建筑结构的可靠性鉴定与评估

5建筑结构的可靠性鉴定与评估 本章提要 介绍建筑结构可靠性鉴定的方法和程序 工业建筑结构可靠性鉴定的方法 民用建筑结构可靠性鉴定的方法 4 民用建筑危险房屋鉴定的方法 5 1建筑结构可靠性鉴定与评估的一般方法 程序及评定等级 5 1 1建筑结构可靠性鉴定与评估的一般方法及程序 5 1 2鉴定分类及等级划分 结构可靠性鉴定的类别及适用范围按照结构功能的两种极限状态 结构可靠性鉴定可以分为两种鉴定内容 即安全性鉴定 或称承载力鉴定 和使用性鉴定 或称正常使用鉴定 根据不同的鉴定目的和要求 安全性鉴定与使用性鉴定可分别进行 或选择其一进行 或合并成为可靠性鉴定 各类别的鉴定有不同的适用范围 按不同要求 选用不同的鉴定类别 一 可仅进行安全性鉴定的情况危房鉴定及各种应急鉴定 房屋改造前的安全检查 临时性房屋需要延长使用期的检查 使用性鉴定中发现有安全问题 二 可仅进行使用性鉴定的情况建筑物日常维护的检查 建筑物使用功能的鉴定 建筑物有特殊使用要求的专门鉴定 三 应进行可靠性鉴定的情况建筑物大修前的全面检查 重要建筑物的定期检查 建筑物改变用途或使用条件的鉴定 建筑物超过设计基准期继续使用的鉴定 为制定建筑群维修改造规划而进行的普查 当鉴定评为需要加固处理或更换构件时 根据加固或更换的难易程度 修复价值及加固修复对原建筑功能的影响程度 补充构件的适修性评定 作为工程加固修复决策时的参考或建议 当要确定结构继续使用的寿命时 还可进一步作结构的耐久性鉴定 5 2工业建筑结构的可靠性鉴定 一 鉴定评级的层次和等级划分工业厂房的可靠性鉴定 按所谓三层次 四等级进行鉴定评级 三个层次分别称为 单元 组合项目与项目 和 子项 一 单元单元是指厂房的整体或局部 以及某些特定的结构系统 如框 排架 承重墙体等 单元是厂房鉴定评级的最高层次 单元的评级是厂房可靠性的综合评定结果 四个等级用一 二 三 四表示 二 项目项目是厂房可靠性鉴定评级的中间层次 有基本项目和组合项目之分 单元中的承重结构系统 围护结构系统及结构布置与支撑系统是组合项目 如承重结构系统中的地基基础 混凝土结构等 则为项目 组合项目和项目的四个等级用ABCD表示 三 子项子项是鉴定评级的最低层次 地基基础项目包括地基 基础 桩和桩基 斜坡四个子项 钢筋混凝土结构 钢结构和砌体结构项目包括承载力 构造连接 裂缝和变形等子项 由于每个子项是根据某项功能的极限状态评定的 因此 子项的评定等级是结构构件能否满足单项功能可靠性要求的评定基础 子项的四个等级用abcd表示 子项的评级是构件功能评定的基础 项目的评定是多因素的综合评定 单元的评定是最后评定 鉴定层次及等级划分如表 位移评定构件使用性评级 混凝土结构 裂缝评定位移评定构件使用性评级 钢结构 锈蚀 腐蚀 评定非受力裂缝构件使用性评级 砌体结构 风化或粉化评定 位移评定构件使用性评级干缩裂缝评定 木结构 初期腐蚀评定 二 鉴定评级原则 对于现行设计施工规范中已有明确允许限值规定的子项 如承载力子项 裂缝子项及挠度变形子项等 鉴定时 对满足现行规范要求的子项评定为a级 对不满足现行规范的 可靠性鉴定规程按其差距程度 再分成bcd三个等级 分级原则如下表 项目的评级是在子项评级完成之后 根据项目中各子项的主次关系和等级差异 按一定规则进行评定的 主要子项有承载力子项 构造连接子项 次要子项包括裂缝子项 挠度变形等子项 项目的分级原则如下表 单元的评级是在项目评级基础上的综合评定 是建筑物可靠性的总体评估 具体的评级方法 根据组合项目的等级构成 按与项目评级类似的规则进行 单元的可靠性分级原则如下表 三 地基基础鉴定评级 地基基础的鉴定评级包括地基 基础 桩和桩基 斜坡四个项目 地基项目宜根据地基变形观测资料结合上部结构开裂 吊车运行情况 按下列规定评级 A级 厂房结构无沉降裂缝或裂缝已终止发展 不均匀沉降小于国家现行 建筑地基基础设计规范规定的容许沉降差 