结构可靠性鉴定对于确保建筑安全至关重要。例如,房屋主体结构质量不合格可能导致地基、承重墙等部位出现结构性迸裂、倾斜、坍塌等问题,而通过结构可靠性鉴定可以及时发现这些潜在的安全隐患,对主体工程质量包括混凝土强度、钢筋布置、砖砌体强度等进行全面检测,确保建筑能够承受自身的各种载荷,为人们提供安全的居住和使用环境。
同时,结构可靠性鉴定有助于延长建筑的使用寿命。在长期使用过程中,建筑会受到内部和外部各种因素的影响,发生材料老化与结构损伤,如地基基础出现不均匀沉降、承重结构出现开裂等。通过定期的结构可靠性鉴定,可以科学地评估这种损伤的规律和程度,及时采取处理措施,延缓结构损伤的进程,从而达到延长建筑使用寿命的目的。据统计,经过科学合理的结构可靠性鉴定和加固处理的建筑,其使用寿命可延长 10 至 20 年。
此外,结构可靠性鉴定能够有效避免安全事故的发生。一旦房屋结构存在安全隐患,如裂缝、倾斜、变形等问题,可能会导致房屋的倒塌甚至发生严重事故。通过对房屋进行鉴定,可以提前发现问题,并及时采取措施进行修复,确保人民的生命和财产安全。
最后,结构可靠性鉴定为建筑的加固改造提供依据。当对结构或构件使用的材料存在疑问时,可以进行结构材料相关性能的测试,以获得材料的实际强度等性能指标数据。结构鉴定检测的目的是依据现行国家及行业标准,对结构进行验算、分析,找出弱点,评价其安全性和耐久性,并提出改造建议,为后续的加固改造工作提供科学的数据支持。
二、结构可靠性鉴定的标准依据(一)国家相关标准国家对房屋结构安全鉴定制定了一系列严格的标准规定。《工业建筑可靠性鉴定标准》(GB 50144-2019)明确规定,工业建筑在达到设计使用年限拟继续使用时、使用用途或环境改变时、进行结构改造或扩建时、遭受灾害或事故后、存在较严重的质量缺陷或者出现较严重的腐蚀、损伤、变形时,应进行可靠性鉴定。该标准的 3.1.1 条为强制性条文,必须严格执行。
《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-2015)也指出,民用建筑在建筑物大修前、建筑物改造或增容、改建或扩建前、建筑物改变用途或使用环境改变前、建筑物达到设计使用年限拟继续使用时、遭受灾害或事故时、存在较严重的质量缺陷或出现较严重的腐蚀、损伤、变形时,应进行可靠性鉴定。其中 3.1.1 条第 1 款为强制性条文。
此外,《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)3.7.1 条规定,既有结构延长使用年限、改变用途、改建、扩建或需要进行加固、修复等,均应对其进行评定、验算或重新设计。
(二)地方标准补充部分省市也发布了房屋结构鉴定有关的地方标准,对国家标准进行了补充和细化。例如,《北京市房屋结构综合安全性鉴定标准》(DB11/637-2015)、《广东省既有建筑结构安全性检测鉴定技术标准》(DBJ/T 15-86-2011)、《吉林省房屋结构安全性与抗震鉴定标准》(DB22/JT 146-2015)等。这些地方标准根据当地的实际情况,对房屋结构鉴定提出了更加严格和有针对性的要求,进一步保障了房屋结构的安全性和可靠性。
三、结构可靠性鉴定的方法分类(一)传统经验法与概率鉴定法传统经验法主要以原设计规范为依据,是按个人经验观察及计算结果来评估结构可靠性的一种经验方法。其特点是荷载计算以实际调查为准,材料取值以经验评定为依据,对原设计采用的规范依据、理论计算、计算图形加以分析,判定其与实际结构是否相符,是否可靠。这种方法主要是凭借专家所掌握的知识和经验对结构可靠性做宏观评价,具有鉴定程序少、花费低、方法简单、速度快等特点。但结构比较粗糙保守,与专家的水平密切相关。
