结构安全鉴定在多个领域都有着至关重要的意义。对于工业厂房而言,随着时间的推移,一些建设年代较早的厂房进入了 “老年期”。受到自然老化、外界环境因素以及人为因素的影响,厂房结构的可靠性及安全性严重降低。进行厂房安全鉴定,可以确定厂房是否符合安全使用条件,为厂房的后续使用提供可靠建议,起到防灾减灾的作用。
以煤棚网架结构为例,煤棚是煤矿和工业企业的重要设施,其网架结构直接关系到煤场的安全和生产的正常进行。由于长时间的使用和自然环境的影响,煤棚网架结构可能存在腐蚀、疲劳、变形等问题,这些问题可能导致网架的稳定性下降,甚至发生倒塌等严重事故。通过安全检测,可以及时发现这些问题,为后续的维修和加固提供重要依据。
此外,结构安全鉴定也是符合法律法规的要求。例如,“学校、幼儿园、医院、体育场馆、商场、图书馆、公共娱乐场所、宾馆、饭店以及客运车站候车厅、机场候机厅等人员密集的公共建筑,应当每 5 年进行一次安全评估;达到设计使用年限需要继续使用的,应当每 2 年进行一次安全评估。” 对于厂房来说,也有相关的标准和规范要求进行安全鉴定及承重检测,以保证厂房的安全使用。
综上所述,结构安全鉴定对保障建筑安全、减少事故发生、符合法律法规等方面具有重大意义。
二、结构安全鉴定流程(一)签订检测合同业主或委托方与检测机构签订检测合同是结构安全鉴定的第一步。在这个过程中,双方明确各自的权利和义务,约定检测标准和检测内容。合同内容应详细具体,包括检测的范围、时间、费用以及违约责任等,确保双方在整个检测过程中有据可依。
(二)前期准备检测机构首先要了解厂房的建造年代、设计图纸、使用情况等资料,对厂房的结构、用途、环境等进行初步了解。根据这些信息,确定检测方案,明确检测的重点部位和可能存在问题的区域。例如,如果厂房建造年代较久,可能需要更加关注结构的老化和腐蚀情况;如果厂房用途发生过改变,可能需要重新评估结构的承载能力。
(三)实地勘查检测人员到达厂房现场后,对厂房进行全面的实地勘察。他们观察建筑物的外观,检查是否有裂缝、变形等问题;查看基础是否牢固,有无沉降现象;检查结构、设备等情况,记录和采集数据。在这个过程中,检测人员可能会使用一些专业设备,如裂缝测宽仪、全站仪等,以获取更准确的数据。据统计,在实地勘查中,约有 70% 的厂房会被发现存在不同程度的表面缺陷,如裂缝、渗漏等。
(四)取样检测根据检测方案,对厂房结构的关键部位进行取样检测。这包括对钢筋、混凝土、砖石等材料的强度和质量进行检测。例如,可以采用混凝土钻芯法检测混凝土强度,通过钢材抗拉强度试验法检测钢材的试性抗拉强度等。取样检测能够更深入地了解厂房结构的材料性能,为后续的分析评估提供重要依据。
(五)数据分析将采集的数据进行分析、处理,评估厂房结构的安全状况和使用寿命。这个过程需要运用专业的分析软件和方法,对数据进行对比分析,判断结构是否满足设计要求和使用需求。例如,通过对结构的承载能力、刚度、稳定性等进行分析,评估厂房在正常使用和极端荷载下的安全性能。一般来说,如果结构的各项性能指标与设计要求偏差在 10% 以内,可认为厂房结构处于安全状态。
(六)报告编制检测机构将分析结果整合成书面报告,向委托方提供详细的检测报告和结论。报告内容应当包括检测的标准、检测结果、结论和建议等。例如,如果检测发现厂房结构存在安全隐患,报告中应提出具体的修缮和加固建议,以及预计的费用和时间。
(七)报告审核和发放检测机构对检测报告进行内部审核,确保数据真实可靠、分析逻辑清晰。审核无误后,将报告发放给委托方,并在需要的情况下与委托方进行沟通和解释。委托方可以根据报告中的建议,采取相应的措施,确保厂房的安全使用。
三、结构安全鉴定方法(一)常见方法概述可视检查是房屋结构安全性鉴定中较为基础的方法之一。通过检查房屋内外的结构,如墙壁、屋顶、地基、地面、梁柱等部位,能够直观地发现是否存在破损、裂缝、变形等问题。例如,在实际检测中,约有 30% 的房屋通过可视检查就能发现明显的表面缺陷。
