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[摘 要] 本文主要介绍既有框架结构拟增层的安全性检测鉴定方法。通过对某小区建筑物结构增层前的受损和安全鉴定，借助于pkpm2010对拟增层结构进行增层可行性分析，给出了相应的分析结果。
[关键词]增层改造 安全检测鉴定 增层可行性分析
中图分类号： TU317； 文献标识码：A
1工程概况
某办公楼为钢筋混凝土框架结构，框架柱、梁为现浇，楼板及屋面板采用预制。该办公楼设计时间为1988年，当时结构设计主要依据《工业与民用建筑抗震设计规范》，虽已经考虑过适度的抗震设防要求，但与现行国家标准《建筑抗震设计规范》[1]相比，现行规范的抗震等级、抗震构造措施等均有明显提高，为保证后续增层改造的技术可行性和合理性，为后期改造提供全面的技术参考依据，特对该综合办公楼的结构安全性能和增层改造的可行性进行鉴定。
2 检测内容
根据建筑物的工程现状以及委托要求，检测内容主要有以下几点：
（1）核查建筑物的相关技术保证资料，了解工程概况、结构形式及相关设计要求和参数。
（2）通过现场对工程外观进行检查及目前使用状况调查，对损伤情况进行调查。
（3）对原始设计资料和地基施工资料、试桩资料等进行调查分析，根据现行规范对增层改造后桩基的承载能力进行计算分析。
（4）上部承重结构混凝土构件外观质量及截面尺寸检测，了解构件受环境影响侵蚀、人为损伤、灾害损伤等情况、混凝土构件配筋状况、表面碳化深度及现龄期混凝土抗压强度、砌筑砂浆强度；主体结构水平不均匀沉降变形和倾斜变形。
（5）根据实测结果，按照现行规范要求，对房屋加层的可行性进行计算分析，针对存在的问题提出相关意见和建议。
3 检测结果
3.1技术保证资料及目前使用情况调查
现状调查表明，室外散水及围护墙体未见异常，主体现浇混凝土构件梁外观质量较好，未见蜂窝、麻面、孔洞、露筋及裂缝等现象；但西侧5层顶处上屋面楼梯间混凝土踏步板钢筋锈蚀严重，混凝土外观质量较差。个别大开间房间水泥地面存在锯齿形裂缝，裂缝出现位置均位于该处预制板端头堵缝处。建筑物实测轴网尺寸及层高等均与原设计图纸符合。该综合楼曾进行过两次地质勘察，勘察时间分别为1986年11月和1988年6月，結果为综合楼场地为非自重湿陷性黄土场地，湿陷等级按照Ⅰ级考虑。
3.2上部主体结构变形检测
由检测结果可知，该建筑相邻柱基的沉降差最大为9mm，小于现行规范的最大允许值（0.003l），且考虑到该楼室外散水和围护墙体未见异常变形，可认为目前该楼变形正常，满足现行规范的要求。
用经纬仪对该楼垂直变形进行了观测，结果表明，该楼在竖直方向顶部相对底部的最大位移出现在该楼西南角，顶点相对底部向东偏移了18.0mm，依据国家标准《民用建筑可靠性鉴定标准》[2]第6.3.5条中关于框架结构不适于继续承载的侧向位移的有关规定，该楼整体变形可满足规范要求。
3.3混凝土强度检测
根据国家标准《建筑结构检测技术标准》[3]和行业标准《回弹法检测混凝土强度技术规程》[4]的要求进行了非破损的回弹法抽样检测，结果为：一层至三层混凝土柱构件，具有95%保证率的标准值的推定区间上限值和下限值分别为22.7MPa、18.6 MPa，低于C30设计强度等级要求；对于四层、五层混凝土柱及一层至屋面混凝土梁构件，具有95%保证率的标准值的推定区间上限值和下限值分别为18.5MPa、16.9 MPa，低于C20设计强度等级要求。
3.4砂浆强度检测
为了解该工程围护砌体中砂浆的实际强度，依据行业标准《贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规程》，采用贯入法对围护砌体的砂浆抗压强度进行了检测。得出砌筑砂浆强度等级较低，现龄期抗压强度推定值不足M5.0要求。
3.5构件截面尺寸及配筋检测
检测结果表明，所抽检混凝土构件的截面尺寸及配筋状况均满足原设计要求。
3.6增层改造的可行性分析
现状下办公楼主体结构5层，主体高度18.6米，原设计时依照《工业与民用建筑抗震设计规范》进行设计，设计时适度考虑了地震作用，但无抗震等级等概念。按照现行国家标准《建筑抗震设计规范》要求，拟加3层，层高按照3.6m考虑时，主体结构高度为29.4m（高度大于24m），抗震等级应为一级。在考虑8度设防烈度地震作用下（PKPM 2010版），本次结构抗震验算的一至八层平面布置、层高、构件尺寸与已有原结构相同，混凝土材料强度取本次实际测试结果，二至八层楼面恒荷载标准值取4.0kN/m2、活荷载标准值取2.0kN/m2，屋面恒荷载标准值取6.0kN/m2、活荷载标准值取0.7kN/m2。