概率鉴定法是运用概率和数理统计原理,采用非定值统计规律,对结构的可靠性进行鉴定。其是将结构抗力和作用效应之间建立一定的数量关系。只要计算出失效概率,也就能得出建筑物的可靠度。但失效概率是建立在大量统计数据基础上的,而建筑物事故鉴定事先恰恰缺乏这些资料的收集,因而概率法有待进一步完善。
(二)实用鉴定法广泛应用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、而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。
实用鉴定法的检测内容十分广泛。在厂房结构可靠性鉴定检测中,厂房结构主体检测包括对框架结构、楼板、墙体、屋顶等关键部位的检测。通过目视检查观察结构表面是否有裂缝、变形、锈蚀等现象;使用全站仪、水准仪等专业设备测量结构的倾斜、沉降、挠度等参数;对钢筋、混凝土等建筑材料进行强度、硬度、韧性等物理性能测试。厂房附属设施检测涵盖排水系统、通风系统、电气系统、照明系统、消防系统等,确保各系统正常运行,无漏水、漏电、短路等安全隐患,并对设备状况进行评估,检查设备是否老化、损坏,是否需要更换或维修。对于特殊设施如起重设备、危险品储存设施、高温设备等,需进行专项检测,包括安全性能评估以确保特殊设施在正常使用条件下安全可靠,以及操作规程检查以避免人为因素导致的安全事故。此外,还包括厂房周边环境检测,如地质勘察以了解地质条件,评估地质稳定性,以及自然灾害风险评估以评估洪水、地震等自然灾害对厂房的影响,提出防范措施。
实用鉴定法的流程主要包括前期准备、现场检测、数据分析和报告编制。前期准备包括现场勘查、资料收集、制定检测方案等。现场检测按照检测方案进行材料检测、结构连接检测、结构变形检测等具体操作。数据分析是对检测数据进行整理和分析,评估厂房结构的现状和潜在问题。最后编制详细的检测报告,提出相应的维修和加固建议,报告应清晰、简洁、专业,便于企业和相关部门参考。
四、结构可靠性鉴定的内容流程(一)前期准备工作在结构可靠性鉴定的前期准备阶段,了解检测对象是至关重要的第一步。这包括确定建筑的类型、用途、结构形式等基本信息。例如,对于工业厂房,需要了解其生产工艺、设备布局等,以便在后续检测中重点关注可能受影响的部位。明确检测目的则为整个鉴定工作指明方向,是为了建筑物大修、改变用途、达到设计使用年限继续使用,还是因为遭受灾害等情况。成立检测组织时,应挑选具备专业资质和丰富经验的人员,包括结构工程师、检测技术人员等。他们将共同协作,确保鉴定工作的顺利进行。
(二)现场调查要点收集图纸资料是现场调查的重要环节。如工程地质勘察报告能提供建筑所在地的地质条件,为评估地基基础的稳定性提供依据;建筑结构的设计图纸和计算书可以帮助了解建筑的原始设计情况;设计变更、施工记录、竣工图、竣工质监及验收文件等则反映了建筑在建设过程中的变化和实际施工质量。
了解建筑物使用、损坏及修缮历史也bukehuoque。例如,建筑物的改造、维修情况会影响其结构性能。如果建筑物曾进行过大规模改造,可能会改变结构的受力状态,需要重点检查改造部位的连接和承载能力。用途变更可能导致荷载分布发生变化,使用条件改变如增加设备、改变使用功能等也会对结构产生不同程度的影响。同时,了解建筑物是否受过灾害,如地震、火灾、洪水等,可以判断结构可能存在的损伤程度。
调查现场基本情况包括资料的核对、建筑物的实际使用条件、使用环境、荷载调查、询问有关人员等。核对资料可以确保收集到的图纸资料与实际情况相符。实际使用条件如建筑物内的温度、湿度等环境因素可能会影响建筑材料的性能和结构的耐久性。荷载调查要确定建筑物实际承受的各种荷载,包括恒载、活载、风载、地震作用等。询问有关人员,如建筑物的使用者、管理者、维护人员等,可以获取一些实际使用中的问题和潜在隐患。
