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转自:范桂清的设计人生
全面准确理解《既有建筑鉴定与加固通用规范》4.2.2条,作好鉴定加固工作
我在两年前给全院设计人员做既有建筑鉴定加固方面的讲座时,反复强调要全面准确理解《既有建筑鉴定与加固通用规范》GB55021-2021(后简称“《加固通》”)4.2.2条,它明确了安全性鉴定承载能力验算所参考的标准应视鉴定目的而定。安全性鉴定中,结构构件承载能力验算是十分重要的一环,是既有建筑鉴定加固的核心内容。为力求得到科学而合理的结果,除应规定不同鉴定目的所采用的标准及其相关注意事项外,还有必要在计算模型、抗力和效应相关参数的取用上,作出统一规定。而计算模型、抗力和效应来源于检测单位对既有建筑结构的状况或性能通过现场测量和取样实验所取得的有效数据。
加固通规
土木吧
4. 2. 2 既有建筑承重结构、构件的承载能力验算,应符合下列规定:
1 当为鉴定原结构、构件在剩余设计工作年限内的安全性时,应按不低于原建造时的荷载规范和设计规范进行验算;如原结构、构件出现过与永久荷载和可变荷载相关的较大变形或损伤,则相关性能指标应按现行规范与标准的规定进行验算。
2 当为结构加固、改变用途或延长工作年限的目的而鉴定原结构、构件的安全性时,应在调查结构上实际作用的荷载及拟新增荷载的基础上,按现行规范与标准的规定进行验算。
3 采用的计算模型,应符合结构的实际受力和构造状况;结构上的作用(荷载)应经现场调查或检测核算;材料强度的标准值,应根据构件的实际状况、设计文件与现场检测综合确定;应计入由温度和变形产生的附加内力;结构或构件的几何参数应取实测值,并应计入相关不利影响。
对4.2.2条的理解要分二个层面:鉴定层面和检测层面。其中1、2条为鉴定层面,由鉴定单位完成,叫内业;第3条偏重于检测层面,主要由检测单位完成,叫外业。检测单位要保证检测数据的真实可靠,鉴定单位根据检测数据建立模型进行验算、分析和评定。
近来方方面面的信息表明:有些同志对4.2.2条的理解还不全面、不准确。现就如何全面准确理解《加固通》”4.2.2条作进一步说明。
对第1条的理解分为两部分
A 按原建造时的荷载规范和设计规范进行验算的条件:
1 是安全性鉴定。不考虑抗震。
2 是对原结构、构件的鉴定。这里隐含着原结构、构件能正常发挥作用、能保证结构安全,没有安全隐患。
安全性鉴定分构件(梁、柱、墙、板等)、子单元(地基基础、上部结构、维护系统)和鉴定单元(一般是变形缝分开的独立区段),这里的结构可以是子单元也可以是鉴定单元,还可以是子单元或鉴定单元的一个局部,因为按《加固通》第4.1.2条规定:当仅对既有建筑的局部进行安全性鉴定时,应根据结构体系的构成情况和实际需要,仅进行至某一层次。
3 是既有建筑“后续工作年限内”的鉴定。如原设计工作年限50年,已使用了20年,那么后续工作时间为30年。
B 应按现行规范与标准的规定进行验算的条件:
原结构、构件出现过与永久荷载和可变荷载相关的较大变形或损伤。参照如《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50292-2015 5.2.4条:对除桁架外其他混凝土受弯构件不适于承载的变形评定,如主梁、托梁挠度大于L/200,可以认定为较大变形,因为按标准评定已为Cu、Du级构件。
5.2.5条:混凝土构件不适合承载的裂缝宽度:钢筋混凝土主要构件裂缝宽度大于0.5MM、一般构件裂缝宽度大于0.7MM就评定为Cu、Du级构件。对已经产生《民用建筑可靠性鉴定标准》规定变形或裂缝的结构、构件在鉴定时用现行规范和标准进行验算,这是大家都能接受的,一方面它确实有安全问题,矫弯过正是安全需要;另一方面,这些构件量是有限的。
注:关于构件承载力验算中考虑变形与损伤的问题。北京地标《房屋结构综合安全性鉴定标准》DB11/T 637-2024 3.3.3条条文说明这样阐述:既有建筑结构与新建工程在承载力分析中最大的区别是既有建筑可能有变形与损伤,结构中的变形与损伤会影响结构安全性和抗震性能。在既有建筑安全性和抗震承载力鉴定中如何考虑变形与损伤的影响是比较困难的问题。根据对以往建筑安全性和抗震承载力鉴定经验的总结,本条给出既有建筑结构在承载力分析中如何考虑变形与损伤的影响的原则和方法。根据实验资料,其砌体结构的墙体出现通长的裂缝其刚度降低到弹性刚度的20%,钢筋混凝土抗震墙出现通长的裂缝其刚度降低到弹性刚度的30%。