吊车运行正常 B级 厂房结构沉降裂缝在短期内有终止发展趋势 连续2个月地基沉降速度小于2mm 月 不均匀沉降小于规范规定的容许沉降差 吊车运行基本正常 C级 厂房结构沉降裂缝继续发展 短期内无终止趋向 连续2个月地基沉降速度大于2mm 月 不均匀沉降大于规范规定的容许沉降差 吊车运行不正常 但轨顶标高或轨距尚有调整余地 D级 厂房结构沉降裂缝发展显著 连续2个月地基沉降速度大于2mm 月 不均匀沉降大于规范规定的容许沉降差 吊车运行不正常 轨顶标高或轨距没有调整余地 地基不均匀沉降必然在上部结构引起不良反应 因而地基评级时要联系上部结构受到的影响 当缺乏地基沉降观测资料时 也可以根据地基的承载力验算和地基变形的验算 当验算结果满足现行国家规范的允许值 且上部结构无异常情况时可评为A级 若上部结构出现不同程度的沉降反应时 根据其程度评为B级 C级或D级 基础项目根据基础结构的类别 如混凝土基础 砌体基础等 按结构构件的评级方法评定 包括桩 桩和桩基项目包括桩 桩基两个子项 分别评定 取两个子项中较低的等级作为该项目的评级 其中桩基按地基项目的规定评级 当基础下面是群桩时 桩子项的等级根据单桩各个等级的百分比按以下规定确定 单桩b级数量不超过30 且不含c d级时评为a级 单桩c级数量不超过30 且不含 d级时评为b级 单桩d级数量不超过10 时评为c级 单桩d级数量大于等于10 时评为d级 单桩的承载力与截面面积有关 对于木桩和钢桩根据其截面的削弱程度评级 混凝土桩在使用期间极少发生腐烂或腐蚀 故不评定单桩 而灰土桩 砂桩 石灰桩 碎石桩等属于复合地基 它们与周围的土体共同承受荷载 故这些桩划入地基范围内评级 木桩和钢桩的单桩评级按以下规定确定 木桩没有或有轻微表层腐烂 钢桩没有或有轻微表面锈蚀时评为a级 木桩腐烂的横截面积小于原截面积10 钢桩锈蚀厚度小于原有壁厚的10 时评为b级 木桩腐烂的横截面积为原截面积10 20 钢桩锈蚀厚度为原有壁厚的10 20 时评为c级 木桩腐烂的横截面积大于原截面积20 钢桩锈蚀厚度大20 时评为d级 建造在斜坡上或斜坡附近的建筑物 在使用期间如果斜坡丧失稳定性 建筑物可能遭受破坏或危害 所以除应鉴定地基外 还应对建造区域内的斜坡稳定进行鉴定评级 对斜坡进行鉴定时应观察建筑物有无倾斜或局部破坏情况 地面有无开裂或陷坑 调查历史上是否发生过滑动 停止滑动后已长期稳定还是近期又发生过滑动迹象等 斜坡项目根据其稳定性按以下规定评级 没有发生过滑动 将来也不会再滑动 则可评为A级 以前发生过滑动 停止滑动后将来不会再滑动 则评为B级 发生过滑动 停止滑动后将来可能再滑动 则评为C级 发生过滑动 停止滑动后目前又滑动或有滑动迹象 则评为D级 地基基础组合项目的按地基 基础 桩和桩基 斜坡四个项目的最低等级确定 四 混凝土结构鉴定评级 混凝土结构或构件的鉴定评级 一 子项评级包括承载力 构造和连接 裂缝 变形四个子项 二 项目评级 一 子项评级 承载能力混凝土结构或构件的承载能力验算 按国家现行规范或标准执行 材料强度取值应以检测试验为基础 结构或构件的几何参数应采用实测值 并考虑构件截面的损伤 偏差以及结构构件过度变形的影响 结构上的作用 经调查符合国家现行标准 建筑结构荷载规范 规定取值者 应按规范选用 当现行规范未作规定或有特殊情况时 应按国家现行标准 建筑结构可靠度设计统一标准 有关的原则规定执行 钢筋混凝土结构或构件承载能力子项按下表评定等级 构造和连接装配式钢筋混凝土结构是由许多单一构件靠预埋件 焊缝或螺栓连接而成 通过节点传递和分配内力 连接节点的破坏将导致结构破坏 按下列规定评定等级 一 当预埋件的锚板和锚筋的构造合理 经检查无变形或位移等异常情况时 可根据承载能力原则评为a级或b级 当预埋件的锚板有明显变形或锚板 锚筋与混凝土之间有明显滑移 拔脱现象时 根据其严重程度可按本标准总则评为c级或d级 二 