验算结果表明，第一振型周期为1.3325s，平动比例0.98，第二振型周期为1.2787s，平动比例1.00，第三振型周期为1.2137s，平动比例0.02，即第三振型出现扭转效应。X向地震有效质量系数：Cmass-x =100.00%，Y向地震有效质量系数：Cmass-y =100.00%。X向地震力作用下节点控制水平位移最大层间位移角：1/ 623；双向地震力作用下X向节点控制水平位移最大层间位移角：1/ 622；Y向地震力作用下节点控制水平位移最大层间位移角：1/ 569；双向地震力作用下Y向节点控制水平位移最大层间位移角：1/ 568；一层全部柱、二～五层部分柱配筋不足，一～四层框架梁支座配筋不足，加固补强范围较大。
4 结论及建议
4.1结论
①.主体结构混凝土强度较低。
②.现状下，未发现整体变形，主体结构可满足现行国家标准关于A类一级鉴定标准要求。
③.拟增加3层，层高为3.6米情况下，虽然主体结构刚度适度，位移合理，但增加3层时，加固范围较大，且加固技术难度较大，不宜采用。
4.2建议
①. 由于该工程既有结构的混凝土强度较低，若加层改造，按照现行国家标准《建筑结构荷载规范》[5]、《混凝土结构设计规范》[6]及《建筑抗震设计规范》的相关规定，楼面活荷载标准值较原设计时增大（由1.5 kN/m2提高为2.0kN/m2），并对主体结构的抗震等级及构件的钢筋配置、抗震构造措施等作出了严格规定，因此要满足加层需要，需对原结构进行较大范围的加固处理，建议对加层的可行性进行综合效益评估。
②.若进行增层改造时，对于框架柱配筋不足，宜采取外包钢法进行加固处理；对框架梁配筋不足宜采用粘贴钢板或碳布进行加固处理。建议后续工程将混凝土强度等级选取C25，钢筋选取HRB335级为宜，内隔墙采用轻质隔墙。
参考文献：
[1] 建筑抗震设计规范[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2010.
[2] 民用建筑可靠性鉴定标准[M]. 北京：中国建筑工业出版社，1999.
[3] 建筑结构检测技术标准[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2004.
[4] 回弹法检测混凝土抗压强度技术规程[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2001.
[5] 建筑结构荷载规范[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2012.
[6] 混凝土结构设计规范[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2010.
作者简介：林磊（1980-），男，助理工程师；林峰（1984-），男，工程师；杜玉峰（1986-），男，工程师；李嘉俊（1991-），男，助理工程师.
[关键词]增层改造 安全检测鉴定 增层可行性分析
中图分类号： TU317； 文献标识码：A
1工程概况
某办公楼为钢筋混凝土框架结构，框架柱、梁为现浇，楼板及屋面板采用预制。该办公楼设计时间为1988年，当时结构设计主要依据《工业与民用建筑抗震设计规范》，虽已经考虑过适度的抗震设防要求，但与现行国家标准《建筑抗震设计规范》[1]相比，现行规范的抗震等级、抗震构造措施等均有明显提高，为保证后续增层改造的技术可行性和合理性，为后期改造提供全面的技术参考依据，特对该综合办公楼的结构安全性能和增层改造的可行性进行鉴定。
2 检测内容
根据建筑物的工程现状以及委托要求，检测内容主要有以下几点：
（1）核查建筑物的相关技术保证资料，了解工程概况、结构形式及相关设计要求和参数。
（2）通过现场对工程外观进行检查及目前使用状况调查，对损伤情况进行调查。
（3）对原始设计资料和地基施工资料、试桩资料等进行调查分析，根据现行规范对增层改造后桩基的承载能力进行计算分析。
（4）上部承重结构混凝土构件外观质量及截面尺寸检测，了解构件受环境影响侵蚀、人为损伤、灾害损伤等情况、混凝土构件配筋状况、表面碳化深度及现龄期混凝土抗压强度、砌筑砂浆强度；主体结构水平不均匀沉降变形和倾斜变形。
（5）根据实测结果，按照现行规范要求，对房屋加层的可行性进行计算分析，针对存在的问题提出相关意见和建议。
3 检测结果
3.1技术保证资料及目前使用情况调查
现状调查表明，室外散水及围护墙体未见异常，主体现浇混凝土构件梁外观质量较好，未见蜂窝、麻面、孔洞、露筋及裂缝等现象；但西侧5层顶处上屋面楼梯间混凝土踏步板钢筋锈蚀严重，混凝土外观质量较差。个别大开间房间水泥地面存在锯齿形裂缝，裂缝出现位置均位于该处预制板端头堵缝处。建筑物实测轴网尺寸及层高等均与原设计图纸符合。该综合楼曾进行过两次地质勘察，勘察时间分别为1986年11月和1988年6月，結果为综合楼场地为非自重湿陷性黄土场地，湿陷等级按照Ⅰ级考虑。
3.2上部主体结构变形检测
由检测结果可知，该建筑相邻柱基的沉降差最大为9mm，小于现行规范的最大允许值（0.003l），且考虑到该楼室外散水和围护墙体未见异常变形，可认为目前该楼变形正常，满足现行规范的要求。
