既有建筑功能改造前的鉴定评价方法与案例分析

既有建筑功能改造前的鉴定评价方法与案例分析

许丹丹修振旭袁忠河

北京中建建筑科学研究院有限公司北京100076

摘要：目前大量既有建筑在功能改造前需要进行检测鉴定，根据鉴定结果决定如何进行功能改造和是否需要加固，如需加固则依据相关标准规范进行加固，以达到安全使用的目的。对既有建筑改造使用也可体现“绿色建筑、节能减排”的建筑发展理念。既有建筑检测鉴定的方法根据结构类型、构件类别等因素有所不同。本文结合案例对检测鉴定程序和一些检测方法进行了介绍，最后简单探讨了结构加固方法。

关键词：既有建筑；检测鉴定；结构加固；功能改造；案例分析

0引言

根据《工程结构可靠性设计统一标准》（GB50153-2008）[1]附录G的规定有6种情况需要对既有结构的可靠性进行评定。既有结构的可靠性评定可分为安全性评定、适用性评定和耐久性评定，必要时还需进行抗灾害能力评定。对整体结构最常用的评定方法是基于可靠指标调整抗力分项系数的评定方法。采用此种方法时，对同时满足下列要求的一批构件可评定为承载力符合要求：作用效应的计算，应符合基于分项系数或安全系数的评定方法的规定（《工程结构可靠性设计统一标准》（GB50153-2008）附录G第G.2.6条）；根据结构构件承载力的实际变异情况调整抗力分项系数；按上述原则计算得到的承载力不小于作用效应。

1建筑结构的检测及鉴定

1.1需要进行检测机鉴定的建筑结构及检测

一般来说，由于设计不周或有误；施工质量差；使用或改造不当；使用环境恶化；建筑物年久失修，结构出现损伤或破坏，不能满足目前的使用要求或安全度不足；由于自然灾害导致结构受损等原因，需要对建筑物进行检测、鉴定，并依据鉴定结果决定是否对建筑物进行加固改造[2]。

根据《建筑结构检测技术标准》（GB/T50344-2004）[3]，建筑工程检测鉴定的工作程序是非常重要的，涉及到对损伤工程检测鉴定工作的完善管理和整个过程的质量控制。检测鉴定工作程序可概括为以下框图：

1.2建筑地基基础现场检测及方法

对地基基础的检测，应根据需要选择检测内容及相应的检测方法[4]：

（1）基础不均匀沉降引起的建筑物倾斜、结构裂缝

此种情况应按照《建筑变形测量规程》（JGJ/8T）的相关规定进行不均匀沉降的观测，结构基础的累计沉降差，可由首层的基准线推算。

（2）地基土层、土性资料不全

此种情况应根据环境条件、建筑物的重要性和原工程勘察资料进行补充勘探，勘探时适当补充勘探孔或原位测试孔，查明土层分布及土的物理力学性质，孔位应靠近基础且不少于3个测点数。

（3）有必要对基础进行检验的情况

此种情况可通过开挖验证基础的形式、尺寸及埋深，检查基础开裂或损伤程度。用非破损法估算混凝土强度或用钻芯法测定混凝土强度。

2案例分析

2.1工程概况

北京市海淀区某办公楼由北侧建筑和南侧建筑两个单体组成。北侧建筑原为地上五层框架结构，建造于2001年，后在北侧建筑上增设一层轻钢结构，具体年代不详，现计划对该建筑进行功能改造，拆除原轻钢结构层并重建增层，且在顶层9-10/G-I轴范围内增设18t水箱。南侧建筑为地上五层，具体建造年代不详，该工程一至四层采用现浇楼板，五层采用轻钢屋面，现计划对该建筑进行功能改造。

在考虑功能改造的基础上，为了解该办公大楼的现状和功能改造后的结构安全性和抗震性能，需要对该工程进行结构综合安全性鉴定（安全性及抗震性鉴定）。

2.2现场检测内容

2.2.1结构体系和结构布置检查

在现场条件允许的情况下对该工程地上部分结构的实际布置情况进行了检查，并与设计结构图纸进行比较，结果表明：该工程北侧建筑结构体系为钢筋混凝土框架结构；五层上增设一层轻钢结构，与原结构设计图纸不一致。南侧建筑结构体系为钢筋混凝土框架结构；五层由现浇钢筋混凝土梁、柱及轻钢屋面组成，无设计图纸等资料。