当连接节点的焊缝或螺栓符合国家现行标准规范规定和使用要求时 可按本标准总则评为a级或b级 当节点焊缝或螺栓连接有局部拉脱 剪断 破损或较大滑移者 根据其严重程度可按本标准总则评为c级或d级 三 应取一 二款中较低等级作为构造和连接子项的评定等级 变形变形的准确测定一般是在调查出可疑迹象的情况下 选择较大的挠度或位移进行测量 过度的变形一般对应较大的裂缝 因此变形与裂缝应结合起来测量 混凝土结构或构件的变形子项按下表评定等级 裂缝对于因主筋锈蚀造成的沿构件主筋方向的裂缝 当裂缝宽度不超过2mm时评为c级 裂缝宽度大于2mm或主筋锈蚀导致构件掉角及混凝土保护层脱落者评为d级 无裂缝者评为ab级 对于受力主筋处的横向或斜向裂缝 根据裂缝的宽度 分别按下表的规定评级 并应考虑检测时尚未作用的各种因素对裂缝宽度的影响 二 项目评级 混凝土结构或构件的项目评定分为A B C D四个等级 应根据上述承载能力 构造和连接 裂缝 变形四个子项的评定结果 按下列原则确定 1 当四个子项的等级相差不大于一级时 以主要子项 即承载能力子项与构造和连接子项中的较低等级作为该项目的等级 2 当变形 裂缝子项比承载能力或构造和连接子项低二级时 以承载能力或构造和连接子项中的较低等级降一级作为该项目的等级 3 当变形 裂缝子项比承载能力或构造和连接子项低三级时 可根据变形 裂缝对承载能力的影响程度及其发展速度 以承载能力或构造和连接中的较低等级降一级或二级作为该项目的等级 五 钢结构鉴定评级 单层工业厂房钢结构或构件的鉴定评级包括承载能力 包括构造和连接 变形 偏差三个子项 其他钢结构建筑可以参考应用 当需要进行材质检测时 其检测原则除按一般规定外 尚应符合下列要求 1 对于重级工作制或吊车起重量等于或大于500KN的中级工作制焊接吊车梁 应检验其常温冲击韧性 必要时检验负温冲击韧性 2 当结构经受过150度以上的温度作用或受过骤冷骤热影响时 应检查烧伤程度 必要时应取样试验 确定其力学性能指标 一 承载能力 包括构造和连接 鉴定评级钢结构或构件应进行强度 稳定性 连接 疲劳等承载能力等的验算 结构或构件的承载能力 包括构造和连接 子项可按下表评定等级 二 变形鉴定评级钢结构或构件的变形子项可按下表评定等级 三 偏差鉴定评级钢结构或构件的偏差子项按下列规定评定等级 1 天窗架 屋架和托架的不垂直度 a级 不大于天窗架 屋架和托架高度的1 250 且不大于15mm b级 构件的不垂直度略大于a级的允许值 且沿厂房纵向有足够的垂直支撑保证这种偏差不再发展 c级或d级 构件的不垂直度大于a级的允许值 且有发展的可能时 可按评级基本原则评为c级或d级 2 受压杆件对通过主受力平面的弯曲矢高 a级 不大于杆件自由长度的1 1000 且不大于10mm b级 不大于杆件自由长度的1 660 c级或d级 大于杆件自由长度的1 660 可按评级基本原则评为c级或d级 3 实腹梁的侧弯矢高 a级 不大于构件跨度的1 660 b级 略大于构件跨度的1 660 且不可能发展 c级或d级 大于构件跨度的1 660 可按评级基本原则评为c级或d级 4 吊车梁轨道中心对吊车梁轴线的偏差e a级 e20mm 吊车梁上翼缘与轨底接触面不平直 有啃轨现象 可按评级基本原则评为c级或d级 四 组合项目鉴定评级钢结构或构件的项目评定等级应根据承载能力 包括构造和连接 变形 偏差三个子项的等级 按下列原则确定 1 当变形 偏差的评定等级与承载能力 包括构造和连接 的评定等级相差不大于一级时 以承载能力 包括构造和连接 的等级作为该项目的评定等级 2 当变形 偏差的评定等级比承载能力 包括构造和连接 的评定等级低二级时 以承载能力 包括构造和连接 的等级降一级作为该项目的评定等级 3 当变形 偏差的评定等级比承载能力 包括构造和连接 的评定等级低三级时 可根据变形 偏差对承载能力的影响程度 以承载能力 包括构造和连接 的等级降一级或二级作为该项目的评定等级 六围护结构系统的鉴定评级 