淺談既有建築鑒定與改造加固(二十一)
抗震鑒定的基本認識
王鎖軍
奧福科技有限公司
(原北京藍圖工程設計有限公司)
一
結合工程實踐,我們再分析下既有建築什麼情況下需要作抗震鑒定,《建築抗震鑒定标準GB50023-2009》規定如下:
第1、2條的既有建築的抗震鑒定應該說基本是一個房屋建築管理問題。比如政府産權房屋一般會按此規定進行;私有房屋産權業主認識到這一點主動提出或政府檢查後強制進行抗震鑒定(對不符合抗震鑒定要求的進行相應的抗震加固)。
結構加固幾乎必然完全破壞建築裝修,房屋所有人一般也會對原建築重新繼續裝修,這裡的裝修不屬于結構改擴建的範疇,這個鑒定加固過程即為我們上文所謂的純粹抗震鑒定加固,按規範要求的進行即可。
中國很多房屋業主沒有房屋日常檢查和房屋正常工作年限等概念,很少主動提出如第1條那樣的鑒定,即使如第2條私立小學或醫院,經營者不一定意識到房屋設防級别的提高而主動提出抗震鑒定和加固,大部分是在辦理有關程序時在政府要求下進行的,所以政府加強第1、2條情況的房屋管理和抗震宣傳非常重要。
絕大多數房屋抗震鑒定都是如第3條業主需要改變結構用途、使用環境辦理改擴建手續時在政府有管部門要求下進行的,其實第1、2條的建築,業主往往也有改擴建為新建築的需求。所以大部分需要鑒定的建築業主都有大幅度改擴建的要求。既然是改擴建就不能是純粹的抗震鑒定加固,而應該綜合考慮改擴建的需要确定鑒定和改擴建及加固标準,針對不同的建築,歸納如下:
(1)80年代及以前的建築,大部分是磚混建築、磚混廠房、内框架建築、底框等很多都不考慮抗震、或按78抗規設計抗震級别低。這樣的建築改擴建應該采用特殊的改擴建方法,如新舊建築結構分離等。河北省建築設計院辦公樓将多層磚混結構改建為十幾層的高層辦公建築(底部十多米高的巨型框架托起新增層部分,新結構與原結構分離),而不是把舊建築通過加固方法滿足新标準要求。
很多結構不能分離的建築,不建議進行大幅度的改擴建,鑒定和設計師要充分了解其難度,要說服業主和建築師避免做種嘗試或不承接這樣的項目。
(2)《89抗規》頒布與我們的經濟發展同步,90年代設計建造了大量的框架和框剪結構的多層和小高層建築的公共建築,有些建築設防類别低于新規或地震設防類别、烈度提高等。這些建築已經服役30年左右了,因為經濟的快速發展,大部分也需要改造升級了。這些建築一般至少應該采用40年的B類建築鑒定。
(3)90年代因為經濟快速發展,在大城市城鄉結合部出現很多沒有正規設計的違章建築,結構形式混亂、資料不全。現在這些地區很多已經成為城市中心地帶,這些既成事實,很多不可能拆除,但有強烈改造升級的需求。很多根本沒有進行設計,其抗震性能無法和建造年代的抗震标準挂鈎,故建築鑒定和改造加固非常困難,無規可循。有些根本就是危險建築,比如長沙倒塌建築。對此鑒定人員一定要慎重,不可控和不可知因素過多時,項目甯可不接。
(4)2000年以後的建築符合《2001抗規》,使用才20多年,一般根本不需要抗震鑒定,需要抗震鑒定的一定是大幅度的改擴建,這樣自然應該采用按新标準的C類鑒定。
(5)對于建成年代久遠因改擴建要求而需要按現行規範鑒定的C類建築,鑒定結果已經不重要了(因為其鑒定結果一定是不符合抗震要求),重要的是原結構的基礎資料,比如施工圖紙(無圖時建築測繪、檢測)、構件檢測數據等。抗震的鑒定評定過程相對來說也不是很重要(按通規要求還是應該按照标準進行鑒定,不管後續改造設計需要不需要,如果鑒定過程和結論對後期的改擴建意義不大時可以在規範的大框架下将鑒定進行簡化),隻要基礎資料數據有了,改擴建設計時總是要根據建築基礎資料按新的标準進行加固設計。
