一、建筑结构可靠性鉴定的重要性
建筑结构可靠性鉴定在多个方面都具有至关重要的意义。
对于保障房屋建筑使用安全而言,其作用不可忽视。通过对房屋主体工程质量、结构安全性、构件耐久性和使用性进行复核鉴定,可以全面了解房屋的各项性能。例如,对混凝土结构及砖混结构工程的混凝土强度、钢筋布置情况等进行检测,能确保地基、承重墙等关键部位具备符合要求的强度、韧性和稳定性,承受建筑物本身的各种载荷,避免出现结构性迸裂、倾斜、坍塌等问题。钢结构工程中,对钢材性能、施工工艺等的鉴定,也能保障钢结构建筑的安全性。
在促进整改查处工作方面,建筑结构可靠性鉴定能够及时发现不合格的建筑。相关部门可以依据鉴定结果更有效地开展工作,对存在安全隐患的建筑进行整改和查处。据统计,每年通过房屋鉴定工作,能发现众多不符合安全标准的建筑,为保障公众安全发挥了重要作用。
Zui后,为业主提供安全居住环境是建筑结构可靠性鉴定的又一重要意义。让业主了解自己居住的房子是否存在安全隐患,如房屋渗水、地面空鼓、墙皮脱落等其他质量问题,以及严重影响正常居住使用的质量问题,如不能正常供水供电等。对于存在安全隐患的房屋,可以及时进行针对性的加固工作,对影响居住环境安全的细节进行修缮,还业主们一个安全的居住环境。
建筑结构可靠性鉴定对于保障房屋建筑使用安全、促进整改查处工作、为业主提供安全居住环境具有重大意义。
二、建筑结构可靠性鉴定方法
(一)传统经验法
传统经验法是 20 世纪 60 至 90年代我国较普遍采用的鉴定方法。这种方法主要依据工程技术专家的经验,以现场观察检测结果进行房屋结构综合评定,专家个人经验是前提。其鉴定方式较为简单,大多不使用现代测试技术手段,以定性分析判断为主。
传统经验法的优点是鉴定程序简单、成本低。房屋鉴定、维修、管理的专业技术人员一般都对所管理的房屋的建造与使用情况比较熟悉。尤其对于结构简单,以及加固维修投资不大的房屋进行鉴定仍然是可行的。
传统经验法也存在明显的缺点。其分析判断结果有时受鉴定人认知和技术水平的影响,难以做到准确无误,容易产生错判或漏判。由于缺乏必要的测试技术仪器检测,以及科学的定量分析评价方法的程序,在工程处理方案上往往偏于保守。
(二)实用鉴定法
实用鉴定法是在传统经验法的基础上发展起来的一种鉴定方法。它克服了传统经验法只通过现场踏勘检查、依据鉴定专家的经验进行定性分析、不能通过检测仪器在现场直接测试获取必要的数据进行定量性分析的缺点。
实用鉴定法主要是采用现代测试技术,在现场踏勘检查的基础上,通过仪器直接测量必要的数据,运用数学和数理统计的理论,进行定性和定量分析,进而得出鉴定结论,大大提高了鉴定结果的科学性。
实用鉴定法通常要依次完成初步调查建筑物的原始情况、对建筑物的各个部分进行细致的检测和勘察、进行构件试验并通过相关软件对检测结果进行科学分析等步骤。该方法适用范围广泛,并且有效性较高。
(三)概率法(可靠度鉴定法)
概率法是基于实际鉴定法的基础,运用统计与概率学的原理,采用非定值理论对建筑物结构安全进行检测和鉴定。通过利用建筑物结构抗力与荷载效应之间的差值,建立功能函数,根据建筑物结构抗力的荷载情况鉴定建筑结构的安全性。