对第2条的理解分为两种情况
A 是对结构、构件安全性鉴定时,按现行规范与标准的规定进行验算的三个条件:
1 结构加固:经认定需要加固的结构、构件,应按现行规范与标准的规定进行验算。既结构、构件已经不安全了,加固时就用现行规范、标准。这是业界都认可的。
2 改变用途:此处的“改变用途”应与《加固通》前言中的“改变使用功能”是一致的(我因此咨询了规范主编单位),因为改变使用功能与改变用途是有很大区别的,改变使用功能要求很高,一般需要按现行规范标准进行验算,改变用途就可以按原设计时规范标准进行验算。如办公楼改为教学楼属改变使用功能,应按现行规范进行比验算;如教学楼原来的教室改为实验室就属于改变用途,可按原规范标准进行验算,实验室荷载比教室荷载大就调整荷载。但由于《加固通》4.2.2条的“改变用途”还没有改为“改变使用功能”,因此很多地方标准就此作了很多工作:一是对此处的“改变用途”的内涵具体化。如只要不提升抗震设防类别、总荷载增加不超过5%、没有改变抗侧力构件,就不属于改变用途,就可按原设计时的规范标准执行;二是有些地方直接把《加固通》4.2.2条的“改变用途”改为“改变使用功能”。如北京地标《房屋结构综合安全性鉴定标准》DB11/T 637-2024 3.3.3条 建筑结构鉴定中的结构计算分析,应符合下列规定:当以结构加固、房屋整体改变使用功能或延长工作年限为目的而鉴定时,应在调查结构上实际作用的荷载及拟增加荷载的DB11/T 637-2024基础上,按照现行国家标准的规定取值。
北京地标很严谨:特别强调“房屋整体改变使用功能”才按现行规范标准计算。教学楼改办公楼属整体改变功能,教学楼中教室改实验室不属于整体功能改变,只属于改变用途,可按原设计时的规范计算。
3 延长工作年限。同第1条。
B 荷载的确定:
要“调查结构上实际作用的荷载及拟新增荷载”。这里实际上就是要求按实际荷载及拟新增荷载进行计算,而不考虑规范升版的荷载变化。这是实事求是的做法,既保证了结构安全,又没有浪费基建投资。
对第3条的理解分为4部分
A 结构或构件的几何参数应取实测值,并应计入相关不利影响。
结构和构件的尺寸肯定是要搞清楚的,对于主要的结构构件,应全部测量,便于后期建模分析。这里提到的“计入相关不利影响”主要是指既有建筑可能有变形与损伤,可按北京地标《房屋结构综合安全性鉴定标准》DB11/T 637-2024 3.3.3条条文说明的要求处理。
B 材料的强度值:
1 混凝土和砌体材料强度应进行检测,回弹数据不准确时,可以取芯取样,进行实验室分析,确定材料强度,这个很重要;
2 比较麻烦的其实是混凝土结构的钢筋配置,既有建筑混凝土构件的钢筋的检测目前有三种方法:电磁感应法、雷达法、剔除法。前两种方法一般只能探测出构件中的钢筋根数和保护层厚度,很难探测出构件的钢筋直径,要准确测量钢筋直径,还是需要剔除法进行实际测量。剔除法的优点是直观准确,缺点是会损坏原结构。因此探测时,可以将同类型的梁分成一组,在一组中抽取一定数量的量来检测钢筋数量和直径,但抽样的数量和位置应在检测报告中说明。检测鉴定工作量和风险都比较大,应该根据鉴定的目的以及后期的使用情况进行分析。如果既有建筑是正规设计,且外观质量基本完好,那可以剔凿一部分,根据最小的钢筋直径,或者类似位置进行推断。
3 结构体系:正规设计、正规施工的既有建筑主要核查结构布置、轴网尺寸、构件尺寸等是否与图纸资料一致;对于非正规设计、施工的项目或无图纸资料项目,需要对其结构体系、结构布置、轴网尺寸、构件尺寸、钢筋配置(这点很难)、节点连接、构造等进行重点检查检测,并绘制房屋相关现状图(建筑平面图和结构平面图),为建模分析奠定基础。
C 结构上的荷载:
应经现场调查或检测核算。意思就是说按现场调查或核算的实际荷载输入模型计算,不考虑规范升版而引起的荷载值变化。
D计算模型:
应符合结构的实际受力和构造状况。注意既有建筑结构与新建工程在承载力分析中最大的区别是既有建筑可能有变形与损伤,结构中的变形与损伤会影响结构安全性和抗震性能,对于开裂构件应对其刚度进行折减,尽可能地让模型接近实际受力状态。
勘察设计大师、规范主编
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