建筑结构可靠性鉴定是通过对建筑结构、材料、设备等方面进行综合评估,以确保建筑安全性和可靠性的过程。其定义为结构在规定时间内、规定条件下,完成预定功能(如强度、刚度、稳定性、抗裂性、耐久性)的能力。
建筑结构可靠性鉴定具有至关重要的意义。首先,它关乎每一个人的生命和财产安全。例如,房屋主体结构质量不合格,如地基、承重墙等部位出现结构性迸裂、倾斜、坍塌等问题,会严重威胁人们的生命安全。严重影响正常居住使用的质量问题,如不能正常供水供电等,也会给人们的生活带来极大不便。其次,合格的建筑可靠性鉴定可以提高建筑的使用寿命和价值。据相关资料显示,通过定期进行可靠性鉴定可以延长建筑的使用寿命,节约维护和修复成本。例如某城市一幢商业大厦在经历多次地震后,进行可靠性鉴定,发现建筑存在严重的承重结构疲劳问题以及墙体裂缝。经过维修和改造,加固了承重墙体,再次经历地震时,成功避免了二次破坏。Zui后,建筑可靠性鉴定也是法律的要求,能够使建筑符合法规和标准,避免相关的法律责任。
建筑结构可靠性鉴定对保障建筑安全、延长使用寿命具有重大意义,是守护生命财产安全的关键一步。
二、鉴定标准与依据(一)主要鉴定标准《民用建筑可靠性鉴定标准》适用于以混凝土结构、钢结构、砌体结构、木结构为承重结构的民用建筑及其附属构筑物的可靠性鉴定。该标准明确了民用建筑可靠性鉴定除应符合本标准外,还应符合国家现行有关标准的规定。标准涵盖了鉴定程序及其工作内容、鉴定评级标准等方面。例如,民用建筑可靠性鉴定可分为安全性鉴定和正常使用性鉴定,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,根据上述评级结果,房屋可靠性等级评定为 I、II、III、IV 四个等级。
《工业建筑可靠性鉴定标准》主要针对以混凝土、钢结构、砌体结构为承重结构的工业建筑进行可靠性鉴定。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。
这些标准的作用在于为建筑结构可靠性鉴定提供了科学、规范的方法和依据,确保鉴定结果的准确性和可靠性,从而为建筑的安全使用、维修改造等提供决策支持。
(二)鉴定依据来源建筑结构可靠性鉴定的依据主要来自以下几个方面:
首先是国家规范,如《民用建筑可靠性鉴定标准》《工业建筑可靠性鉴定标准》《危险房屋鉴定标准》《建筑抗震鉴定标准》等,这些规范明确了鉴定的方法、程序、评级标准等,为鉴定工作提供了基本的准则。
其次是行业标准,不同地区和行业可能会根据实际情况制定一些特定的标准和规范,进一步细化和补充国家规范的内容,以适应不同地区和行业的特点。
Zui后,委托方提供的相关资料也是重要的鉴定依据来源。这些资料包括图纸资料,如工程地质勘察报告、建筑结构的设计图纸和计算书、设计变更、施工记录、竣工图、竣工质监及验收文件等;建筑物使用、损坏及修缮历史,如建筑物的改造、维修、用途变更、使用条件改变以及是否受过灾害等情况;现场基本情况,如资料的核对、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。这些资料能够为鉴定人员提供关于建筑结构的详细信息,有助于更准确地进行鉴定。
三、鉴定方法与流程(一)传统经验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。
传统经验法大多不使用现代测试技术手段,其分析判断结果有时受鉴定人认知和技术水平的影响难以做到准确无误,容易产生错判或漏判。且由于缺乏必要的测试技术仪器检测,以及科学的定量分析评价方法的程序,鉴定多以定性分析判断为主,故在工程处理方案上一般偏于保守。