用经纬仪对该楼垂直变形进行了观测，结果表明，该楼在竖直方向顶部相对底部的最大位移出现在该楼西南角，顶点相对底部向东偏移了18.0mm，依据国家标准《民用建筑可靠性鉴定标准》[2]第6.3.5条中关于框架结构不适于继续承载的侧向位移的有关规定，该楼整体变形可满足规范要求。
3.3混凝土强度检测
根据国家标准《建筑结构检测技术标准》[3]和行业标准《回弹法检测混凝土强度技术规程》[4]的要求进行了非破损的回弹法抽样检测，结果为：一层至三层混凝土柱构件，具有95%保证率的标准值的推定区间上限值和下限值分别为22.7MPa、18.6 MPa，低于C30设计强度等级要求；对于四层、五层混凝土柱及一层至屋面混凝土梁构件，具有95%保证率的标准值的推定区间上限值和下限值分别为18.5MPa、16.9 MPa，低于C20设计强度等级要求。
3.4砂浆强度检测
为了解该工程围护砌体中砂浆的实际强度，依据行业标准《贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规程》，采用贯入法对围护砌体的砂浆抗压强度进行了检测。得出砌筑砂浆强度等级较低，现龄期抗压强度推定值不足M5.0要求。
3.5构件截面尺寸及配筋检测
检测结果表明，所抽检混凝土构件的截面尺寸及配筋状况均满足原设计要求。
3.6增层改造的可行性分析
现状下办公楼主体结构5层，主体高度18.6米，原设计时依照《工业与民用建筑抗震设计规范》进行设计，设计时适度考虑了地震作用，但无抗震等级等概念。按照现行国家标准《建筑抗震设计规范》要求，拟加3层，层高按照3.6m考虑时，主体结构高度为29.4m（高度大于24m），抗震等级应为一级。在考虑8度设防烈度地震作用下（PKPM 2010版），本次结构抗震验算的一至八层平面布置、层高、构件尺寸与已有原结构相同，混凝土材料强度取本次实际测试结果，二至八层楼面恒荷载标准值取4.0kN/m2、活荷载标准值取2.0kN/m2，屋面恒荷载标准值取6.0kN/m2、活荷载标准值取0.7kN/m2。
验算结果表明，第一振型周期为1.3325s，平动比例0.98，第二振型周期为1.2787s，平动比例1.00，第三振型周期为1.2137s，平动比例0.02，即第三振型出现扭转效应。X向地震有效质量系数：Cmass-x =100.00%，Y向地震有效质量系数：Cmass-y =100.00%。X向地震力作用下节点控制水平位移最大层间位移角：1/ 623；双向地震力作用下X向节点控制水平位移最大层间位移角：1/ 622；Y向地震力作用下节点控制水平位移最大层间位移角：1/ 569；双向地震力作用下Y向节点控制水平位移最大层间位移角：1/ 568；一层全部柱、二～五层部分柱配筋不足，一～四层框架梁支座配筋不足，加固补强范围较大。
4 结论及建议
4.1结论
①.主体结构混凝土强度较低。
②.现状下，未发现整体变形，主体结构可满足现行国家标准关于A类一级鉴定标准要求。
③.拟增加3层，层高为3.6米情况下，虽然主体结构刚度适度，位移合理，但增加3层时，加固范围较大，且加固技术难度较大，不宜采用。
4.2建议
①. 由于该工程既有结构的混凝土强度较低，若加层改造，按照现行国家标准《建筑结构荷载规范》[5]、《混凝土结构设计规范》[6]及《建筑抗震设计规范》的相关规定，楼面活荷载标准值较原设计时增大（由1.5 kN/m2提高为2.0kN/m2），并对主体结构的抗震等级及构件的钢筋配置、抗震构造措施等作出了严格规定，因此要满足加层需要，需对原结构进行较大范围的加固处理，建议对加层的可行性进行综合效益评估。
②.若进行增层改造时，对于框架柱配筋不足，宜采取外包钢法进行加固处理；对框架梁配筋不足宜采用粘贴钢板或碳布进行加固处理。建议后续工程将混凝土强度等级选取C25，钢筋选取HRB335级为宜，内隔墙采用轻质隔墙。
参考文献：
[1] 建筑抗震设计规范[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2010.
[2] 民用建筑可靠性鉴定标准[M]. 北京：中国建筑工业出版社，1999.
[3] 建筑结构检测技术标准[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2004.
[4] 回弹法检测混凝土抗压强度技术规程[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2001.
[5] 建筑结构荷载规范[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2012.
[6] 混凝土结构设计规范[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2010.
作者简介：林磊（1980-），男，助理工程师；林峰（1984-），男，工程师；杜玉峰（1986-），男，工程师；李嘉俊（1991-），男，助理工程师.