建筑结构抗震鉴定对于减轻地震破坏、保护人民生命财产安全具有至关重要的意义。地震是一种极具破坏力的自然灾害,当强烈地震发生时,建筑物能否承受地震的冲击,直接关系到人们的生命和财产安全。
据统计,我国大部分地区处于地震活跃带,如汶川大地震和玉树大地震等,给人们带来了沉重的灾难,许多建筑物的倒塌导致了大量的人员伤亡和财产损失。因此,进行建筑结构抗震鉴定是保障人民生命财产安全的重要措施。
建筑结构抗震鉴定为抗震加固提供了科学依据。通过对现有建筑的结构和地基条件进行细致的观察和分析,可以确定建筑的抗震安全状况,发现结构的脆弱环节和弱点。例如,对于一些老旧建筑,可能存在结构老化、材料强度降低等问题,通过抗震鉴定,可以有针对性地进行加固和改进,提高建筑的整体抗震能力。
此外,建筑结构抗震鉴定还可以为城市发展和国家安全提供保障。城市中的建筑物是城市的重要标志,良好的建筑抗震性能可以确保城市在地震发生后能够迅速恢复正常运转,推动城市的可持续发展。从国家安全的角度来看,建筑物的抗震性能关系到国家的稳定和安全,特别是一些重要的基础设施和生命线工程,如医院、学校、桥梁等,其抗震性能至关重要。
综上所述,建筑结构抗震鉴定对于减轻地震破坏、保护人民生命财产安全、推动城市发展和提高国家安全具有buketidai的重要意义。
二、建筑结构抗震鉴定标准解读(一)标准分类及适用范围建筑抗震鉴定标准适用于抗震强度为 6 - 9 度的地区。该标准对不同类型的建筑进行了分类,以确保在不同地震强度下建筑的安全性。
在这个标准中,建筑结构主要分为甲、乙、丙、丁四类。甲类建筑通常是使用上有特殊设施,涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果的建筑,如核电站等。乙类建筑是地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑,以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果,需要提高设防标准的建筑,例如医院、学校等。丙类建筑是大量的除甲、乙、丁类以外按标准要求进行设防的建筑,如普通的住宅、办公楼等。丁类建筑是使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害,允许在一定条件下适度降低要求的建筑,如一些仓库、厂房等。
(二)具体鉴定要求甲类建筑在抗震验算和构造上均应按专门规定采用。这意味着甲类建筑需要经过严格的抗震设计和审查,以确保在地震发生时能够最大限度地保障人民生命财产安全和国家公共安全。例如,在抗震验算时,可能需要采用更加复杂的计算方法和更高的安全系数,在构造上可能需要采用特殊的材料和结构形式。
乙类建筑抗震验算可按抗震设防烈度的要求采用,抗震构造除 9 度外可按提高一度的要求采用。以一所位于抗震设防烈度为 7 度地区的医院为例,其抗震验算按照 7 度的要求进行,但在抗震构造上则按照 8 度的要求进行设计和施工。这样可以提高医院在地震中的抗倒塌能力,确保在地震发生后能够尽快恢复医疗服务功能。
丙类建筑抗震验算和构造均应按抗震设防烈度的要求采用。对于普通的住宅和办公楼等丙类建筑,按照所在地区的抗震设防烈度进行设计和施工,以保证在地震发生时能够为人们提供一定的安全保障。
丁类建筑在 7 - 9 度时,抗震验算可适当降低要求,抗震构造可按降低一度的要求采用;6 度时可不做抗震鉴定。例如,一些地处抗震设防烈度为 7 度地区的小型仓库,其抗震验算可以适当降低要求,抗震构造按照 6 度的要求进行设计。这样既可以在一定程度上降低建筑成本,又能满足基本的抗震安全要求。
建筑等级与抗震设防标准密切相关。一般来说,建筑等级越高,抗震设防的标准也要相应提高。例如,重要的大型公共建筑通常为乙级,其抗震设防标准要高于普通的丙类建筑。特别重要的建筑要定为甲级,需要采用更加严格的抗震措施和验算方法。而对于一些小型的、使用功能相对单一的建筑,如丁类建筑,可以适当降低抗震设防标准。