2.2.2结构外观质量检查

经现场检查，未发现墙体有空鼓、酥碱、明显歪闪；楼（屋）盖构件无明显变形和严重开裂情况；剔凿的混凝土构件表面未发现明显的麻面、孔洞、钢筋锈蚀等一般缺陷。北侧建筑五层上增设一层轻钢结构，其围护墙体出现开裂情况；轻钢结构与围护墙体间出现开裂情况。

2.2.3地基基础检查

该结构北侧建筑和南侧建筑地基基础整体稳定性较好，现场检查没有发现基础不均匀沉降及其引起的上部结构倾斜、开裂等情况。由于北侧建筑与南侧建筑各自的沉降不同，故在两侧建筑之间的防震缝出现沉降差，造成连接处做法出现损伤。

2.2.4混凝土构件抗压强度检测

受现场条件限制，对可开展检测工作的部位进行检测，采用回弹法对该工程混凝土构件抗压强度进行检测，并根据《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2013）[5]附录B：已有结构混凝土回弹值龄期修正的规定对龄期进行修正。

2.2.5混凝土构件钢筋配置检测

受现场条件限制，对可开展检测工作的部位进行检测，采用钢筋位置测定仪对北侧建筑混凝土构件的配筋进行抽测，检测操作按《混凝土中钢筋检测技术规程》（JGJ/T152-2008）[6]的有关规定进行。经过检测该结构北侧建筑所检混凝土构件钢筋数量及间距基本符合设计图纸。南侧建筑由于缺少设计图纸资料无法与设计数据对比，故只记录所检构件钢筋配置实测值。

2.2.6混凝土构件尺寸检测

受现场条件限制，对可开展检测工作的部位进行检测，采用钢直尺、激光测距仪等检测柱和梁构件的截面尺寸、楼板厚度等，抽样数量基本按照第2.2.4项进行。该结构北侧建筑所检的构件截面尺寸基本符合设计图纸，部分构件尺寸正偏差偏大，但对结构安全有利。南侧建筑由于缺少设计图纸资料无法与设计数据对比，故只记录所检构件尺寸实测值。

2.3综合安全性鉴定

2.3.1安全性鉴定

根据现场测绘结果，采用PKPM(2010版)系列软件建模，带入检测结果，依据《房屋结构综合安全性鉴定标准》（DB11/637-2015）[7]，计算结构的安全性。在建模过程中由于建筑涉及到功能改造故对荷载取值有较大影响。

根据结构安全性鉴定结果，依据《房屋结构综合安全性鉴定标准》（DB11/637-2015）的相关规定，综合评定此工程南侧建筑功能改造后鉴定单元的安全性等级以及北侧建筑在进行功能改造，拆除原轻钢结构层并重建增层，且顶层9-10/G-I轴范围内增设18t水箱的情况下鉴定单元的安全性等级。

2.3.2抗震性鉴定

依据《房屋结构综合安全性鉴定标准》（DB11/637-2015）和《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）[8]的要求，对该工程北侧建筑按B类建筑进行抗震鉴定。抗震鉴定主要从房屋外观和内在质量、结构体系、材料强度、结构构件的钢筋配置、局部易损易倒部位的构造及结构构件的抗震承载力等方面考虑。在现场调查、检测的基础上，本工程按8度（0.2g）丙类设防B类建筑进行抗震能力鉴定。

