工业房屋的安全性及抗震性能鉴定

工业房屋的安全性及抗震性能鉴定

沈华俊

上海文汇工程咨询有限公司

摘要：工业房屋建设在国内的需求量越来越大。鉴于工业房屋中的大型设备数量较多，其安全性和防震性能受到了越来越多的关注。房屋的检验和鉴定工作贯穿了房屋的生命周期。在这些因素中，安全和抗震能力的评估是非常重要的。针对目前国内常用的工业房屋建筑结构设计和地震防灾技术，本文以工业房屋的安全和抗震能力评估为基础，对其进行了资料分析，对我国房屋建筑抗震防灾具有一定的借鉴意义。

关键词：工业房屋；安全性；抗震性能；评估研究

引言：目前，我国的工业房屋大多采用预制板，从造价、施工、日常维修等方面，与其他结构型建筑相比，具有显著的优越性。在国内，工业厂房的结构形式仍然是以工厂为主，如果在地震中受到强烈的冲击，会对工厂或工厂造成重大的冲击，使工厂或工厂在震后停工，造成巨大的经济损失，对国民经济的发展有很大的影响。从近几年的地震数据中可以看到，单层厂房的抗震性能还需要进一步改进，因此对单层厂房的抗震特性进行分析是十分必要的。

一、房屋安全评估的主要内容

第一，房屋安全性评估。主要包括针对房屋的场所、建筑物的观察、研究、检测、实验、检查的情况及其必要的检验；找出住宅的安全方面存在的问题；查明形成这些现象的根源，并依据相关的技术规范、法律、标准，确定住宅安全度的结果；同时也为维护住宅的正常使用与民众生命财产的安全，提供了相关的指导措施和意见。现代住宅技术鉴定，是一项独特的带有科技鉴别诊断性质、评价性的技术检测鉴定。

第二，对房屋的风险评价（也就是危房的评估）。由于超期服役、先天劣势、管理不当、使用条件不良，或人为因素等原因，在使用中产生变异，局部甚至整个倒塌的，都必须作进行检查检测或判断性分析评估，以判断对房屋的危害程度（一般是指单栋建筑物）。

第三，房屋的安全完整性评估。如工厂、办公大楼、房屋建筑、安全走廊、围墙等建筑的主要标准是以安全性能、完损程度、危害性进行技术鉴定，以确保建筑物的安全使用与维修。

第四，结构稳定性评估中需要变更功能。凡是要求更新或改善原房的使用性能的，均应加以评估与论证。它是根据原房的构造坚固性，鉴定其变更使用后有无因加荷载或拆除构件而危及使用，鉴定其变更使用时的构造是否符合新的使用能力条件。

第五，老旧房屋在进行加层改建之前的技术方案论证。

第六，与其他建筑物间的相互影响情况的技术鉴定。新施工（如打桩、开挖、排水）对相邻房屋造成的损害。相邻房因为建筑期限的差异所造成损害的争议赔偿处理，要针对建筑本身的损害情况进行评估。

二、房屋安全评估的重要意义

对服役建筑物的耐久性进行科学评价，并对其剩余寿命进行预报，可以发现其存在的潜在危险，从而为维修、加固或拆除工程提供依据，预防工程建设中出现的重大安全事故。通过对建筑物的耐久性进行预评价，一方面可以依据评价结果对其进行修改，使其具有充分的耐久性，达到防患于未然的目的；同时，它还能反映出影响建筑使用寿命的内外要素，以便根据周围环境、用途、经济条件等进行合理的投资，对改善建筑的设计、施工质量起到了积极的作用。

三、项目概要

某单层工业建筑，由轴线大堂、中轴前厅、轴线舞台三个部分组成，大堂与前厅、舞台之间不留空隙，并采用了预先准备桩基。中庭使用了三层砖混结构，地面使用2.4厘米厚的粘土实心砖墙体和钢筋砼结构立柱，楼板、屋面板均使用预制板，建筑物高约12.0m；主楼结构为一个由钢筋混凝土柱与钢筋屋架所组成的单排钢筋砼框架结构，其屋顶为预制板形式，其高度为7.5米。整个面积为1050m2，经对其安全和防震性能鉴定[1]。