从理论上讲,概率法是Zui科学、Zui完整的一种检验和鉴别方法,鉴定结论具有科学性,Zui为可靠。但既有房屋本身的作用力、结构抗力等影响房屋承载能力的诸因素都是随机变量,其作用过程也是随机过程。而采用鉴定时点的应力值进行计算以及进行结构分析则属于定值法的范围。用定值法的固定值来估计既有房屋的随机变量的变化对房屋的不定性影响,显然是不合理的。
三、如何进行建筑结构可靠性鉴定
(一)引起房屋损坏衰老的原因
房屋的损坏衰老可能由多种因素引起。设计因素方面,设计错误、无证设计以及设计标准过低都可能为房屋埋下安全隐患。例如,若设计标准过低,可能导致房屋在面对正常使用荷载时就出现结构安全问题。施工因素也不容忽视,未按标准、规范操作,未达到设计要求以及偷工减料等行为,会严重影响房屋质量。比如,在混凝土浇筑过程中,如果未按规范进行振捣,可能导致混凝土强度不足,影响结构的安全性。
材料因素中,使用不成熟的材料或以次充好会降低房屋的可靠性。若使用质量不达标的钢材,可能在使用过程中出现锈蚀、变形等问题,影响钢结构的稳定性。地质因素如特种地基土体,可能导致房屋出现不均匀沉降,使墙体产生裂缝。人为损害包括破坏性装修、缺修少养、使用不当以及外界影响等。例如,在承重墙上随意开凿洞口,会削弱墙体的承载能力;周边环境有爆破、基础施工及车辆撞击等,也可能对房屋造成损害。自然影响有风、霜、雨、雪及腐蚀以及自然灾害等。例如,洪水可能浸泡房屋基础,降低地基承载力;地震可能使房屋结构受损,出现裂缝甚至倒塌。
(二)易发生事故的建筑结构类型
据不完全统计,历年来我国发生倒塌事故的房屋中,混合结构、砖木结构房屋占81%。Zui容易出现安全事故的常见结构类型有混合结构、砖木结构房屋。砖木结构指建筑物中竖向承重结构的墙、柱等采用砖或砌块砌筑,楼板、屋架等用木结构,由于力学工程与工程强度的限制,一般砖木结构为1 - 3层。混合结构是指承重的主要构件是用钢筋混凝土和砖木等建造的,如一幢房屋的梁是用钢筋混凝土制成,以砖墙为承重墙,或者梁是用木材建造,柱是用钢筋混凝土建造。由两种或两种以上不同材料的承重结构所共同组成的结构体系均为混合结构。
(三)房屋鉴定的基本流程
要制定检测方案,根据房屋的具体情况确定检测的范围、方法和时间安排。确定检测项目时,要综合考虑房屋的结构类型、使用年限、使用环境等因素。对于不同结构形式的房屋,侧重检测内容也有所不同。例如,框架结构房屋应重点检查柱、梁、板的裂缝、变形、混凝土剥落、钢筋锈蚀及房屋是否倾斜等;混合结构应重点检查砖墙(柱)的变形、裂缝、风化(起粉)、腐蚀及楼板的裂缝、变形、钢筋锈蚀等;砖木结构应重点检查砖墙(柱)的变形、裂缝、风化(起粉)、腐蚀和木构件及连接部位的腐朽、虫蛀(白蚁蛀蚀)。
(四)建筑物不同阶段的可靠性鉴定
建筑物在不同阶段都可能需要进行可靠性鉴定。建筑物大修前,需要对其结构安全性、使用性和耐久性进行全面评估,以确定大修的范围和方案。重要建筑物需要对建筑的安全性和使用性进行定期检查时,及时发现潜在问题并进行处理。建筑物改变用途或使用环境前,要评估新的用途和环境对结构的影响,确保安全使用。建筑物达到设计使用年限拟继续使用时,必须进行可靠性鉴定,为后续使用提供依据。建筑物改造或增容、改建或扩建前,要鉴定原有结构的承载能力是否满足新的要求。受自然灾害、化学腐蚀、意外撞击、地基变形等原因导致建筑物结构损伤、存在质量缺陷时,应进行可靠性鉴定,确定损伤程度和修复方案。