如果改擴建新舊結構分離時,舊結構的鑒定過程和結果就是重要的。
二
建築抗震鑒定前,建築圖紙等資料的搜集和建築調查非常重要。
還記得我們說的建築檢測、安全性鑒定前的建築調查嗎?大緻一樣,但也有不少差别。抗震鑒定前的建築調查是保證進行抗震鑒定的建築處于正常使用的“良好階段”,換句話說,需要抗震鑒定的建築一定首先不是危險的建築和不懷疑存在很大的安全性問題。
建築鑒定除因偶然因素的專項鑒定、事故應急鑒定、司法鑒定等外可分三個層次,危險房屋鑒定、可靠性(安全性、正常使用性)鑒定、抗震鑒定。如經過調查發現房屋可能屬于危險房屋,鑒定工程師應首先要求業主進行危險房屋鑒定,而不是安全鑒定及抗震鑒定。其實經過初步調查(包含圖紙資料的查閱、了解是否存在野蠻改造施工等),有經驗的工程師基本可以判斷出房屋是否存在危險性,比如泉州倒塌賓館和長沙民房倒塌的房屋一定屬于危險房屋。
非專業的人士心中的結構安全性和我們結構工程師的結構可靠度往往不是一個概念,就像最近唐山打人事件中受害人的司法鑒定輕傷和我們一般人理解的輕傷标準不同一樣。非專業人心中的安全與否往往是房屋是否存在如倒塌等造成人員财産損失的安全事故,而我們結構師所謂的安全性指是否符合規範的承載能力極限狀态。實際上,建築結構即使不符合規範的安全性,延性好的建築其距離非專業人士眼中的安全事故還有較遠的一段距離。而我們專業人士所謂的危險房屋的危險就是非專業人士所謂的安全性。
調查“現狀良好”的建築未必符合結構的可靠性鑒定(承載能力極限狀态和正常使用極限狀态),更不一定符合抗震要求,所以應進行安全性鑒定和抗震鑒定。此時,根據需求可以隻進行安全鑒定(一般是某種特殊要求的局部安全鑒定),不進行抗震鑒定,但進行抗震鑒定的建築必須進行結構整體的安全性鑒定,這就是通規要求必須同時進行安全性鑒定和抗震鑒定的本意(通規GB55021-2021第2.04.第1款和4.1.2條)。
房屋危險性鑒定重要且緊急的,當鑒定結論是危險房屋時,必須馬上采取措施,必要時人員要疏散。《危險房屋鑒定标準》對不同的鑒定結果,處理措施規定如下:
泉州賓館和長沙倒坍房屋的鑒定如果經過房屋調查,是不能進行可靠性鑒定和抗震鑒定的,而應該進行危險性房屋鑒定。
吊詭的是,房屋業主不可能進行主動提出危險房屋鑒定(如果業主能有危險房屋的意識就不會發生如此嚴重的事故了),而是為了獲得某種手續業主提出的可靠性鑒定及抗震鑒定。所以鑒定設計人員一定了解三個鑒定的邏輯關系,通過建築調查知道建築本身應該進行什麼樣的鑒定,而不能為了掙錢而存僥幸心裡或者根本就不懂其中邏輯和厲害關系,以為按業主委托就可以避免責任,做出如長沙那樣僅僅鑒定個别樓層安全性的不合理報告。
安全性鑒定重要但次緊急,即使鑒定結果為C、D不安全建築,很多時候仍可繼續臨時使用,有足夠的時間進行加固處理,但必須着手進行采取加固。
抗震鑒定重要但不緊急,根據鑒定結論,房屋是否進行和如何進行抗震加固應該按《中華人民共和國抗震減災法》去執行。這是違反不違反抗震法規的問題,而不是危險房屋倒塌和房屋工作年限安全性問題,所以相對來說不是很緊急。公共建築比如學校醫院等房屋産權所有者和管理者承擔不起可能地震後的責任,所以應該着手進行抗震加固,除非某些私營業主存在着僥幸心裡。
在建築調查中發現存在局部危險構件,比如變形已經很大的懸挑構件、出入口處的磚砌女兒牆等不安全構件(裂縫及撓度很大的個别梁)應該先采取措施後再進行抗震鑒定。
三