四、现场检验的内容和检验结果

（一）建筑结构布置与用途研究

该项目为单层工业建筑，原设计由轴大厅、轴前厅、轴舞台三部分构成，轴山墙与邻近建筑轴线共壁；厅与前厅、舞台之间不设接缝，采用预制桩基。经现场调查、勘测，现建筑结构存在以下重大变化：原设计的中轴线舞台也被拆掉，增加了斜坡和综合楼相连；将主楼结构由钢筋砼结合换成钢筋桁架；在大堂和前厅之间加了局部的隔断。其余建筑物结构和构件布局均与原设计一致。为三层钢砖混结合结构，由二百四十厘米厚的黏土实心砖墙体和钢筋混凝土柱共同承重，房、屋面板均采用预制板，一层层高4.8m，二层层高3.6m，三层层高3.0m，总建筑高度为12.0m；主楼为一个由钢筋混凝土柱和钢筋屋架组成的单层排架加固结构，其屋顶为预制板形式，其高度为7.5米。而该楼房的建筑平面轴线高度为37.8米*20.1米，总建筑面积为1050 m 2。

（二）结构部件的运行状况检验

第一，外观和内部品质：①墙体：前厅、前厅增设了局部隔板，前厅后墙体与原有结构不咬合，且与原结构的接合处多处脱裂；新增加的厅墙没有设置地基，现已有一些明显的倾斜裂缝。②钢筋混凝土构件：有部分房子的楼板有渗漏迹象，但其他的钢筋混凝土构件却并未出现什么异常。③钢屋架：钢屋架多处腐蚀，多见于桁架杆件搭设的双角形钢肢背连接，支撑屋面出檐板的钢柱和钢梁及其连接件，以及屋面支撑系统杆件搭设的端子板与螺栓连接等；个别的固定螺栓或螺帽也没有。④大堂楼顶大屋面板：大堂楼顶的大屋面板和钢纵桁（或预制壁板）之间衔接并不紧密，支承构件也不合理等。⑤其它：楼顶的架空工程保温材料部分损坏。

第二，按现场实际情况，对17个测点进行测量，测量建筑物的倾角。试验结果显示，轮轴存在明显的局部倾角，最大倾角达到 H/114，超出了规范规定的 H/250；但是，除了主楼后壁，其它上部结构的非均匀沉降裂缝没有发生，目前的倾斜是由于施工的原因造成的。

第三，实测的砌体抗压强度估算值为3.7-4.9 MPa；该砖抗压强度转换的各项指标均达到了 MU7.5的设计强度标准。

第四，现场测量结果表明，柱、梁截面尺寸与原始设计值基本一致。实测柱、梁现龄期混凝土强度估算值、柱、梁主筋根数和直径等指标均满足设计指标。有几根柱箍筋的平均间距大于设计值。

第五，实地考察发现，墙体均为错缝拼装，但厅、前厅的后墙与原结构不咬合砌筑。预埋件的板缝是用混凝土填充的，在预埋件的支撑部位有坐浆，但是在各个楼层的预制板面上没有加筋的细石混凝土面层。每一层都有一圈梁，没有构造柱[2]。

五、建筑结构安全等级评定

（一）地基基础子单元

实测资料显示，轮轴存在明显的局部倾角，最大倾角达到 H/114，超出了规范规定的 H/250；但是，除了主楼后壁，其它上部结构的非均匀沉降裂缝没有发生，目前的倾斜是由于施工的原因造成的。通过对三层结构不均匀沉降的检测，可以间接地将地基基础子单元的安全级别定为 Bu级。