不过,传统经验法也有其适用范围。房屋鉴定、维修、管理的专业技术人员一般都对所管理的房屋的建造与使用情况比较熟悉,对于结构简单以及加固维修投资不大的房屋进行鉴定仍然是可行的。例如,在一些老旧小区的房屋初步排查中,传统经验法可以快速地对房屋的大致状况进行判断,为后续的深入鉴定提供参考。
(二)实用鉴定法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。
实用鉴定法主要是采用现代测试技术,在现场踏勘检查的基础上,通过仪器直接测量必要的数据,运用数学和数理统计的理论,进行定性和定量分析,进而得出鉴定结论,大大提高了鉴定结果的科学性。这种方法是在初步分析事故原因的基础上,进行详细调查、材料试验和结构检验。然后逐项评价、综合评定,对建筑物做出较准确的鉴定。实用鉴定法的适用范围比较广,且有效性较高,是目前普遍采用的可靠性鉴定方法。
(三)概率法概率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。其基本原理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。例如,结构抗力比结构荷载效应越大其可靠程度也就越高,相反当结构抗力小于结构的荷载效应时结构便会处于失效状态。
然而,既有房屋本身的作用力、结构抗力等影响房屋承载能力的诸因素都是随机变量,其作用过程也是随机过程。而采用鉴定时点的应力值进行计算以及进行结构分析则属于定值法的范围。用定值法的固定值来估计既有房屋的随机变量的变化对房屋的不定性影响,显然是不合理的。并且,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。
(四)鉴定流程建筑结构可靠性鉴定的流程主要包括以下环节:
接受委托:客户在选择房屋结构鉴定单位时,一般都会比较多家,Zui终会选择一家在各方面都比较youxiu的房屋结构鉴定单位,将建筑物的鉴定任务委托给心中认可的房屋结构鉴定单位。
前期准备:房屋结构鉴定单位在和客户达成协议之前,会到建筑物现场进行初步勘测,了解检测项目的难度,为后续工作做好准备。
现场调查:包括对建筑物的结构布置、使用条件、地基基础等方面进行详细调查,收集相关数据。
确定检测方案:根据调查结果和委托方要求,确定具体的检测项目和方法。
现场检测:安排专业技术人员到现场进行检测,将现场勘测到的数据记录并备份。
数据处理:对检测数据进行整理、分析,去除异常值,确保数据的准确性。
结构分析:运用相关理论和方法,对建筑物结构的质量安全性和稳定性等方面进行分析和判断。
可靠性评定:根据计算得到的结果对建筑物进行等级的评定,出具鉴定报告。
四、鉴定案例分析(一)工业厂房案例浙江湖州某绿色智能产业园 4 号楼 9 - 10 号工业厂房于 2019 年建成,原设计为三层框架结构厂房,平面形状为长方形,主轴尺寸为 25.2 米 ×55.85 米,建筑高度约 18.85 米,建筑面积约 4222.26 平方米,设计使用年限为 50 年。为有效利用空间,2021 年 6 月对一、二层之间约 5 米标高处进行了夹层改造设计,改造后的夹层为钢结构。
1. 鉴定目的:检查厂房一、二层之间的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,在此基础上对工业建筑进行可靠性鉴定,并结合建筑实际情况提出合理的处理方案和建议。
2. 鉴定范围:石莲大东吴绿色智能产业园 4 号楼 9 - 10 号一、二层夹层结构体系。
3. 鉴定内容:
住房调查,包括前期调查和详细调查。前期调查涵盖图纸、勘察报告、设计变更、维修加固、验收记录、使用情况、历史变更等;详细调查包括结构体系基本情况调查、结构使用状况调查核实、基础调查检测(必要时)、材料性能检测分析(必要时)、承重结构检查、围护系统安全状况调查。
