某既有教学楼主体结构检测鉴定及加固处理建议

闵宗军

（北京市建设工程质量第一检测所有限责任公司，北京 100039）

0 引言

随着社会的发展，为了使既有结构延长使用年限、改变建筑使用用途，既有结构改造项目越来越多；在改造过程中，为了满足建筑使用功能及现行规范等要求，需要对部分受力构件进行开洞或拆除，故在改造前需对既有建筑进行全面结构检测、鉴定，为后期改造提供设计依据。本文以一个工程实例分析既有改造项目的检测与鉴定。

1 工程概况

某建筑物约建于 1999 年，建筑面积为 10 167 m2，原设计使用功能为教学楼，无地下室、地上 3 层，结构由抗震缝分为东西两部分，东区结构形式为砌体—混凝土混合结构、西区为砖混结构，设计资料齐全。设计使用用途为教学楼，实际使用用途为办公楼。现委托单位委托笔者公司对该结构现状进行检测并进行鉴定，其鉴定使用用途按照原设计教学楼鉴定、鉴定恒荷载按照建筑物现有状态。东区、西区上部结构布置情况如图 1、图 2 所示。

图1 东区结构标准层结构布置情况

图2 西区结构标准层结构布置情况

2 检测内容

由于该项目设计资料保存完整，委托单位及加固设计单位未对其检测内容提出特殊要求，主要检测项目包括：主体结构体系及构件布置；外观质量；混凝土抗压强度；砌筑砖抗压、抗折强度；砌筑砂浆抗压强度；构件截面尺寸；现浇构件配筋布置；建筑物外轮廓线顶点位移。

2.1 主体结构体系及构件布置情况

根据委托单位提供的设计图纸及现场核查：该建筑物由 60 mm 的抗震缝把该建筑物结构分为东区和西区两部分。东区结构形式是砌体结构与框架结构组成的混合结构，两种结构体系无抗震缝，砌体结构设置构造柱、圈梁；西区结构形式是砖混结构，均设置构造柱、圈梁。经现场检测，该建筑物东区和西区的墙体砖均采用蒸压灰砂砖，与图纸设计不符（设计图纸中墙体砖为多孔黏土砖）。

2.2 建筑外观质量普查

未发现该建筑由基础不均匀沉降所产生的上部主体结构主要承重构件位移、变形、裂缝等损伤现象。

2.3 混凝土抗压强度

采用回弹法（钻芯修正）将该建筑物 1～3 层混凝土梁、板和柱划分为 2 个检验批。依据规范［1］抽检梁 20 根、板 15 块、柱 32 根。经检测，2 个检验批混凝土抗压强度推定值检测结果如表 1 所示。

表1 检验批混凝土抗压强度推定值

2.4 砌筑砖抗压强度、抗折强度

根据建设单位提供的结构设计图纸，其砌体砖为MU10多孔黏土砖。对其墙体经剔凿检测，墙体砖采用蒸压灰砂砖，与建设单位提供的设计图纸不符。由于目前无蒸压灰砂砖的强度等级的检测方法，考虑采用砖回弹仪检测判断其匀质性，同时现场取样进行抗折、抗压实验，综合判断蒸压灰砂砖的强度，具体情况如下。

1）采用回弹法检测，1～3 层每层各抽取 10 面墙体。经检测，被测的 30 面墙体其蒸压灰砂砖回弹值较均匀。

2）由于现场检测条件限制，仅对 1 层墙体 N/4～5 轴、Y/15～17 轴砌筑砖进行现场取样。试验结果为3面墙体试样抗折强度范围为 3.3～3.8 MPa、试样抗压强度范围为 12.5～21.7 MPa；根据 GB 11945－1999《蒸压灰砂砖》［2］，1 层 3 面墙体 N/4～5 轴、Y/15～17 轴砌筑砖抗压强度推定值为 10.0 MPa。

2.5 砌筑墙体砂浆抗压强度

采用回弹法检测，将该建筑物 1～3 层砌筑砂浆划分为 3 个检验批。依据 GB/T 50315－2011《砌体工程现场检测技术标准》［3］抽检 18 面墙体。经检测，3 个检验批砌筑抗压强度推定值检测结果如表 2 所示。

表2 检验批砌筑抗压强度推定值

2.6 现浇构件配筋情况

由于本工程设计图纸齐全，仅对混凝土梁、柱、板构件配筋情况进行符合性检测，经检测，抽取梁 19 根、柱 30 根、板 15 块的配筋情况满足设计图纸要求。

2.7 现浇构件截面尺寸情况

由于本工程设计图纸齐全，仅对混凝土梁、柱、板构件截面尺寸情况进行符合性检测，经检测，抽取梁 15 根、柱 29 根的截面尺寸情况满足设计图纸要求。

2.8 建筑物外轮廓线顶点位移

因现场客观条件所限，本次建筑物外轮廓线顶点位移均为装修层所测得。该建筑物外轮廓线顶点位移如表 3 所示。

表3 建筑物外轮廓线顶点位移

3 房屋主体结构计算复核

该建筑物上部主体结构采用中国建筑科学研究院“PKPM（V4.2 版）”进行建模计算；其中材料强度指标为：混凝土柱及梁、板均取值为 C25。1 层、2 层、3 层砌筑砖均取值为 10 MPa；1 层、2 层、3 层砂浆分别取值为 7.5 MPa、6.2 MPa、7.5 MPa。