（二）上部承重结构子单元

第一，不同结构部件的静态安全性。砖块：前厅结构布局不合理、传递路径混乱、抗侧刚性较差；后墙与原来的结构不咬合，后期与原结构的接合部一般脱落。砖瓦构件的安全等级评定为铜。钢筋混凝土构件：经检验资料检验，发现大堂立柱承重能力不足；房屋的一些楼板有渗漏现象，其它的钢筋混凝土结构构件的工作状况没有出现显著的变化。混凝土柱，梁和板构件的安全性评定为 Cu级。钢结构楼房的杆件搭设情况：经试验检查，有部分上弦柱的强度不够；钢结构构件多处锈蚀，主要体现在桁架柱与结构杆件搭设的双角形钢柱背连接处，支承屋面出檐板的钢梁和钢柱及其连接件，与屋面支承系统杆件搭设的端子板与螺栓连接处等；个别的固定螺栓螺帽也没有。钢结构房屋结构的安全等级评定为 Cu级。第二，建筑物的横向变形；实际数据表明，轮轴具有显著的局部倾角，最大倾角超过H/114，甚至超过了国际标准要求的H/250；不过，除主楼后墙，其它上部构件的非平衡沉降裂缝并未出现，而目前的最大倾斜是由于施工的质量问题所引起的。该构件的侧向变形强度已被定为Bu型标准。第三，建筑物的结构稳定性。存在的前厅布置不当、承载能力线路设计错误、在部分纵墙交叉处没有咬槎搭墙；大厅标高为七点零m的大屋面梁和墙体的水平比较薄弱；大厅顶部的大屋面梁和钢桁梁（或预制壁端板）的衔接不够紧密，基础构造不合理。第四，根据上述的测试和分析，该项目的上部承重构件的安全等级评定为 Cu级。

（三）围护系统的承重部分子单元

后砌墙与原结构的接合部一般脱开，屋顶架空保温部分破损，其他部分的施工状况没有发现明显的异常。该防护体系的承载部分的分子单元安全评价为铜。

（四）调查结果和建议

根据地基基础、上部承重结构、围护系统承重构件的安全等级评定，确定了结构安全级别为 Csu级。

六、地震作用评估

该项目为工业房屋，位于7度地震设防烈度(0.10 g)，属于标准防御型(C)，属于 A类，其后续使用寿命为30年，其抗震性能按照《建筑抗震鉴定标准》的有关要求进行评定。

（一）场地、地基和地基

该项目位于7度地震设防烈度区域，可以不进行现场结构的地震效应评估；根据现场调查和检测资料，可以认为目前的地基基础没有发生较大的静载荷，可以不进行地基的地震评估。

（二）三层结构

1.防震设计方案的确定

第一，建筑布局：按照规范规定，正厅和正厅间没有设置隔振缝，但是正厅纵向连杆和前厅环梁没有封闭，说明了门厅与厅堂的衔接不合理；而在此项目中，由于不同结构之间的振动不同步，导致了建筑物与邻近建筑物的轴线共墙，从而导致了更大的地震灾害。这说明了该项目的结构布局是不合理的。

第二，实际材料强度：砌筑砂浆、砖、钢筋、混凝土柱、梁等材料的强度基本达到了评定标准。

第三，排架柱、连系梁的配筋与结构：排架柱中梁底主筋的锚长未达到规范规定30 d的规定，其他配筋结构均符合鉴定标准。

第四，整体连接结构和易损件结构：大堂屋顶的大屋面板和钢桁梁（或墙内预制端板）不牢固地焊接，支撑结构构造不合理；经检查，在前注浆成型墙与后排架结构墙的连接处，并没有拉结钢筋直径；后砌体隔墙与原有构件并不咬合，与原有构件的接合部也多处断开；在厅堂高度为七点零米以上的屋面（钢桁梁的末端外侧，支撑在标高7.0 m的檐口封闭梁上），没有足够的横向支撑，其出平面稳定性有显著的弱点。其它整体连接结构符合鉴定标准。⑸结构体系、柱梁节点构造、整体连接构造均不满足设计规范[3]。

2.结构的承载力校核

按照《建筑抗震鉴定标准》的规定，该工程不需要进行地震荷载试验。

3.抗震鉴定结论

该项目的整体抗震性能不符合评估规范。

结论：工业房屋的厅堂与两侧附属房屋通常不设裂缝，震害程度不高，且本工程也没有设置裂缝，因此在交接部位会受到很大的压力，因此必须加强衔接，以提高房屋的整体性能，因此在鉴定时要特别注意。此外，舞台口梁是悬臂结构，结构受力复杂，在地震中受到的损伤也比较多，因此，尽管该阶段已经被拆除，但在进行正常的空置房屋鉴定时，要注意它与大堂屋盖系统的拉结、整体的稳定性。

参考文献：

[1]试论在建筑结构设计中如何提高建筑的安全性[J]. 吴生慧.  门窗. 2019(18).

[2]建筑结构设计中提高建筑安全性的策略分析[J]. 林其双.  散装水泥. 2020(02).

[3]如何在建筑结构设计中提高建筑安全性分析[J]. 马金刚.  城市建设理论研究（电子版）. 2018(01).