变形规律发生水平侧移：剪力墙的侧移呈弯曲型，框架呈剪切型。底部是剪力墙帮助框架协同工作，而顶部是框架帮助剪力墙工作。剪力控制部位在房屋高度的中部甚至上部，框架是依附于剪力墙工作的。在水平力作用下，水平位移是由楼层层间位移与层高之比加以控制。而当连梁的轴向刚度很大时，其自身不发生轴向变形，即剪力墙和框架在楼板协同下共同变形侧移，可知框架在楼板的协同下与剪力墙共同工作、共同变形，这样就增强了结构的抗侧力刚度[3]。

4 装修工程对承重构件的拆改鉴定案例

目前，框架-剪力墙结构广泛用于具有多种使用功能与要求的高层建筑。在这些高层建筑的装修改造中，有时为了效果或者功能，会要求拆改房屋承重构件，主要有下列几种表现形式：①切割现浇板楼面新开洞口，安装室内楼梯或电梯；②切割剪力墙，扩大门洞尺寸；③在连梁上开洞，安装中央空调管道[4]。

对房屋拆改的鉴定是一项较为复杂的综合性工作。从接受委托开始，需要收集鉴定房屋所有的设计图和相关施工资料，并要求委托人提供具有资质的设计单位出具的设计变更或拆改加固处理方案。对于有设计变更或拆改加固处理方案的拆改项目，鉴定人员在现场查勘时，应检查拆改部位及尺寸是否与设计变更图纸或者加固方案一致，并重点检查节点的处理是否满足要求。对于没有设计变更或拆改加固处理方案的拆改项目，要认真进行现场查勘，调查拆改情况，测量拆改部位尺寸，绘制拆改示意图；然后再通过结构复核计算、综合分析后得出鉴定结论。对不满足结构安全要求或构造要求的必须恢复，或者采取结构加固措施。在鉴定报告的处理建议中，明确提出由具有资质的设计单位进行加固设计，由具有资质的加固施工单位进行加固施工，以确保整改措施有效，消除房屋的安全隐患。

某小区1 6号住宅楼（图1）为地下2层、地上1 8层框架-剪力墙结构，房屋总建筑面积为1 6 4 0 0 m2。该楼1801室为3室2厅2卫套型，建筑面积约120m2（图2）。1801室位于该楼顶层，室内有阁楼。业主在房屋装修过程中，切除了部分剪力墙和现浇板，故委托我单位对拆改的承重构件进行安全鉴定。接受委托后，我单位派鉴定人员赴现场进行查勘，经检查，③～⑤× D ～ F 轴客卫间拆除③～⑤× D 轴 剪力墙，尺寸为400mm×2 5 5 0 mm（图3、4）；在③～⑤× D ～ F 轴现浇板上局部开洞，洞口沿⑤轴墙边和 D 轴墙边切割，洞口西侧距③轴6 0 0 mm，北侧距F轴800mm，洞口尺寸为1400mm×1500mm（图5、6）。在④～⑥× B～C轴起居室现浇板上局部开洞，洞口西侧距④轴2900mm，北侧距 C轴2100mm，洞口尺寸为8 0 0 mm×8 0 0 mm（图7、8）。

该房屋局部拆改时，未对拆改部位进行有效的加固处理。在客卫间、起居室现浇板上开大洞口后，导致上述两块现浇板局部不连续，使得地震力不能有效进行传递。在客卫间拆改部分剪力墙后，导致房屋抗侧力构件刚度减少，从而削弱了抵抗房屋水平荷载及水平地震作用的能力。因业主未能提供房屋设计图纸，无法建模复核，所以要求委托人对原拆改的部分剪力墙和现浇板进行恢复处理。恢复原有承重构件的基本原则是新浇筑的混凝土强度要比原混凝土强度高一个等级，钢筋需要采用植筋技术。

图1 某小区1 6号住宅楼

图2 1 8 0 1室原平面图

图3 ③～⑤× D 轴剪力墙剖面图

图4 客卫间拆除剪力墙

图5 ③～⑤× D ～ F 轴剖面图

图6 客卫间现浇板局部开洞

图7 ④～⑥× B ～ C 轴剖面图

图8 起居室现浇板局部开洞

在拆改承重构件的鉴定过程中，鉴定结论可以要求恢复原结构或者进行结构加固补强。加固补强的基本原则是：①加厚洞口附近的现浇板，提高现浇板的配筋率，采用双层双向配筋；②在洞口边缘设置边梁、暗梁；③在现浇板洞口角部集中配置斜向钢筋。梁上洞口周边应配置附加纵向钢筋和箍筋，并应符合计算和构造要求。

鉴定人员应根据委托人提供的材料是否齐全来决定采用什么样的处理方法。①若业主未能提供房屋设计图纸，因整幢房屋无法绘制各层结构图和建筑图，无法对整幢房屋进行建模复核，所以鉴定人员应要求委托人对原拆改的承载构件进行恢复；②若业主能提供房屋设计图纸，但无法提供PKPM计算模型，鉴定人员需要先对整幢房屋进行建模，对所鉴定的房屋按实际拆改部位和尺寸进行布置，计算分析对房屋安全和抗震是否有所影响，从而提出相应的处理意见；③若业主能提供房屋设计图纸和P K P M计算模型，鉴定人员只需要在原有模型基础上按实际拆改部位和尺寸进行布置，对房屋进行结构复核，得出所拆改的承载构件对房屋安全和抗震是否有所影响，从而提出相应的处理意见。

5 结语

框剪结构是高层建筑结构中的一种重要结构形式，它是联系框架结构、剪力墙结构的关键。学习框剪结构对于框架结构、剪力墙结构的认识与理解有相当大的帮助。作为鉴定人员，在鉴定框剪结构拆改承重构件时，拆改部位需要进行恢复或者结构加固处理，避免房屋存在安全隐患，这样才能保证人们的生命和财产安全。

参考文献：

[1]白玉怀. 浅谈框架—剪力墙结构设计[J].吉林广播电视大学学报, 2 0 1 2(4): 1 1 7-1 1 8.

[2]高层建筑混凝土结构技术规程[M].北京: 中国建筑工业出版社.2 0 1 0.

[3]张成立. 试论钢筋混凝土框架—剪力墙结构设计要点[J].工程技术: 引文版, 2 0 1 6(1 2): 1 7 9.

[4]罗家红.装修工程中拆改和损害房屋主体结构安全的鉴定和管理[J].科学咨询:决策管理, 2 0 0 7(1 1):8.