4 房屋安全性鉴定

4.1 地基基础安全性评级

因该建筑物已使用多年，经现场普查，未发现墙体不均匀沉降裂缝，主体结构无倾斜现象，故判断房屋的地基已稳定，其安全性评定为 Au级。

4.2 房屋上部承重结构安全性评级

4.2.1 主要结构构件的安全性等级

1）主要结构构件承载力验算。依据 GB 50292－2015《民用建筑可靠性鉴定标准》［4］相关条款，东区结构、西区结构构件承载力验算结果如表 4～表 5 所示。

表4 东区结构构件承载力验算结果评级表

表5 西区结构构件承载力验算结果评级表

2）构件构造评级。经验算，在现场条件允许的情况下，对构件连接构造进行目测检查。经检查，未发现构件连接部位松动、变形、开裂、位移等其他构造严重缺陷。该建筑物 1～3 层各墙体、梁、柱、及顶板的构造均评定为 au级。

3）构件变形、裂缝评级。在现场条件允许的情况下，对该建筑物墙体、梁、柱及顶板的变形及裂缝情况进行目测检查。经检查，未发现构件出现不适于继续承载的变形及裂缝。各构件按变形及裂缝情况均评定为 au级。

4.2.2 上部承重结构安全性等级评定

选取 1 层、2 层、3 层为代表层。

东区结构：经鉴定，1 层墙体含 cu级、但含量不多于 15 %，顶板 du级、但含量多于 10 %；2 层顶板含 bu级、du级，且 bu级含量不多于 25 %、du级含量多于 10 %；3 层顶板含 du级，且 du级含量多于 10 %。其他均为 au级。因此 1 层、2 层、3 层主要构件的安全性等级分别评定为 Bu级、Au级、Au级、一般构件的安全性等级均评定为 Du级。综上：代表层 1 层、2 层、3 层的安全性等级分别评定为 Cu级、Bu级、Bu级。

西区结构：经鉴定，1 层顶板含 cu级和 du级、但cu含量不多于 40 %、du含量多于 10 %；2 层顶板含 du级，且 du级含量多于 10 %；3 层顶板含 du级，且 du级含量多于 10 %。其他均为 au级。因此 1 层、2 层、3 层主要构件的安全性等级分别评定为 Au级、Au级、Au级、一般构件的安全性等级均评定为 Du级。综上：代表层 1 层、2 层、3 层的安全性等级分别评定为 Bu级、Bu级、Bu级。

4.2.3 围护系统的承重部分安全性等级评定

根据现场检测情况，对建筑物维护系统进行排查，未发现该建筑物围护系统的承重部分构件开裂、下垂、倾斜等受损现象。故围护系统的承重部分安全性等级评定为 Au级。

故该建筑物东区结构安全性等级为 Csu级、西区结构安全性等级为 Bsu级。

4.3 上部结构的整体性及侧向位移

对建筑物上部主体结构（1～3 层）整体结构体系进行核查，其结构布置合理，结构选型及传力路线设计正确，可形成完整系统，符合现行设计规范要求；设置构造柱。综上所述，该建筑物上部结构整体性等级评定为 Bu级。

根据现场检测情况，未发现该建筑物由基础不均匀沉降所产生的上部承重结构主要承重构件倾斜、下垂、开裂等现象。上部结构的侧向位移等级评定为 Bu级。

5 房屋抗震鉴定

5.1 东区

东区的结构形式是由多种体系、多种材料组合而成的混合结构，故结构体系布置不合理，抗震性能较差，不符合 GB 50011－2010《建筑抗震设计规范》［5］的设计要求。

5.2 西区

依据现场检测结果，承重窗间墙最小宽度及承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离、构造柱设置及钢筋布置不满足 GB 50023－2009《建筑抗震鉴定标准》［6］要求。故西区结构体系影响系数均取为 0.80、局部影响系数均取为 0.90。

经验算，西区结构 1～3 层及突出部分均有部分墙体的抗震承载能力不满足要求。

6 加固处理建议

根据检测及鉴定结果，东区结构由于布置多种结构体系，建议对其结构体系进行改变，使结构传力合理、明确；西区结构由于部分墙体承载力及楼板最小配筋率、承载力不满足要求、建议对其采取增大截面法、粘贴纤维复合材料等有效加固处理措施。

7 结语

综上，若在检测过程中发现施工质量与设计不一致，需加大样本量抽查。当遇到施工材料强度无相应检测方法，不能仅参考现有检测方法，需结合现场取样、试验进行综合评定材料强度，从而对是否加固及加固量做出合理评价。故为了合理地对既有建筑物加固设计，无论从安全性、还是经济性考虑，在加固设计前对其结构全面检测鉴定是很有必要的。Q