抗震鑒定應根據情況對不同的結構形式、結構構件、部位區别對待。
(1)不同的結構形式檢查重點方法不同,《鑒定标準》區分了磚混、鋼混、底框内框、磚混或鋼混單層廠房等。
(2)區分重點部位和非重點部位。重點部位指影響結構整體性能的關鍵部位比如框架結構的梁柱節點、框剪結構的剪力牆等。
(3)對性能有整體影響的構件和僅有局部影響的構件,這點和綜合抗震能力的整體影響系數
和局部影響系數
有關,這個後期的文章将重點論述。
四
場地、地基和基礎的抗震鑒定比較特殊,也相對比較簡單(不是不重要),我們單獨說下。
場地、地基和基礎的抗震鑒定和上部結構不同,一般情況無需進行抗震鑒定。地基和基礎如果有問題一般是正常使用時地基沉降、地表沉陷、建築開裂等問題,如果原建築不存在這方面的問題,一般也不存在抗震問題。如果存在這方面的問題,肯定不是通過抗震鑒定發現的,所以《抗鑒标》4.1.1規定很多情況無需作抗震鑒定的範圍。
長沙事故後,有些地方政府規定房屋鑒定和自建房屋排查要求注冊岩土工程師也簽章,是矯枉過正了,大可不必。因為房屋的危險性、安全性、抗震性能等不是說和地基沒關系。如果地基有問題時,表現形式是建築沉陷、傾斜、開裂等,這些無需房屋鑒定,房屋使用者也可發現,早已采取必要措施了。如果不存在這些問題,地基基礎的抗震也基本沒問題。所以對絕大多數和地基無關的建築鑒定報告,都要求注冊岩土簽字沒有必要。
對複雜特殊場地和液化、軟土等地基情況有所不同。新抗規規定了危險場地、不利場地的地震措施和地震放大系數等,但既有建築未必考慮,或舊規範未考慮場地液化;場地類别、或設防級别不夠等,應該按鑒定要求對場地造成的抗震的不利影響進行鑒定。這塊注冊結構師也是可以負責的,也無需岩土工程師簽章(特殊情況除外。大部分岩土工程師對房屋鑒定與地基的關系不了解,其實很多結構師也不定了解)。
地基基礎的兩級鑒定比較簡單,即按照鑒定的标準對原地基的軟弱土、液化土等進行承載力驗算;是否符合液化地基處理措施、斜坡等地形的地震下地基穩定性驗算等。驗算方法基本就是抗規相應的地基承載力(樁)、地基穩定性等驗算計算方法,詳見《鑒定标準》4.2.5~4.2.10。
既有建築的抗震鑒定應該根據場地、地基、基礎的有利和不利因素,對上部結構的鑒定标準給與适當的放松和收緊。
五
我們知道新建建築非常重要的一個内容是抗震概念設計和抗震構造措施,如結構規則性及其判斷方法。抗震鑒定對整體建築抗震性能的宏觀判斷和構造措施的鑒定更加重要。
就如何進行宏觀控制和構造措施鑒定,規範有具體的條款規定,但就像抗規對新建建築抗震概念設計條款規定更多是原則性條款,具體設計還需要工程師自己去把握抗震設計的本質一樣,對既有建築的抗震鑒定,面臨的是5個曆史年代、4個抗規階段的複雜多變的的鑒定方法,要求鑒定工程師有更加豐富的經驗和綜合判斷能力,這比新建建築的抗震設計要難的多。
A類建築分兩級鑒定、B類建築分抗震措施鑒定和承載力驗算兩個層次,均是兩階段鑒定,C類建築按現行規範(根據情況選擇采用2001規範或2010規範)即可。
從下期開始,将詳細介紹A、B類既有建築的宏觀判斷、構造鑒定及兩階段鑒定法,敬請期待。
2022年6 月26日
參考文獻:
1、《建築抗震鑒定标準》(GB 50023 - 2009)及《建築抗震結構加固技術規程》JGJ116-2009疑問解答,史鐵花
2、《建築抗震鑒定标準》GB50023-2009
3、《危險房屋鑒定标準》JGJ125-2016
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