了解建筑物历史对于结构安全鉴定也至关重要。包括建筑物的年代、建造材料、建筑风格和使用状况等,这些信息可以帮助鉴定人员了解可能存在的问题和改变。比如,建造年代较早的房屋可能存在材料老化、设计标准较低等问题。
破坏性检测虽然会对建筑物造成一定程度的损伤,但能深入了解材料内部情况。例如,使用设备(如雷达)或通过切割、拆卸等方法,检查混凝土、钢筋、木材等材料的内部是否存在裂纹、损坏或腐烂等问题。不过,这种方法通常在其他方法无法准确判断时才会使用。
计算机模拟是一种较为先进的方法,使用计算机软件对房屋的结构进行建模,以确定其安全性和强度。通过输入建筑物的各种参数,如材料属性、几何形状、荷载条件等,可以模拟不同情况下房屋的受力情况,为鉴定提供理论依据。
测试负载是通过使用测试设备对建筑物进行载荷测试,以模拟重量和压力对结构的影响。例如,在工业厂房的鉴定中,可能会对厂房的地面、货架等进行负载测试,以确保其能够承受实际使用中的荷载。
聘请具有相关资质和经验的专业工程师或建筑师进行鉴定和评估,能够保证鉴定结果的准确性和可靠性。这些专业人士凭借丰富的经验和专业知识,能够综合运用各种方法,对建筑物进行全面的结构安全鉴定。
(二)强度检测技术强度检测技术在结构安全鉴定中起着关键作用。检测混凝土的强度指标可应用取芯法,检测其抗压强度,取样需具有代表性。取芯法是一种直接获取混凝土内部强度信息的方法,通过在混凝土结构中钻取芯样,然后在实验室进行抗压强度测试。一般来说,芯样的直径应根据混凝土中骨料的最大粒径来确定。例如,对于骨料最大粒径不超过 40mm 的混凝土,可采用直径为 100mm 的芯样。在取芯过程中,要保证芯样的完整性和代表性,避免受到外部因素的干扰。取芯后,将芯样加工成标准试件,在压力试验机上进行抗压强度测试。根据相关数据统计,采用取芯法检测混凝土强度的准确率可达到 90% 以上。
(三)裂缝检测技术裂缝检测技术需要应用裂缝观测仪、超声波测试仪等对结构裂缝进行分析。在分析结束后进行统计与归类,判断全部裂缝的规格,根据实际情况进行计算,以此分析发展趋势。裂缝观测仪可以直观地观察裂缝的宽度、长度、形态等特征。例如,对于宽度较小的裂缝,可以使用放大镜或显微镜进行观察,以提高测量的精度。超声波测试仪则可以检测裂缝的深度,通过发射超声波并接收反射波,根据波的传播时间和速度来计算裂缝的深度。在实际检测中,约有 60% 的结构裂缝可以通过裂缝观测仪和超声波测试仪进行准确检测和分析。
(四)变形检测技术变形检测技术主要对倾斜、下降等问题进行检测,通过精准测量分析房屋当前的性能。对于房屋倾斜检测,可以采用经纬仪投影法。将经纬仪安置在固定测站上,该测站到建筑物的距离,为建筑物高度的 1.5 倍以上。瞄准建筑物墙面上部的观测点,用盘左、盘右分中投点法,定出下部的观测点。如果上下观测点不重合,说明建筑物发生了倾斜。倾斜度可通过计算建筑物顶部观测点相对于底部观测点的偏移值与建筑物高度的比值来确定。对于房屋下降检测,可以采用水准仪进行测量。在建筑物周围设置基准点和观测点,定期测量观测点的高程变化,从而判断建筑物是否存在下降现象。据统计,在变形检测中,约有 40% 的房屋会被发现存在不同程度的倾斜或下降问题。
(五)钢筋锈蚀检测在房屋安全鉴定中,钢筋锈蚀对结构的破坏不可忽视。钢筋锈蚀分为三个时期:前期是一些锈斑、锈片开始出现在钢筋表面的局部;中期是整个钢筋表面都锈蚀了,并且产生膨胀,与保护层脱离,发生层裂;后期表现为钢筋铁锈进一步膨胀,混凝土本身发生破坏,出现顺筋胀裂,混凝土脱离,直至钢筋不断锈蚀,有效截面不断减小,结构承载力不断下降。