七 工业厂房的综合鉴定评级 工业厂房的综合鉴定评级主要是为管理部门提供决策参考依据 工业厂房的综合鉴定可根据厂房的结构系统 结构现状 工艺布置 使用条件和鉴定目的 将厂房的整体 区段或结构系统划分为一个或多个评定单元进行综合评定 厂房评定单元的综合鉴定评级应包括承重结构系统 结构布置及支撑系统 围护结构系统三个组合项目 综合评级结果列入下表 一 厂房评定单元的承重结构系统评定 厂房评定单元的承重结构系统组合项目的评定等级分为A B C D四级 可按下列规定进行 1 将厂房评定单元的承重结构系统划分为若干传力树 2 传力树中各种构件的评定等级 构件可分为基本构件和非基本构件两类 并根据其处的工艺流程部位 按下列规定评定 1 基本构件和非基本构件的评定等级 应在各自单个构件评定等级的基础上 按其所含的各个等级的百分比确定 基本构件 A级 含B级且不大于30 不含C级 D级 B级 含C级且不大于30 不含D级 C级 含D级且小于10 D级 含D级且大于或等于10 非基本构件A级 含B级且小于50 不含C级 D级 B级 含C级 D级之和小于50 且含D级小于5 C级 含D级且小于35 D级 含D级且大于或等于35 2 当工艺流程的关键部位存在C级 D级构件时 可不按上述规定评定等级 根据其失效后果的影响程度 该种构件可评为C级或D级 3 传力树评级取树中各基本构件等级中的最低评定等级 当树中非基本构件的最低等级比基本构件的最低等级低二级时 以基本构件的最低等级降一级作为该传力树的评定等级 当出现低三级时 可按基本构件的最低等级降二级确定 4 厂房评定单元承重结构系统的评级可按下列规定确定 A级 含B级传力树且不大于3O 不含C级 D级传力树 B级 含C级传力树且不大于15 不含D级传力树 C级 含D级传力树且小于15 D级 含D级传力树且大于或等于15 5 仅以结构系统为评定单元的综合鉴定评级 可按照传力树中各种构件的评定等级方法评定 二 厂房评定单元的综合评定 厂房评定单元的综合鉴定评级分为一 二 三 四4个级别 应包括承重结构系统 结构布置和支撑系统 围护结构系统三个组合项目 以承重结构系统为主 按下列规定确定评定单元的综合评级 1 当结构布置和支撑系统 围护结构系统的评定等级与承重结构系统的评定等级相差不大于一级时 可以承重结构系统的评定等级作为该评定单元的评定等级 2 当结构布置和支撑系统 围护结构系统的评定等级比承重结构系统的评定等级低二级时 可以承重结构系统的评定等级降一级作为该评定单元的评定等级 3 当结构布置和支撑系统 围护结构系统的评定等级比承重结构系统的评定等级低三级时 可根据上述原则和具体情况 以承重结构系统的评定等级降一级或二级作为该评定单元的评定等级 4 综合评定中宜结合评定单元的重要性 耐久性 使用状态等综合判定 可对上述评定结果作不大于一级的调整 鉴定报告中除对厂房评定单元进行综合鉴定评级外 还应对C级 D级承重构件的数量 分布位置及处理建议作详细说明 第三节民用建筑可靠性鉴定评级 民用建筑可靠性鉴定标准 将已有建筑物的可靠性鉴定划分为安全性鉴定与正常使用性鉴定两个部分 采用等级评定对建筑物的安全性和正常使用性现状作出评价 根据分级模式设计的评定程序 将复杂的建筑结构体系分为相对简单的若干层次 然后分层分项进行检查 逐层逐步进行综合 以取得能满足实用要求的可靠性鉴定结论 建筑物安全性和正常使用性鉴定及可靠性鉴定评级 分为构件 子单元和鉴定单元三个层次 每一层次分为四个安全性等级和三个使用性等级 鉴定时第一层次 构件 是基础 故鉴定评级应从第一层次开始 然后评定第二层次 最后评定第三层次 1在下列情况下 应进行可靠性鉴定 1 建筑物大修前的全面检查 2 重要建筑物的定期检查 3 建筑物改变用途或使用条件的鉴定 4 建筑物超过设计基准期继续使用的鉴定 5 为制订建筑群维修改造规划而进行的普查 2在下列情况下 可仅进行安全性鉴定 1 