怀疑建筑物的施工质量,无法确定建筑物的安全性和使用性是否符合相关规范标准时,通过鉴定来明确问题并采取相应措施。作为营业性娱乐场所、旅馆业等公共场所的建筑,需要在许可审批前进行房屋的安全性鉴定,以保障公众安全。房屋局部改造(不包括局部加层)影响一定范围内的结构构件安全、因灾害或者事故导致结构局部损失、正常使用中发现结构构件存在安全问题、经安全评估发现房屋建筑存在局部安全隐患以及临时性房屋需要延长使用期的时候,也需要对建筑物进行安全性鉴定。
四、建筑结构可靠性鉴定案例
(一)浙江湖州工业厂房可靠性鉴定案例
项目概况:湖州某绿色智能产业园 4 号楼 9 - 10 号厂房位于湖州市南浔区,于 2019年建成。原设计为一栋三层厂房,平面形状为长方形,平面主轴尺寸为 25.2 米 ×55.85 米,建筑高度约为 18.85米,建筑面积约为 4222.26 平方米。建筑原设计为桩基础,上部结构为框架结构,主要承重构件为现浇钢筋混凝土柱、梁,设计强度等级为C30,现浇楼板,平屋顶。建筑耐火等级为二级,结构安全设计等级为二级,设计使用年限为 50 年。
鉴定目的、范围、内容和分级标准:
鉴定目的:检查厂房一、二层之间的加层结构体系的可靠性是否满足国家相关规范、规程的要求,对工业建筑进行可靠性鉴定,并结合建筑实际情况提出合理的处理方案和建议。
评估范围:石莲大东吴绿色智能产业园 4 号楼 9 - 10 号一、二层夹层结构体系。
评估内容:对结构体系进行住房调查、钢构件尺寸取样、部件几何参数测量、承重构件连接情况调查、混凝土柱抗压强度取样检测、钢梁里氏硬度测试、建筑物整体倾斜度测量以及围护系统安全状况调查等。
分级标准:工业建筑的可靠性鉴定等级分为构件、结构体系和鉴定单元三个层次,有四个安全级别、三个可用性级别和四个可靠性级别。
评估依据:《工业建筑可靠性鉴定标准》(GB 50144 -2019)、《建筑变形测量规范》JGJ 8 - 2016、《建筑结构检测技术标准》GB/T 50344 - 2019等相关标准。
现场检查及相关资料:
使用条件的调查和检测:该夹层目前作为一般轻工车间使用,环境正常。结构构件、建筑附件、结构层在内的yongjiu作用基本合理,可变作用在允许范围内。
夹层现状调查与检测:夹层结构为钢结构,钢梁与混凝土主柱通过后地脚螺栓连接,钢次梁与钢主梁通过螺栓连接,楼板采用压型钢板混凝土组合楼板。结构布局基本合理,主钢梁采用H 型钢,材质为 Q345B,次钢梁采用 H 型钢和Q235B。对结构和部件的几何尺寸、混凝土柱抗压强度、钢梁里氏硬度等进行了检测,结果基本符合设计要求。
(二)惠州酒店建筑结构可靠性鉴定案例
上部主体结构检测鉴定内容:
构件混凝土强度检测:现场采用钻芯法抽检了该建筑上部结构部分构件的混凝土强度,一至五层混凝土框架柱抗压强度推定值为28.5MPa;二至屋面层混凝土框架梁抗压强度推定值为 26.7MPa。
构件钢筋配置情况检测:采用钢筋位置测定仪对框架柱、框架梁及楼板底部的配筋数量、直径和间距进行抽样检测,并选择部分构件剔凿出主筋,检测钢筋规格。
结构布置检查与轴线尺寸检测:该建筑结构布置合理,荷载传递路径简捷。