钢构件尺寸取样(取样数量视现场情况而定)。
部件的几何参数。
承重构件连接情况调查。
混凝土柱抗压强度取样检测。
取样并测试钢梁的里氏硬度。
测量建筑物的整体倾斜度。
检查外壳系统的安全状态和使用功能。
4. 分级标准:根据规范要求,工业建筑的可靠性鉴定等级应分为构件、结构体系和鉴定单元三个层次。其中,两级结构体系和构件的鉴定等级应包括安全等级和可用等级,必要时可综合评定可靠等级;有四个安全级别、三个可用性级别和四个可靠性级别。
5. 评估程序:首先进行委托,浙江中烟工程技术研究有限公司派技术人员到现场收集相关技术数据和资料,然后进行详细的调查和试验,对结构系统的可靠性水平进行分析和校核,Zui后根据国家有关规范和规定对可靠性水平进行评估。
现场检查及相关资料显示,该厂房一至二层后期增设了夹层结构体系,目前作为一般轻工车间使用,环境正常。结构布局基本合理,主钢梁采用 H 型钢,材质为 Q345B,次钢梁采用 H 型钢和 Q235B。采用现场激光测距仪测量结构体系平面尺寸,梁、柱、墙构件布置均满足设计要求。现场用钢卷尺测量了被检查房屋的柱、梁等主要承重构件的尺寸,详细的检测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)旅馆酒店案例以惠州某酒店为例,该建筑位于惠州市惠阳区新圩镇元洞管理区高布龙沙岗 2、3、4、5 楼,结构形式为框架结构,共 5 层,检测面积约为 3563.13㎡,设计、施工、监理、勘察等相关工程技术资料缺失,开竣工时间不详。该工程抗震设防烈度为 6 度,抗震设防分类为丙类,抗震等级为四级,场地土类别为 Ⅱ 类,地面粗糙度为 B 类,场地基本风压为 0.55kN/㎡,用途为酒店。
1. 上部主体结构检测鉴定内容:
构件混凝土强度检测:现场采用钻芯法抽检了该建筑上部结构部分构件的混凝土强度,所抽检的一至五层混凝土框架柱抗压强度推定值为 28.5MPa;二至屋面层混凝土框架梁抗压强度推定值为 26.7MPa。
构件钢筋配置情况检测:采用钢筋位置测定仪对框架柱、框架梁及楼板底部的配筋数量、直径和间距进行抽样检测,并选择部分构件剔凿出主筋,检测钢筋规格。
结构布置检查与轴线尺寸检测:该建筑结构布置合理,荷载传递路径简捷。
结构和构件损伤及缺陷情况检测:
主体结构倾斜和不均匀沉降的检测:经现场检测,该建筑室内外地面与主体结构之间没有出现明显的相对位移,上部结构中未出现因地基不均匀沉降所引起的裂缝、倾斜等情况。
主体结构及构件的损伤及缺陷检测:经现场检测,该建筑主体结构及构件中尚未出现由于结构受力或变形引起的明显可见裂缝,所测结构构件中未发现影响结构安全的可见缺陷存在;建筑物的围护结构构件目前没有出现由于结构受力或基础沉降引起的明显可见损伤。
结构承载力计算:该建筑框架柱实际配筋量满足计算承载力的要求;框架梁实际配筋量满足计算承载力的要求;楼板实际配筋量满足计算承载力的要求。
框架柱轴压比计算:该建筑框架柱轴压比计算结果满足《建筑抗震鉴定标准》(GB 50023 - 2009)的要求。
结构安全性等级评定:
地基基础子单元:建筑物无明显整体倾斜;建筑场地地基稳定,无滑移迹象;上部结构构件也未发现由于地基不均匀沉降引起的裂缝或变形等现象。该建筑物地基基础子单元的安全性等级评定为 Bu 级。
上部承重结构子单元:上部承重结构子单元的安全性评级按结构承载功能等级、结构的整体性等级以及结构侧向位移等级进行评定。柱构件和梁构件的安全性等级根据承载能力、构造、不适于继续承载的位移(或变形)和裂缝等四个检查项目分别进行评定,结果均为 au 级。综合评定房屋上部承重结构子单元安全性等级为 Bu 级。
(三)危房案例以哈尔滨居民楼为例,哈尔滨市道里区康安小区一栋居民楼出现倾斜开裂,涉事的康安小区 10 号楼于两年前被鉴定为 D 级危房。