房屋安全鉴定员可采用自然电位法、混凝土电阻法、电流密度法、锈胀裂缝法或破损检测等多种检测方法进行判断和检测。自然电位法对于混凝土表面完好、未发现有锈迹和锈胀裂缝的构件,但有理由怀疑混凝土中钢筋可能已经锈蚀时(如检测发现混凝土的碳化深度超过混凝土保护层厚度),可以采用自然电位法或混凝土电阻法对混凝土中的钢筋锈蚀情况进行初步判断。混凝土电阻法可根据实测混凝土电阻率按标准或检测设备的操作规程,定性判断混凝土中钢筋锈蚀的可能性。
(六)经验鉴定法经验鉴定法是根据建设经验集合相应的规范,对当前情况进行判断与分析。不同人员的评价和判断可能有所不同,但方法便捷。例如,对于一些常见的结构问题,有经验的鉴定人员可以根据以往的案例和经验,快速判断出问题的性质和严重程度。然而,这种方法的主观性较强,准确性可能会受到鉴定人员经验水平的影响。
(七)实用鉴定法实用鉴定法需要利用监测技术以及检测手段进行评价,并根据参数列出各项指标情况,可以准确反映房屋结构的真实状态,现已被广泛应用。该方法通过对房屋结构进行全面的检测和监测,获取各种参数,如强度、变形、裂缝宽度等,然后根据相关标准和规范进行评价。例如,采用回弹法检测混凝土强度,通过测量混凝土表面的硬度来推算混凝土的强度;采用超声波检测裂缝深度,通过发射超声波并接收反射波来计算裂缝的深度。实用鉴定法的准确性较高,但需要使用专业的设备和技术,成本相对较高。
(八)概率鉴定法概率鉴定法的理念十分先进,可以根据概率分析出安全事故的可能性大小。这种方法基于概率论和数理统计的原理,通过对建筑物的各种参数进行统计分析,计算出发生安全事故的概率。然而,概率鉴定法仍然处于理论层面,且应用存在局限性。例如,该方法需要大量的统计数据作为支持,而在实际应用中,往往难以获取足够的统计数据。此外,概率鉴定法的计算过程较为复杂,需要专业的数学知识和软件支持。
四、结构安全鉴定案例(一)哈尔滨案例在哈尔滨市松北区发生了一起租户 “私拆承重墙” 事件,引起了广泛关注。事件发生后,利民学苑小区 “私拆承重墙事件” 调查组邀请中国工程院院士等 9 名国家quanwei专家组成专家组,就房屋结构安全鉴定与修复方案进行专题论证。
首先,松北区委托中国建筑科学研究院国家建筑工程质量检验检测中心对利民学苑小区 B 栋开展全面检测,完成对 248 套房屋逐一入户核查。经核查,B 栋二单元每层竖向承重墙构件总数为 50 个,承重墙截面总面积 42.98 平方米。装修施工拆除了其中一个构件的部分墙体,拆除截面面积约 0.48 平方米,占该层承重墙总截面面积的 1.12%,拆除的其他墙体均为非承重墙。检测结果表明,B 栋 248 套房屋均未发现结构构件受力裂缝,可以见到的裂缝均位于填充墙或与结构连接界面部位,不影响结构安全。
其次,委托黑龙江省寒地建筑科学研究院进行楼体变形监测,连续 30 日不间断监测显示,各监测点数据均在国家标准允许值范围内,未见异常。
接着,委托哈尔滨工业大学工程检测有限公司开展楼体结构安全鉴定,表明除拆除部位邻近结构构件受影响外,结构整体安全稳定,修复后可满足安全使用要求。
最后,委托哈尔滨工业大学建筑设计研究院依据鉴定报告制定了修复方案。专家组进行了现场查勘,听取了检测单位、监测单位、鉴定单位、原设计单位、修复设计单位的专题汇报,经质询和讨论,形成了专家组意见:针对违法拆除剪力墙事件采取的临时措施及时有效,确保了处置阶段结构处于安全可控状态;开展的检测、监测、鉴定、设计计算分析及修复方案编制等技术工作程序合理,内容全面,分析和鉴定结果可信;采用不低于建造时的标准实施修复合理可行。
目前,利民学苑小区 B 栋二单元居民已进行临时安置,松北区成立 15 个工作组,做好居民生活服务保障,将委托省内yiliu建筑业企业启动修复施工。哈尔滨市公安局松北分局对涉嫌过失以危险方法危害公共安全罪的承租人、施工人员及物业公司经理等 5 人,采取了刑事强制措施。对涉事房屋所有人、物业公司从重按上限处罚。哈尔滨市纪委监委已对该事件中存在的相关问题开展调查工作。