结构和构件损伤及缺陷情况检测:经现场检测,该建筑室内外地面与主体结构之间没有出现明显的相对位移,上部结构中未出现因地基不均匀沉降所引起的裂缝、倾斜等情况。主体结构及构件中尚未出现由于结构受力或变形引起的明显可见裂缝,所测结构构件中未发现影响结构安全的可见缺陷存在。建筑物的围护结构构件目前没有出现由于结构受力或基础沉降引起的明显可见损伤。
结构承载力计算:该建筑框架柱、框架梁及楼板实际配筋量满足计算承载力的要求。
框架柱轴压比计算:该建筑框架柱轴压比计算结果满足《建筑抗震鉴定标准》(GB 50023 -2009)的要求。
结构安全性等级评定:
地基基础子单元:该建筑物已使用多年,地基基础子单元的安全性主要依据地基不均匀沉降在上部结构中的反应进行评定。经现场检测,建筑物无明显整体倾斜;建筑场地地基稳定,无滑移迹象;上部结构构件也未发现由于地基不均匀沉降引起的裂缝或变形等现象。该建筑物地基基础子单元的安全性等级评定为Bu 级。
上部承重结构子单元:上部承重结构子单元的安全性评级按结构承载功能等级、结构的整体性等级以及结构侧向位移等级进行评定。抽取若干代表层作为评定对象,各代表层的安全性等级可根据代表层中每种构件集的评级结果确定。柱、梁类构件的安全性等级根据承载能力、构造、不适于继续承载的位移(或变形) 和裂缝等四个检查项目分别进行评定,结果均为 au 级。
(三)哈尔滨居民楼危房鉴定案例
居民楼被鉴定为 D 级危房的情况及原因分析:
哈尔滨市道里区康安小区 10 号楼:2022 年被鉴定为 D级危房。开裂原因包括四至八单元室内管沟积水,导致地基基础受水浸,地基土软化,承载能力降低,产生不均匀沉降;房屋超高、超层结构不满足设计规范规定,墙体承载能力不足,地下室墙体出现劈裂破坏、屈曲变形,影响上部墙体;地下室外墙多数窗洞口改为门洞口,墙体刚度被削弱。该楼地下室、一层至五层砌筑砂浆强度不满足设计要求,结构超高、超层、抗震等不符合规范规定,结构受损严重。
哈尔滨一小区改造健身房致 31层楼成危房:租户在居民楼改造健身房,拆除承重墙,导致楼体开裂,裂缝从下贯穿到顶楼,影响全体住户住房安全。
居民安置情况及相关部门的答复:
康安小区 10 号楼:2022 年 8 月居民全部迁出安置,现处于空置状态。去年 1月,住户在哈尔滨政府网站留言询问危房处理办法,道里区康安街道办事处回复称已成立多部门组成的危房工作专班,呈送请示,对人员情况进行摸排整理、建立台账,先行启动居民临迁安置、发放1300 元每户安置救助金工作。去年 5 月,仍有居民称危房未解决。2024 年 4 月 27日楼体出现整体倾斜险情,道里区政府决定对出现险情的独立结构楼体实施拆除,居民被转移至酒店安置。
改造健身房致危房的居民楼:事发后,执法局要求物业人员挨家挨户通知紧急疏散,通知专业人员组成风险评估及修复加固小组研究制定解决方案。目前住户全部疏散,相关部门已介入调查。
对危房拆除及后续问题的思考:危房的出现给居民带来了巨大的安全隐患和经济损失,拆除危房是必要的应急措施。但后续如何妥善处理居民安置问题、追究相关责任人的责任、加强对建筑施工和改造的监管,以避免类似事件的发生,是需要深入思考和解决的问题。也应加强对老旧建筑的排查和鉴定,及时发现潜在的安全隐患,采取有效的预防和整改措施,保障人民群众的生命财产安全。