三、建筑结构抗震鉴定方法(一)两级鉴定流程现有建筑的抗震鉴定分为两级,即第一级鉴定和第二级鉴定。在第一级鉴定阶段,主要从宏观控制与构造鉴定角度进行。这一阶段会全面检查和记录房屋基础、承重结构和围护结构的损坏部位、范围和程度,调查分析房屋结构的特点、结构布置、构造等抗震措施,复核抗震承载力。比如,通过收集房屋的地质勘察报告、竣工图和工程验收文件等原始资料,必要时补充进行工程地质勘察,对房屋建筑的质量以及现状进行一个直观的评估。同时,以宏观控制和构造鉴定为主进行综合评价,检查房屋的倾斜情况、沉降情况、裂缝、地基基础以及砌体结构构件、木结构构件、混凝土结构构件等是否符合抗震要求。
在第二级鉴定阶段,主要从抗震验算与构造影响角度进行,即进行综合抗震能力评价,确保被鉴定建筑物的主体结构具有足够的承载能力或变形能力。这一阶段会根据房屋结构材料力学性能的检测项目,进行结构抗震验算,结合构造影响进行房屋抗震能力综合评价。例如,当混凝土结构的自振周期在鉴定反应谱平台段时,地震作用基本没有折减,而位于鉴定反应谱下降段时,部分工况下的折减系数相对较大,有的可能会达到 70% 之多,但普遍情况下大约为 90% 左右。对于自振周期位于鉴定反应谱平台段的混凝土结构,A 类建筑的实际地震作用折减系数约为 0.9×0.85 = 0.77,B 类建筑的实际地震作用折减系数约为 0.9;对于自振周期位于鉴定反应谱下降段的混凝土结构,A 类建筑的实际地震作用折减系数约为 0.9×0.9×0.85 = 0.69,B 类建筑的实际地震作用折减系数约为 0.9×0.9 = 0.81。
(二)鉴定中的灵活调整在具体开展鉴定工作时,当被鉴定结构的承载能力较高时,可以适当放宽其构造措施;当被鉴定结构的构造措施较好时,可适当降低其承载力要求。这里的构造措施与变形能力是相对应的,例如在砌体结构中,当圈梁与构造柱等构造措施较好的情况下,主体结构的整体性就较高,其变形耗能能力可以得到有效提高。如果房屋结构的承载能力强,可能在构造措施方面的要求就可以相对降低一些,这样可以在保证整体抗震性能的前提下,提高鉴定的灵活性和合理性。相反,如果房屋的构造措施非常完善,如混凝土结构中采用了高质量的材料和合理的构造设计,那么在一定程度上可以降低对承载能力的严格要求。这样的灵活调整可以更好地适应不同建筑的实际情况,提高抗震鉴定的准确性和实用性。
四、建筑结构抗震鉴定案例分析(一)中学教学楼抗震鉴定某中学教学楼建于 1987 年,由于抗震设防标准的提高,为了保证其以后能够正常安全使用,对其做抗震鉴定。
1. 抗震措施鉴定
根据国家标准,房屋抗震设防类别为重点设防类。按 B 类建筑对房屋进行抗震措施鉴定,上海市抗震设防烈度为 7 度,房屋按 8 度抗震设防烈度进行抗震措施鉴定。该教学楼存在以下问题:房屋连接廊高宽比为 2.68,规范规定不宜超过 2.0,且连接廊楼梯间设在端部;西楼、连接廊在外墙四角及楼梯间等位置均未设置构造柱,构造柱设置不满足要求;西楼、连接廊承重窗间墙最小宽度为 0.66m,规范规定不宜小于 1.2m,承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离为 0.72m,规范规定不宜小于 1.5m;顶层楼梯间墙体未配筋;南楼、北楼框架梁端箍筋无加密,梁箍筋直径偏小,框架柱上端箍筋无加密,柱箍筋直径偏小。可见,抗震措施无法满足现行抗震鉴定要求。
2. 抗震计算分析
现场检测结果表明,房屋实测轴网尺寸、层高、结构布置、承重砖墙厚度、钢筋混凝土构件尺寸、配筋与原设计基本相符。南楼、北楼计算结果显示,地震力作用下东西方向(纵向)最大层间位移角为 1/295,南北方向(横向)最大层间位移角为 1/458,均超过国家标准规定的 1/550 限值要求。底层柱轴压比在 0.49 - 0.59 之间,均小于二级抗震等级框架柱轴压比 0.8 的限值要求。3、4 层框架柱纵筋配置基本满足要求,框架梁配筋基本满足要求。在荷载设计值组合作用下,验算房屋柱下筏形基础的基底压力满足要求。