危房鉴定及各种应急鉴定 2 房屋改造前的安全检查 3 临时性房屋需要延长使用期的检查 4 使用性鉴定中发现的安全问题 3在下列情况下 可仅进行正常使用性鉴定 1 建筑物日常维护的检查 2 建筑物使用功能的鉴定 3 建筑物有特殊使用要求的专门鉴定 1 危房 危险构件 定义 1 危房 结构已严重损坏 或承重构件已属危险构件 随时可能丧失稳定和承载能力 不能保证居住和使用安全的房屋 2 危险构件 是指其承载能力 裂缝和变形不能满足正常使用要求的结构构件 第三节民用建筑危险房屋鉴定 3 单个构件的划分1 基础独立柱基 以一根柱的单个基础为一构件 条形基础 以一个自然间一轴线单面长度为一构件 板式基础 以一个自然间的面积为一构件 2 墙体 以一个计算高度 一个自然间的一面为一构件 3 柱 以一个计算高度 一根为一构件 4 梁 檩条 搁栅等 以一个跨度 一根为一构件 5 板 以一个自然间面积为一构件 预制板以一块为一构件 6 屋架 桁架等 以一榀为一构件 2 评定方法 按三个层次进行 1 构件危险性鉴定等级 危险构件非危险构件 2 房屋组成部分危险性鉴定 地基基础 上部承重结构和围护结构 等级 a 无危险点b 有危险点c 局部危险d 整体危险 3 房屋危险性鉴定等级 A 非危房B 危险点房C 局部危房D 整幢危房理论基础 Fuzzy 模糊 数学中的综合评定理论 混凝土构件危险点 危险房屋鉴定标准 4 5 4混凝土构件有下列现象之一者 应评定为危险点 1构件承载力小于作用效应的85 R OS 0 85 2梁 板产生超过Lo 150的挠度 且受拉区的裂缝宽度大于1mm 3简支梁 连续梁跨中部受拉区产生竖向裂缝 其一侧向上延伸达梁高的2 3以上 且缝宽大于0 5mm 或在支座附近出现剪切斜裂缝 缝宽大于0 4mm 4梁 板受力主筋处产生横向水平裂缝和斜裂缝 缝宽大于1mm 板产生宽度大于0 4mm的受压裂缝 5梁 板因主筋锈蚀 产生沿主筋方向的裂缝 缝宽大于1mm 或构件混凝土严重缺损 或混凝土保护层严重脱落 露筋 6现浇板面周边产生裂缝 或板底产生交叉裂缝 7预应力梁 板产生竖向通长裂缝 或端部混凝土松散露筋 其长度达主筋直径的100倍以上 8受压柱产生竖向裂缝 保护层剥落 主筋外露锈蚀 或一侧产生水平裂缝 缝宽大于1mm 另一侧混凝土被压碎 主筋外露锈蚀 混凝土构件危险点 危险房屋鉴定标准 9墙中间部位产生交叉裂缝 缝宽大于0 4mm 10柱 墙产生倾斜 位移 其倾斜率超过高度的1 其侧向位移量大于h 500 11柱 墙混凝土酥裂 碳化 起鼓 其破坏面大于全截面的1 3 且主筋外露 锈蚀严重 截面减小 12柱 墙侧向变形 其极限值大于h 1250 或大于30mm 13屋架产生大于Lo 200的挠度 且下弦产生横断裂缝 缝宽大于1mm 14屋架支撑系统失效导致倾斜 其倾斜率大于屋架高度的2 15压弯构件保护层剥落 主筋多处外露锈蚀 端节点连接松动 且伴有明显的变形裂缝 16梁 板有效搁置长度小于规定值的70 4 具体鉴定顺序 结构 数学计算 1 危险构件数量 2 危险构件百分数 3 房屋组成部分隶属函数计算 4 房屋的隶属函数计算1 房屋A级的隶属函数 地基基础承重结构围护结构2 房屋B级的隶属函数3 房屋C级的隶属函数4 房屋D级的隶属函数 5 评定1 则为D级 整幢危房 2 则为D级 整幢危房 3 则综合判断结果为A级 非危房 4 则综合判断结果为B级 危险点房 5 则综合判断结果为C级 局部危房 6 则综合判断结果为D级 整幢危房 鉴定程序及其工作内容 鉴定程序 工作内容 初步调查宜包括下列基本工作内容 1 图纸资料如岩土工程勘察报告 设计计算书 设计变更记录 施工图 施工及施工变更记录 竣工图 竣工质检及验收文件 包括隐蔽工程验收记录 定点观测记录 事故处理报告 维修记录 历次加固改造图纸等 2 建筑物历史如原始施工 历次修缮 改造 用途变更 使用条件改变以及受灾等情况 3 考察现场