在数据处理阶段,需要对现场检测得到的数据进行整理、分析和计算。去除异常数据,确保数据的准确性和可靠性。对于一些复杂的数据,可能需要采用专业的数据分析软件进行处理。结构分析则是根据处理后的数据,运用结构力学原理和相关软件对建筑结构的受力情况、变形情况等进行分析。通过分析可以判断结构是否存在安全隐患,如构件是否超载、变形是否超过允许范围等。
可靠性评定是根据结构分析的结果,结合国家相关标准和规范,对建筑结构的可靠性进行评定。评定结果通常分为不同的等级,如安全性鉴定分为 Asu、Bsu、Csu、Dsu 四类,正常使用性鉴定分为 Ass、Bss、Css 三类。根据这些评级结果,房屋可靠性等级评定为 I、II、III、IV 四个等级。
最后得出检测评定结论和建议。结论应明确建筑结构的可靠性状态,是否满足安全使用要求。建议则包括是否需要进行加固、维修、改造等措施,以及具体的实施方法和注意事项。例如,如果评定结果为 Csu 或 Dsu 级,即危房,可能需要设置房屋加固或者房屋翻建,甚至拆除。对于一些存在局部问题的建筑,可以提出针对性的维修建议,如对裂缝进行修补、对锈蚀的构件进行防腐处理等。
五、结构可靠性鉴定的案例展示(一)湖州工业厂房案例湖州某绿色智能产业园 4 号楼 9 - 10 号厂房于 2019 年建成,原设计为三层框架结构厂房。为有效利用空间,2021 年 6 月在一、二层之间进行了夹层改造设计。此次加层可靠性鉴定的目的是检查该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。
鉴定范围为该厂房一、二层夹层结构体系。鉴定内容包括住房调查、钢构件尺寸取样、构件几何参数测量、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和使用功能检查等。鉴定依据包括《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 等一系列相关标准。
现场检查表明,该夹层结构为钢结构,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。采用现场激光测距仪和钢卷尺测量结构体系平面尺寸及主要承重构件尺寸,结果基本符合设计要求。混凝土柱强度采用现场回弹仪取样回弹,检测结果满足设计要求。
(二)浙江电解车间案例浙江华能铝业有限公司电解车间厂房为单层单跨钢筋混凝土排架结构,建于 1960 年,总建筑面积为 10476m²。该厂房可靠性鉴定的技术依据主要为《工业厂房可靠性鉴定标准》(GBJ144—90)。
鉴定方法包括对厂房的工程概况进行详细了解,如基础形式、柱梁结构、屋架类型等。同时,对厂房进行全面的检查,包括结构布置和构造、支撑系统、结构构件及连接情况等,详细检测结构存在的缺陷和损伤。
鉴定内容涵盖查找出建筑物不符合现行国家及地方有关规范、标准的地方,明确厂房各部分构件的实际情况,为厂房加固改造提供前期依据。例如,该厂房在 1971 年和 1982 年进行过两次鉴定,1984 年进行了加固,主要内容为将天窗架上大型屋面板换成 3mm 厚波型铝板,屋面板和屋架损坏处采用型钢、钢板和钢筋混凝土加固。
(三)佛山大厦案例佛山某大厦发生火灾后,为了解该房屋火灾后结构构件的损坏情况及火灾后结构构件的安全性能,以及为下一步的修复加固提供技术依据,委托方委托专业机构对该房屋进行结构可靠性鉴定。
该大厦过火面积约 1200 平方,造成首层严重受损,二至四层有不同程度损伤。受损程度表现为建筑表面结构和建筑材料性能发生显著变化,如混凝土构件出现不同程度的颜色、爆裂剥落、开裂、露筋等情况,砖柱、混凝土梁及板构件出现裂缝等。
检测鉴定目的是通过对大厦进行全面的查勘和检测鉴定,确定房屋受灾面积的质量情况,判断火灾后的房屋是否能够继续使用。鉴定内容包括结构整体体系分析、混凝土构件外观检测、裂缝检测、结构构件变形检测、配筋量检测、截面尺寸检测、混凝土强度检测、围护系统检测等,并根据鉴定结果提出可靠的处理建议。