(二)嘉兴酒店案例嘉兴市南湖区一酒店建于 2010 年,框架结构,独立基础,基础埋深 -1.80m,地上 3 层,总建筑面积 2744.85㎡,主要材料设计强度为混凝土强度 C25,卷材防水平屋面,有改扩建历史。为了解该酒店主体结构现状,特委托进行安全性鉴定及抗震鉴定。
安全性鉴定内容包括:
地基基础检查:酒店周边地面与上部主体结构未发现符合因基础不均匀沉降及变形等原因造成的结构损坏特征的情况,房屋现状倾斜率小于《建筑地基基础设计规范》中的限值要求,地基基础处于正常工作状态。
上部承重结构检测:通过对房屋上部结构构件承载功能、构造、不适于承载的位移或变形检查、裂缝或其他损伤等四方面的检查,综合评定房屋上部承重结构承载功能安全性等级为 Au 级。依据房屋整体倾斜观测结果,综合评定房屋结构侧向位移等级为 Bu 级。
围护系统:通过对围护墙与内隔墙、洞口过梁、楼梯栏杆的检查结果,综合评定该房屋围护系统的承重部分安全性等级为 Bu 级。
抗震鉴定内容包括:
场地抗震鉴定:房屋所在场地抗震设防烈度为 8 度,设计地震分组为第一组,地震加速度值为 0.2g,抗震设防类别为丙类。场地内存在较厚的软弱土层,场地及附加区域无影响工程稳定的大型活动性断裂,场地岩土层不存在滑坡、崩塌等不良地质作用,场地地震稳定性较好。根据规定,建造于对抗震有利地段的建筑,可不进行场地对建筑物影响的抗震鉴定。
地基基础抗震鉴定:该房屋地基土存在软弱土。该房屋不存在地基基础变形引起的上部结构变形、损伤情况,房屋整体倾斜率较小。评定该房屋地基基础现状无严重静载缺陷。地基基础符合抗震要求,不再进行第二级鉴定。
上部结构抗震鉴定:通过对楼梯间、梁截面尺寸、框架梁配筋、柱截面尺寸、柱轴压比、柱配筋、柱纵筋、柱箍筋的检测,结果均符合规范要求。
综上,嘉兴南湖该酒店现状安全性等级为 Bsu 级,可正常安全使用。房屋综合抗震能力满足现行《建筑抗震鉴定标准》对 C 类建筑的抗震要求。
(三)利辛案例利辛县王市某综合楼建于 2015 年,框架结构,独立基础,总建筑面积 1389.78㎡,长 42.4m,宽 11.6m,高 11.2m,主要材料设计强度为:混凝土柱设计强度 C30,混凝土梁设计强度 C25;无结构缝,也无改扩建历史。
本次房屋结构安全性鉴定内容具体如下:
地基基础检查:该房屋基础形式不详。委托方未提供设计图纸,未提供地基、基础的勘察资料、施工记录、监理记录等相关资料。经现场查勘,该房屋周边地面与上部主体结构未发现符合因基础不均匀沉降及变形等原因造成的结构损坏特征的情况。
房屋倾斜观测:现场采用全站仪对房屋现状倾斜进行测量,房屋各测点倾斜率均小于《建筑地基基础设计规范》中 4‰的限值要求。
主体结构材料强度检测:现场采用混凝土回弹仪对房屋主体结构混凝土强度进行回弹法检测。对混凝土强度换算值进行龄期修正。
构造检查:混凝土构件高宽比、高跨比等构造合理,符合相关规范要求。连接方式正确,无构造缺陷,工作无异常。
裂缝或其他损伤检查:未发现混凝土构件破损、开裂、钢筋锈蚀、保护层剥落、支撑损坏、连接件残缺等损伤现象。
结构布置及构造检查:结构布置合理,结构体系完整,且结构选型及传力路线正确,符合相关设计规范规定。
支撑系统或其他抗侧力系统的构造检查:混凝土构件长细比及连接构造符合现行相关设计规范规定,支撑系统完整,无明显残损或施工缺陷,能传递各自侧向作用。
结构、构件间的联系检查:结构设计合理、无疏漏;锚固、拉结、连接方式正确、可靠,无松动变形或其他残损。
围护墙与内隔墙检查:未发现房屋围护墙、内隔墙开裂、变形、位移等损伤情况,与结构之间连接可靠。
门窗洞口过梁检查:未发现房屋门窗洞口过梁开裂,过梁节点处无开裂、滑移迹象。
走廊与楼梯栏杆检查:未发现房屋走廊与楼梯栏杆锈蚀、开裂、变形等损伤情况,栏杆节点无破损。
综上,利辛县王市该综合楼现状安全性等级为 Bsu 级,可正常安全使用。并给出建议:不得擅自拆改房屋原有的承重结构,改变房屋的使用功能;加强日常房屋维护检查,发现问题立即处理。