1、浅析商业改造的钢筋混凝土结构安全性鉴定 任利杰 郭小华 中冶建筑研究总院有限公司 摘 要： 分析了商业改造的钢筋混凝土结构安全性鉴定中遇到的一些问题:鉴定范围的选取, 目标使用年限的确定, 荷载的取值, 计算分析, 安全性评级。结合工程实例说明解决的办法, 并进行了国家标准和北京地标的对比, 对类似项目的开展提供了经验和建议。关键词： 钢筋混凝土结构; 安全性鉴定; 安全性评级; 作者简介：任利杰, 硕士, 高级工程师, Email:kai_。Analysis on the safety appraisal of reinforcement concrete structure of comm
2、ercial reconstructionRen Lijie Guo Xiaohua Central Research Institute of Building and Construction Co., Ltd., MCC; Abstract： Some problems encountered in the safety appraisal of reinforcement concrete structure of commercial reconstruction were analyzed such as the selection of the appraisal scope,
3、the determination of the expected working life, the value of the loads, calculation and analysis, safety assessment.The solutions combined with the actual projects were explained, and the standards of national and Beijing was compared.The experiences and suggestions for the similar projects are prov
4、ided.Keyword： reinforcement concrete structure; safety appraisal; safety assessment; 1 安全性鉴定注意事项1.1 鉴定范围的选取由于商业建筑面积常常几万、十几万平米, 而商业改造仅仅是部分区域、部分楼层, 因此鉴定范围的选取非常重要。鉴定范围选取的依据:1) 鉴定目的;2) 至少是一个独立的计算单元;3) 经济合理。举例 1, 某花园小区 3 号楼位于北京, 始建于 2004 年, 2007 年施工完毕。3 号楼是两幢塔楼之间的裙房, 是地下二层地上三层的混凝土框架结构, 两侧是地下两层地上 20 层的框架剪
5、力墙塔楼, 3 号楼与塔楼之间有两道沉降后浇带分开。3 号楼地下一层出租做超市, 超市根据使用要求打算将原来的滚梯拟改为坡梯, 需要在首层楼板开一个洞口、截断一根框架梁、抽掉地下一层的一根框架柱, 原框架结构将发生变化, 同时原设计荷载也相应发生了变化。坡梯开口影响到的范围为地下一层和地下二层。检测方案:据沉降后浇带的布置, 检测范围选取 3 号楼地下一层和地下二层, 建筑面积为 6828m;计算单元是地下二层到地上三层, 面积约 1.6 万 m。该范围主体结构为五层混凝土框架。检测方案既经济又合理, 客户非常满意。举例 2, 天津某广场为大底盘三塔结构, 平面布置大致呈三角形, 设有三层地下
6、室 (地下一层为商业、地下二三层为车库) , 地上一至六层为商业裙房, 北塔、南塔分别为四十层办公、公寓, 宾馆塔楼为二十二层。总建筑面积为 18.8万 m, 结构主体总高度为 150.5m (南、北塔楼) 。采用框架剪力墙结构, 基础采用桩筏基础, 该建筑物设计和施工分为两期:一期包括地下三层、裙房六层及北塔四十层。二期主要包括七层以上南塔及五层以上宾馆。根据其目标使用要求, 拟对某广场商业裙房区域进行局部装修改造, 内容包括改变部分区域的使用功能、托梁抽柱、增设电扶梯、改变原有扶梯位置、增设共享空间等。改造范围仅在地下一层到六层的大底盘裙房内, 没有涉及到七层以上的塔楼范围, 考虑经济合理
7、和七层以上正在使用中, 不方便现场检测。鉴定范围:选择地下三层到地上六层的裙房范围, 面积约 8.4 万 m。地下三层到地上六层的计算参数根据检测结果来选取, 七层到四十层的计算参数按照原设计选取, 仅对地下三层到六层进行计算分析、评定安全等级。计算范围:三座塔楼和大底盘裙房之间没有设缝, 上下形成一个整体, 仅在裙房部分用混凝土后浇带隔成四块, 三座塔分别位于其中的一块上。在四个区域均有改造内容, 因此需要进行三座塔楼和大底盘裙房的整体结构计算。此鉴定方案得到了多方的认同。1.2 目标使用年限的确定目标使用年限是民用建筑鉴定时, 建筑产权人所期望的能继续使用的年限。鉴定的目标使用年限, 应根