1. 被鉴定为 D 级危房的原因:
四至八单元室内管沟积水,且向外渗漏,导致地基基础受到水浸,地基土软化,承载能力降低,产生不均匀沉降,使上部墙体开裂。
房屋超高、超层结不满足设计规范规定,墙体承载能力不满足要求,出现受力裂缝,地下室墙体破坏变形,影响上部墙体。
地下室外墙(临街一侧)多数窗洞口改为门洞口,洞口面积加大,墙体刚度被削弱,影响房屋外纵墙整体抵抗变形能力。
2. 居民安置情况:2022 年居民开始紧急撤离,有人投靠亲友,有人在安置的酒店居住。政府按照每个月 1300 元的标准给予租房补贴,在下一步安置方案出台前,先行启动居民临迁安置、发放 1300 元每户安置救助金工作。
3. 后续问题:为何两年前就已鉴定为 D 级的房屋却迟迟未能拆除?被拆除房屋的居民是否得到赔偿?这些问题仍待解决,期待更多的信息公开,妥善安置居民。
五、建筑结构可靠性鉴定的意义与展望(一)重要意义保障生命财产安全:建筑结构可靠性鉴定能够及时发现建筑结构存在的安全隐患,如主体结构质量不合格、严重影响正常居住使用的质量问题等。通过对房屋主体工程质量、结构安全性、构件耐久性和使用性的复核鉴定,可以有效避免因建筑结构问题导致的坍塌、倾斜等事故,保障人民生命财产安全。据统计,每年因建筑结构问题引发的安全事故不在少数,而通过可靠性鉴定可以提前发现并解决这些问题,降低事故发生的概率。
促进城市建设:随着城市化进程的加快,城市中的老旧建筑和新建建筑不断增加。对建筑结构进行可靠性鉴定,可以为城市规划和建设提供科学依据。对于老旧建筑,可以根据鉴定结果进行加固、改造或拆除,提高城市的整体安全性和美观度;对于新建建筑,可以通过鉴定确保其质量符合标准,为城市的可持续发展奠定基础。
维护社会稳定:建筑结构问题不仅会影响居民的生活质量,还可能引发社会矛盾。例如,房屋渗水、地面空鼓、墙皮脱落等问题可能导致居民与开发商或物业公司之间的纠纷。通过可靠性鉴定,可以明确责任,及时解决问题,维护社会稳定。
(二)未来展望技术创新:随着科技的不断进步,建筑结构可靠性鉴定技术也将不断创新。未来,可能会出现更加先进的检测设备和方法,如无损检测技术、智能传感器等。这些技术可以更加准确地检测建筑结构的性能,提高鉴定结果的可靠性。同时,数据分析和机器学习等技术也将在建筑结构可靠性鉴定中得到广泛应用,通过对大量数据的分析,可以更加准确地预测建筑结构的可靠性,及时发现潜在的问题。
全生命周期管理:建筑结构的可靠性不仅取决于设计和施工阶段,还与使用和维护阶段密切相关。未来,建筑结构可靠性鉴定将更加注重全生命周期管理,从建筑的规划、设计、施工、使用到拆除的各个阶段进行全面的监测和评估。通过建立建筑结构的全生命周期管理体系,可以及时发现和解决问题,延长建筑的使用寿命。
绿色建筑鉴定:随着人们对环境保护的重视,绿色建筑越来越受到关注。未来,建筑结构可靠性鉴定将更加注重绿色建筑的鉴定,评估绿色建筑的结构性能、能源利用效率和环境友好性等方面。通过对绿色建筑的鉴定,可以推动绿色建筑的发展,实现建筑与环境的和谐共生。
国际合作与交流:建筑结构可靠性鉴定是一个全球性的问题,各国都在积极探索和创新。未来,国际间的合作与交流将更加密切,通过分享经验和技术,可以共同提高建筑结构可靠性鉴定的水平。同时,guojibiaozhun的制定和推广也将促进建筑结构可靠性鉴定的规范化和标准化。
建筑结构可靠性鉴定在保障人民生命财产安全、促进城市建设等方面具有重要意义。未来,随着技术的不断创新和发展,建筑结构可靠性鉴定将更加科学、准确、高效,为建筑行业的可持续发展提供有力支撑。
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