西楼计算结果表明,用底部剪力法进行抗震承载力验算。房屋各层横向砖墙抗震承载力基本满足计算要求,底部 3 层纵向窗间短墙抗震承载力严重不足,其中内纵墙抗震承载力欠缺较多。房屋在竖向荷载作用下砖墙受压承载力基本满足计算要求,仅底层横向内墙与纵向短墙受压承载力有所不足。房屋墙下条形基础基底压力验算结果表明,地基承载力基本满足要求。
连接廊验算结果显示,房屋各层纵向砖墙抗震承载力基本满足计算要求,横向砖墙抗震承载力严重不足。房屋在竖向荷载作用下砖墙受压承载力基本满足计算要求,仅底层个别纵向短墙受压承载力有所不足。另外,其地基承载力基本满足要求。
3. 分析评估与加固建议
房屋西楼目前存在相对明显的向东倾斜及不均匀沉降。分析评估认为,该教学楼多项不满足第一级鉴定要求,评定为不满足抗震要求,需进行第二级鉴定。建议新增剪力墙、增设构造柱和墙体加固等措施,以提高其抗震能力。
(二)多层混合结构教学楼鉴定某学校教学楼建于 1984 年,基础采用浅基础,上部为四层混合结构,预制板楼屋面。
1. 建筑抗震排查
通过对校舍建筑物的相关资料和使用状况进行审查,现场检查建筑现状与原始资料及相关规范符合程度、施工质量和使用维护状况、建筑结构形式、构造和抗震能力等因素。该教学楼缺少勘察报告、设计图纸、施工资料和工程验收文件等技术性文件,初步认为该教学楼可能存在安全隐患,建议进行进一步检测鉴定。
2. 建筑抗震检测鉴定
对砖块进行砌块抗压强度抽样检验,对砌筑砂浆抗压强度采用贯入法、对混凝土构件抗压强度采用回弹法进行检测。经检测,该教学楼各层墙体的砖强度均为 MU10,上部混凝土构件现龄期混凝土抗压强度推定值在 15.2MPa - 26.3MPa 之间。
第一级鉴定发现该教学楼主要问题是抗震横墙间距过大;砌筑砂浆强度较低;未设置构造柱,纵横墙交接处也无拉结钢筋,整体性较差。多项存在不符合第一级鉴定要求时,评定为不满足抗震要求,需进行第二级鉴定。
第二级鉴定可采用楼层综合抗震能力指数的方法进行,综合考虑体系影响系数和局部影响系数,对房屋的综合抗震能力进行评定。并根据鉴定结果提出合理的加固建议,如增设构造柱、加强墙体连接等措施,以提高教学楼的抗震性能。
五、建筑结构抗震鉴定的未来展望随着科技的不断进步和人们对地震灾害认识的不断深入,建筑结构抗震鉴定在未来将面临更多的挑战和机遇。
一方面,地震的不可预测性和破坏性始终是建筑结构抗震鉴定面临的重大挑战。尽管目前的技术手段可以在一定程度上评估建筑的抗震性能,但地震的复杂性和不确定性使得准确预测地震对建筑物的影响仍然十分困难。同时,现代建筑结构类型日益复杂,包括各种新型的结构体系和材料的应用,这给抗震鉴定带来了更高的技术要求。例如,一些超高层建筑、大跨度空间结构以及采用新型复合材料的建筑,其抗震性能的评估需要更加先进的理论和方法。
另一方面,科技的发展也为建筑结构抗震鉴定带来了新的机遇。数字化技术的应用,如建筑信息模型(BIM)、传感器技术和大数据分析等,将为抗震鉴定提供更加准确和全面的信息。通过 BIM 技术,可以实现建筑结构的三维可视化,方便抗震鉴定人员进行结构分析和评估。传感器技术可以实时监测建筑结构在地震作用下的响应,为抗震鉴定提供动态的数据支持。大数据分析则可以对大量的地震数据和建筑结构响应数据进行挖掘和分析,为制定更加科学合理的抗震鉴定标准提供依据。
此外,随着人们对建筑抗震性能要求的不断提高,建筑结构抗震鉴定将更加注重性能化设计和评估。传统的抗震鉴定主要关注建筑结构在地震作用下的安全性,而未来的抗震鉴定将更加注重建筑结构的使用功能和经济性能。例如,对于一些重要的公共建筑,如医院、学校等,不仅要保证其在地震作用下的安全性,还要确保其在地震后能够迅速恢复使用功能,减少地震对社会的影响。
总之,建筑结构抗震鉴定在未来的发展中,虽然面临着诸多挑战,但也充满了机遇。通过不断创新和完善技术手段,加强国际合作与交流,提高公众的抗震意识,我们有信心提高建筑的抗震性能,为人们的生命财产安全提供更加可靠的保障。建筑结构抗震鉴定值得我们持续关注和不断投入,为构建更加安全、稳定的建筑环境而努力。