某混合结构办公楼的检测分析与抗震鉴定

王强 袁宇坤 张馥雯 饶宇曦

Detection Analysis and Seismic Appraisal of an Office Building with Mixed Structure

WANG Qiang YUAN Yu-kun;

ZHANG Fu-wen RAO Yu-xi

摘要：在对既有建筑物进行改造加固时，对建筑物主体为砖混结构而屋顶为钢结构的混合结构的检测鉴定是较为复杂的。通过对某混合结构形式的办公楼整体结构检测与抗震分析，阐述了混合结构检测鉴定的内容与方法以及运用PKPM软件进行建模分析和抗震验算的过程。鉴定分析结果可为该建筑的改造加固提供意见，也可对同类混合结构的检测鉴定提供参考。

Abstract： When rebuilding and reinforcing existing buildings， it is more complicated to detect and identify the mixed structure whose main body is brick-concrete structure and whose roof is steel structure. Based on the detection and seismic analysis of the whole structure of an office building with hybrid structure， the content and method of detection and identification of hybrid structure and the process of modeling analysis and seismic checking by using PKPM software are expounded. The results of identification and analysis can provide advice for the reconstruction and reinforcement of the building， and can also provide reference for the detection and identification of similar mixed structures.

關键词：混合结构;检测分析;抗震鉴定;改造加固

Key words： hybrid structure;detection and analysis;seismic appraisal;reconstruction and reinforcement

中图分类号：TU352.1+1                                 文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）32-0170-02

0  引言

在目前的改造加固案例中，主要是以砖混结构为主，这一类建筑大多修建于三四十年前。由于当时的施工技术条件和国家相关规范尚不完善，形成了一些具有混合结构形式的建筑，以砖混结构为主体与钢结构为屋顶的结构形式较为常见。现以某办公楼为例，对其进行检测分析及抗震鉴定，为后期的改造加固提供参考。

1  工程概况

某混合结构形式办公楼，建于上世纪80年代初，主体为5层砖混结构，屋顶采用钢结构作为加层。建筑总面积2418m2，建筑总高度为22.0m（含顶层钢结构），室内外高差0.3m，一、二、三、四层高为3.3m，五层层高为3.6m，六层层高为4.8m，墙为240mm烧结普通砖，走廊形式为走道式，宽度1.8m，房屋内楼板均为预制板。

2  现场检测结果

2.1 使用环境与整体质量调查

该建筑物未遭受重大灾害和事故情况，建筑物结构和构件所处环境类别为Ⅰ类（即一般大气环境）。屋面排水性能较差，渗漏严重，钢结构出现不同程度的锈蚀情况，楼面预制板的裂缝较为明显。房屋整体无大规模下陷、侧倾等现象，且未发现地基不均匀沉降引起的上部结构裂缝和损伤，综合判定地基基础无较大的沉降和差异沉降。

2.2 混凝土强度检测

采用回弹法对该房屋结构梁的混凝土抗压强度进行检测，选取12个测区，测区宜选在能使回弹仪处于水平方向的混凝土浇筑侧面且测区表面应为混凝土原浆面，每一测区读取16个回弹值。检测结果：混凝土强度平均值为34.8MPa，满足规范要求。

2.3 砂浆强度检测

根据《砌体工程现场检测技术标准》（GBT50315-2011），对该建筑墙体砌筑砂浆的强度用回弹法进行检测。检测结果：砂浆抗压强度平均拟定值为6.1MPa。

2.4 砖强度检测

根据《砌体工程现场检测技术标准》（GBT50315-2011），对该建筑墙体砌筑用砖的抗压强度采用回弹法进行检测。检测结果：推定本楼层砖的抗压强度等级为MU15。

2.5 钢筋布置检测

依据《混凝土中钢筋检测技术规程》（JGJ/T152-2008），采用ZBL-R660一体式钢筋检测仪，基于电磁感应法对各楼层进行检测，检测内容包括钢筋的直径与位置，箍筋间距以及钢筋保护层厚度。

3  结构抗震鉴定

本工程下部为五层砖混结构，上部为门式刚架加层。结构可靠性和抗震鉴定缺少针对性条文。因此，进行结构抗震鉴定时将第六层门式刚架单独列出，与下层砖混结构分别进行抗震鉴定。

3.1 砖混结构抗震鉴定

根据《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）以及《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008），该建筑可评定为B类建筑，抗震设防烈度为6度，抗震设防类别为丙类，后续使用年限不宜少于40年。依据上述规范，不进行场地对建筑影响以及建筑地基基础的抗震鉴定。通过对相应抗震措施的鉴定，该建筑的结构体系中的圈梁布置和構造、局部易倒塌部位尺寸抗震措施不满足，抗震措施不满足鉴定要求而现有抗震承载力较高的情况，进行综合抗震能力评定。

因此，采用结构计算软件PKPM砌体结构鉴定加固模块进行计算，各构件尺寸按照检测值输入，各楼层荷载按荷载规范输入，由于第六层钢结构加层，因此在计算时将钢结构以集中荷载的形式作用于第五层屋面，计算模型如图1所示。

计算结果：该建筑楼层综合抗震能力指数βci均大于1。根据《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）5.2.12条，评定为抗震承载力满足鉴定要求。

3.2 钢结构抗震鉴定

按照《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）以及《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008），该轻钢结构抗震设防烈度为6度，抗震设防类别为丙类。针对该建筑为轻钢结构在砖混结构上直接加层的特殊性，无法考虑其地基基础影响。故不考虑原有砖混结构楼板变形的影响，且轻钢加层结构与原有砖混结构刚接，不进行场地基础抗震鉴定。采用结构计算软件PKPM-STS钢结构设计模块进行计算。由于第六层的钢结构相互独立，因此分别建立钢结构计算模型，如图2、图3所示。

计算结果：计算结果显示，在地震作用下，六层实验室门式刚架结构水平方向所受最大剪重比分别为0.033，大于规范中楼层最小地震剪力系数值0.006（《建筑抗震设计规范》5.2.5条），满足规范要求。六层实验室门式刚架结构在水平方向地震作用下柱顶最大位移为1/1444。经验算，结构最大位移1/1444

根据《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）5.2.12条，评定为抗震承载力满足鉴定要求。

4  鉴定结论与建议

经过检测鉴定得出，该建筑外观质量整体良好，结构内部整体性能较好，且该建筑综合抗震能力满足B类建筑的要求。但该建筑使用时间较长以及由于钢结构屋面排水性能较差对钢构件、楼面地板、墙体、门窗造成了一定的损害，因此提出以下建议：

①钢结构屋面及墙体应重新进行防排水设计。

②对已经损坏的门窗进行更换。

③对第五层楼部分侵蚀严重的墙体进行修复。

④钢结构构件因受潮而表面涂装脱落，锈蚀较为严重，应按照规范要求重新涂装或更换，建议对部分老旧、破碎夹芯板进行更换。

参考文献：

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[2]蒋超，张来成.某特殊教育学校混合结构教学楼抗震鉴定及加固[J].江苏建筑，2018（04）：85-87.

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[4]宋文佳.某住宅楼的检测鉴定与分析[J].山东工业技术，2017（09）：114-115.

作者简介：王强（1996-），男，重庆人，硕士，研究方向为结构智能检测及健康安全评价。