8、据该民用建筑的使用史、当前安全状况和今后维护制度, 由建筑产权人和鉴定机构共同商定1。1.3 荷载的取值1.3.1 恒载的取值根据实际情况取值, 没有目标使用年限的折减。1.3.2 活荷载的取值(1) 根据实际情况, 按照现行荷载规范, 参照原设计要求举例 1, 某广场一期原设计是在 1999 年, 当时依据建筑结构荷载规范 (GBJ 987) , 公寓和办公楼面均布活荷载标准值是 1.5k N/m, 原设计采用1.5k N/m。根据现行建筑结构荷载规范 (GB500092012) (简称荷载规范) , 公寓和办公楼面均布活荷载标准值取 2k N/m。安全性鉴定计算取 2k N/m。举例 2,
9、 某商业用房 2001 年原设计是办公管理用房, 均布活荷载标准值是 1.5k N/m。现在改为教室, 根据荷载规范, 教室楼面均布活荷载标准值取 2.5k N/m。安全性鉴定计算取 2.5k N/m。举例 3, 根据荷载规范, 商业楼面均布活荷载标准值取 3.5k N/m, 某广场原设计也是商业采用 4k N/m。安全性鉴定计算取 4k N/m。如果改造后的活荷载标准值低于原设计值, 取改造后的标准值, 这样可以减少一些加固量。(2) 荷载折减方法一:根据荷载规范第 3.2.5 条, 楼面和屋面活荷载考虑设计使用年限的调整系数取值见表 1。表 1 楼面和屋面活荷载考虑设计使用年限的调整系数
10、L 下载原表 对雪荷载和风荷载, 应取重现期为设计使用年限, 按下式确定:式中:x 10为重现期为 10 年的雪压或风压;x 100为重现期为 100 年的雪压或风压;R为重现期。方法二:根据荷载规范条文说明 3.2.5, 楼面和屋面活荷载考虑设计使用年限的调整系数取值见表 2。对表 1 中所列以外的其他设计使用年限对应的 L值, 按线性内插计算是可行的。表 2 中 L的取值比表 1 中的偏于保守。表 2 考虑设计使用年限的可变荷载调整系数 L 计算值 下载原表 举例 1, 对某广场, 按目标使用年限 40 年来做鉴定, 楼面均布活荷载按照目标使用 40 年进行折减, 调整系数按照表 1 取为
11、 0.98, 按照表 2 为 0.978;风荷载从 0.5k N/m 折减为 0.45k N/m。1.4 计算分析结构构件的验算应采用的结构分析方法, 并应符合国家现行设计规范的规定1。无论项目原设计是在哪一年, 仍然依据我国现行设计规范而不是项目原设计时依据的规范进行结构承载力 (不包括抗震承载能力及变形) 验算分析。仅仅根据目标使用年限进行活载折减。1.5 安全性评级1.5.1 安全性鉴定原则民用建筑可靠性鉴定标准 (GB 502922015) 1 (简称可靠性鉴定标准) 与房屋结构综合安全性鉴定标准 (DB11/T 6372015) 2 (简称安全性鉴定标准) 均按照三个层次评级:构件子
12、单元鉴定单元。对混凝土结构构件承载能力等级的评定, 上述两标准一致。实际工程中, 混凝土构件 (框架梁、柱、剪力墙、板) 的评级根据实际配筋面积与安全性计算配筋面积的比值来代替承载力 R 和作用效应 ( oS) 的比值, 结合现场检测情况 (构造、变形与损伤) 来确定等级。多层及高层房屋根据各种构件au、b u、c u、d u级构件的百分数确定该种构件的安全性评级。上部承重结构的主要构件集、一般构件集的安全性等级的评定两标准完全一致。但是对于上部结构子单元承载能力的安全性等级的评定, 上述两标准有不同之处, 详见表 3。从表 3 可以看出同一栋钢筋混凝土结构建筑, 用不同的标准来评定上部结构子
13、单元承载能力的安全性等级, 结果有可能不同。上述两标准对鉴定单元的安全性等级的含义及采取的措施基本一致, 详见表4。1.5.2 工程实例分析表 5 是一个高层建筑整体结构的安全性鉴定评级。从表中看出地基基础的评级选取地基基础的承载能力等级和稳定性等级中的较低一个;上部承重结构的等级根据代表层 (或区) 的安全性鉴定等级、侧向位移评级和整体牢固性等级综合评定;整体结构安全性等级根据地基基础、上部承重结构和围护系统等级综合评定。表 3 两标准上部结构子单元承载能力安全性等级评定 下载原表 表 4 两标准中鉴定单元安全性等级含义及采取措施 下载原表 表 5 整体结构的安全性鉴定评级 下载原表 2 结语本文分析了钢筋混凝土高层超高层商业改造的安全性鉴定中遇到的一些问题:鉴定范围的选取;目标使用年限;荷载的取值;计算分析;安全性评级。结合实际项目说明解决的办法, 并进行了国家标准和北京标准的对比, 对类似项目的开展提供了经验和建议。参考文献1民用建筑可靠性鉴定标准:GB 502922015S.北京:中国建筑工业出版社, 2015. 2房屋结构综合安全性鉴定标准:DB11/T 6372015S.北京:北京市质量技术监督局, 北京市住房和城乡建设委员会, 2015.
