房屋安全鉴定中值得注意的几个结构体系问题

来源 :中国房地产业·上半月 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sssmickey
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  【摘要】建筑行业中的“89规范体系”施行以前的房屋,其设计、施工的管理和技术要求与现行的技术标准存在着较大的不同。对于上世纪中后期经常采用,而现阶段被减少、限制或淘汰的房屋结构体系,其结构安全性鉴定中,所需考虑的结构整体性相关因素,本文做了相应探讨。
  【关键词】建筑结构体系;结构隐患;安全鉴定
  由于历史的原因,特别是建筑行业中的“89规范体系”施行以前的房屋,设计、施工的管理和技术要求与现行的技术标准存在着较大的不同,因而需要通过对以往房屋的设计、施工的研究来指导房屋鉴定工作。对于上世纪中后期经常采用而现阶段被减少、限制或淘汰的房屋结构体系,这部分房屋受当时经济条件的限制,房屋建筑材料也较为节俭,为了降低建筑造价,结构形式有的也较为混杂,同时设计、施工和管理明显落后于现阶段。由于这部分房屋存量较大,房龄也大都在三十年左右,一直是房屋安全管理和房屋安全鉴定工作所关注的重点。
  1、部分框架结构,部分砌体结构房屋
  砌体结构主要受力构件是墙体,所以小开间布局是其显著的特点。为获取较大空间,根据需要,有的在砌体结构中局部采用框架结构,造成房屋似砌体结构又非砌体结构,似框架结构又非框架结构,结构体系不明,传力途径不清楚。
  框架结构和砌体结构刚度相差很大,受力性能和变形差异也很大,两种结构难以共同工作,计算模型也很难确定,勉强确定计算简图和实际结构体系严重不符,导致计算结果与实际偏差较大。不仅上部结构,房屋地基也很难保证均匀沉降,構件开裂在所难免。如果房屋维修不及时,任其裂缝发展,必然降低构件或结构受力性能,产生安全隐患。因此这类房屋,不仅要注意砌体的裂缝,还要重点勘察框架结构的裂缝。在地震设防区,这种结构体系更不应采用。这种结构体系若非对称布局,刚度相差会更大,在地震作用下极易发生扭转破坏;即使对称布局,因其砌体结构刚度远大于框架结构的刚度,地震时承受较多地震作用,而砌体的抗裂性能很低,砌体开裂后刚度大幅下降,致使地震作用力只能由框架承受。若设计未考虑结构实际开裂后的内力重分配,则可能会在地震力作用下,导致结构被“各个击破”而破坏。这类房屋常见的主要有部分为商店,部分为办公的房屋等。也可能此类房屋尚未发生明显病害现象,但采用此种结构体系为房屋带来了先天缺陷,形成安全隐患,尤其是在对房屋进行可靠性评判中,应当考虑此因素。
  2、底层框架砖房
  上世纪七、八、九十年代此类结构多用于大中型城市临街房屋;九十年代和本世纪初县、市、镇较多采用。这类房屋的结构特点是:底层的框架及剪力墙承受上部分结构的全部荷载,并且房屋底层层高一般是4.2m左右,结构设计中梁高的取值受限,梁的钢筋用量大,一根框架梁或主梁承受上部四至五层的某一片区的墙体、楼板和活荷载,受力很大,其中还有相当大的集中荷载;框架柱同样道理,轴力非常大;剪力墙墙体也是既承受上部墙体的均布荷载,又承受托梁传来的集中荷载;砖砌体施工工艺相对复杂,如墙体的抗震墙部分和承受竖向荷载部分需要先砌后浇;分隔部分又需要先浇后砌。同时,墙体内还要根据需要设置拉结钢筋,并采用不同的砌筑方式。设计中,有时容易疏漏,施工中有时难以满足受力模式的需要,因此,鉴定中需重点调查是否存在整体平面布置不合理、抗震剪力墙设置不符合要求、上下部分侧向刚度比不符合要求、过渡层加强措施不符合要求等结构布置方面的问题。
  3、单跨框架结构房屋
  单跨框架结构是由两根柱子和单根梁组成的结构。为获得较好的通风采光效果,过去很多中小学教学楼和生活设施建筑都采用单面走廊的形式,其结构形式也相应采用了单跨框架结构体系。而单跨框架作为框架结构的特殊形式,其抗侧移刚度小,耗能能力弱,结构冗余度小,在遭遇强烈地震时,很容易造成分隔墙倒塌,甚至是由于单个竖向构件发生破坏继而引发结构连续倒塌。如,1999年9月21日台湾发生强烈地震,台中客运站由于一侧柱子破坏而导致全楼倒塌;再如,2008年,5月12日,汶川发生强烈地震,也有很多类似的情况。
  这类建筑的安全隐患,在历次的地震中,都证明这种结构体系对抗震严重不利,所以在总结经验教训的基础上,新设计的建筑基本都避免采用单跨框架结构。已建成的单跨框架结构应当进行抗震鉴定并加固以提高其抗震能力。《建筑抗震设计规范》和《建筑抗震鉴定标准》也做了相应规定:
  (1)《建筑抗震设计规范》第6.1.5条规定:“甲、乙类建筑以及高度大于24m丙类建筑,不应采用单跨框架结构;高度不大于24m丙类建筑不宜采用单跨框架结构”。
  (2)《建筑抗震鉴定标准》第6.2.1条也规定:“框架结构不宜为单跨框架,乙类设防时,不应为单跨框架结构”。
  根据单跨框架在地震荷载作用下,因为刚度小,而使侧移变形大;因为冗余度小,耗能弱的特点,在进行房屋抗震鉴定中除依据标准进行外,要特别分清有利因素和不利因素,如:在主要结构是单跨框架的结构体系中,在一定距离内均匀设置多榀框架的结构体系,均匀的增加了刚度是有利因素,当满足一定要求时,甚至可以认定不是单跨框架结构体系;在全部是单跨框架的结构体系中,端部小房间的框架中,利用粘土砖等刚性材料分隔,其它跨内空旷或轻质材料分隔,使结构体系的刚度不均匀,又增加了体系中的扭转不利因素,对房屋的抗震性能更加降低,此类设置应予拆除更换或加固改造。对应其特点,在加固中,固然对梁柱配筋的加强,有利于安全,但增加结构的刚度会更加有效。如,在单跨方向有效(与框架柱共同工作)设置柱子翼墙(小段钢筋混凝土墙)更加有效,一般这种剪力墙宽度不小于200mm,框架方向长度不小于600mm;在单跨方向均匀设置钢支撑等措施也会取得较好的效果。
  参考文献:
  [1]林同炎.S.D斯多台斯伯利.结构概念和体系.中国建筑工业出版社.2005.5
  [2]清华大学土建工程安全研究中心.房屋建筑物安全管理制度与技术标准.清华大学出版社.2011.3
  [3]陈建明.房屋安全鉴定实务.中国建筑工业出版社.2014.4
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