抗震鉴定分为两级。第一级鉴定以宏观控制和构造鉴定为主进行综合评价，第二级鉴定以抗震验算为主结合构造影响进行综合评价。

2.4几个难点与注意点

2.4.1技术难点

（1）该工程分为北侧建筑和南侧建筑两个建筑单体，两单体间存在伸缩缝。故在建模分析鉴定时需要对每个单体进行单独的分析鉴定。

（2）该工程南侧建筑部分由于年代久远，设计图纸等资料缺失，导致在现场检测、分析鉴定过程中没有原始设计数据可对比，故按照现行规范进行分析鉴定。

（3）南侧建筑由于图纸的缺失增大了现场检测难度，要比北侧建筑检测内容更复杂，现场测绘和检测直接对南侧建筑的建模产生影响，故对现场检测要求较高较严格。

（4）该工程对北侧建筑和南侧建筑均计划进行不同程度的功能改造，故在建模过程中要依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）[9]进行功能改造后的荷载选取，以便为该办公大楼改造后使用是否安全提供依据。

2.4.2注意点

该工程建于北京市，故在检测分析和鉴定评级时可依据《房屋结构综合安全性鉴定标准》（DB11/637-2015）和《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）进行安全性鉴定和抗震性鉴定。当要检测的建筑所建地无地方标准可遵循时，要依据《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292-2015）[10]和《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）进行安全性鉴定和抗震性鉴定。

3建筑结构加固方法的简单探讨

在对既有建筑进行了检测鉴定之后，对某些鉴定结果表明不适合继续承重的构件或结构就可以进行加固改造了。进行加固改造时首先应该全面了解、把握整个建筑结构的材料和结构体系，分析需加固的构件、部位在整个结构体系中的功能作用以及与之相关连的其它结构构件的状况，全面掌握在进行加固改造作业时对整个结构产生的影响。其次，选择的加固改造方案应该技术可行、经济合理并且施工方便。

一般来说，加固改造的基本出发点是减少被加固构件的截面应力[11]。减少被加固构件截面应力有以下几种途径：

（1）增大有效受力截面面积。在力不变的前提下，使得应力减少。

（2）改变截面形状。通过改变截面形状来改变其物理特性，提高其承载能力（如截面惯性矩）。

（3）改变结构受力体系。受力体系的改变使结构传力路径发送变化，目标构件受力减小。

（4）使用其他材料增强已有材料、构件强度（如碳纤维加固）。

对于混凝土结构，在选择加固方法时还需选择相应的配套技术。常见的加固施工技术有：托换技术、植筋技术、裂缝修补技术、碳化混凝土修复技术、混凝土表面处理技术、混凝土表层密封技术等。

由于实际的加固工程往往各有不同、各具特点，在选择加固方法的时候不应该仅仅局限于上述方式方法，而是应该根据工程实际情况，在满足加固改造相关规范的前提下，灵活的运用已有技术、施工条件，对建筑结构进行加固改造，既保证工程质量，又经济合理。根据不同的结构形式可采用的加固方法而不同，可依据相应的技术规范进行加固。

4结语

根据鉴定结果，可判断结构哪些部位需要进行加固。设计单位根据构件或结构不满足正常使用要求的程度对其进行相应的加固设计。最后在加固完成的情况下对建筑进行使用前的最终评估，评估合格后即可对既有建筑进行原计划的功能改造。

参考文献:

[1]GB50153-2008，工程结构可靠性设计统一标准[S].2008.

[2]徐镇凯，袁志军，胡济群.建筑结构检测与加固方法[J].工程力学,2006,23:117-130.

[3]GB/T50344-2004，建筑结构检测技术标准[S].2004.

[4]高小旺，王伟，等.既有建筑安全与与抗震性能检测鉴定的若干问题[J].建筑结构,2007,37:22-25.

[5]GB50367-2013，混凝土结构加固设计规范[S].2013.

[6]JGJ/T152-2008，混凝土中钢筋检测技术规程[S].2008.

[7]DB11/637-2015，房屋结构综合安全性鉴定标准[S].2015.

[8]GB50023-2009，建筑抗震鉴定标准[S].2009.

[9]GB50009-2012，建筑结构荷载规范[S].2012.

[10]GB50292-2015，民用建筑可靠性鉴定标准[S].2015.

[11]林举正，林方醒.建筑结构检测鉴定与加固浅析[J].建筑监督检测与造价,2008,1(6):21-23.