房屋建筑的质量鉴定与加固处理

【摘要】：当前，据调查统计我国一些建筑房屋仍旧没有达到抗震设防的要求，导致房屋建筑的抗震性特别差，严重影响了房屋建筑的使用和功能。本文主要针对房屋质量鉴定和加固处理做出了简单阐述。

【关键词】：房屋鉴定、加固处理

中图分类号：U457文献标识码： A

前言

近几年来,地震、台风自然灾害与火灾、爆炸等人为因素已对在役房屋造成了不同程度的损伤甚至破坏。其次,当前房屋结构正朝着高层次、大柔度方向发展,因此在风载、地震荷载及周围环境作用下可能会产生危险振动。再者,房屋在施工过程中,由于被偷工减料等原因未能达到设计要求,还有房屋使用过程中的随意改造等,致使房屋使用安全难以得到保证。房屋安全不容忽视,它是直接关系人民生命财产和安居乐业的大事,特别是近年来以人为本发展新概念的深入人心,使人们对房屋使用安全提出了更高的要求。社会的发展,对房屋安全鉴定水平提出了新要求,结构质量检测是房屋安全鉴定的主要手段,这要求我们要全面做好房屋的质量检测工作。因此,作为结构质量检测重要手段的结构动力检测技术也应运而生,而且表现出了很大的发展潜力和发展空间。

一、房屋结构动力检测技术的概念及原理。

对房屋开展动力测试,利用结构动力响应识别结构模态参数,由模态参数的性状判定结构质量,即为结构动力检测。结构动力检测的基本问题是依据结构的动力响应,测得结构模态参数,然后识别结构当前状态。

建筑物的动力特性是建筑物自身固有的特性,一般是指建筑物的固有频率(周期)、振型和阻尼比等。建筑物一旦出现损伤或其它质量问题,这些参数也随之发生改变。因此,结构动力参数的改变可以视为结构质量发生变化的标志。

当前,结构动力检测被普遍认为是一种很前途的检测方法,它是结合系统识别、振动理论、振动测试、信号采集与分析等多学科的一门测试技术,它的出现能较好弥补传统的经验方法存在的诸多缺陷和不足。特别是近年来,随着能够满足结构检测要求的强大试验和分析处理工具的出现,高效模块化、数字化的结构动力响应量测技术已为结构动力检测的实现提供了强大的支持,使得结构动力检测技术已走向成熟,在土木工程领域的应用已日趋广泛,不但是大学、科研机构,而且许多工程质量检测单位也已逐步开始使用。

结构动力检测方法优点很多,如该方法可以不受结构规模、复杂性及隐蔽性的限制,只要在可达到的结构位置安装动力响应传感器即可。另外,结构动力检测属于结构无损检测范畴,对一些已建成投入使用,而不便采取破损检测手段的工程结构特别适用,满足人们需求标准不断提高的需求。

房屋结构破坏开裂后或结构内部有质量问题时,结构的自振周期会加长,振型会改变等,从结构的自身固有特性的变化可以识别建筑物的损伤,为房屋安全鉴定提供强有力的数据支持。当然,动力特性实测作为安全鉴定的一个手段,还要与其他鉴定方法一起工作,全面分析,综合评定,才能得到满意的结果,增加判定的科学性和准确性,提高房屋安全鉴定技术水平。

如若没有房屋建成以后完好状态下的动力特性数据,我们可以根据测量大量相同类型房屋的情况,归纳实测经验公式,通过实测与经验公式(实测或规范经验公式)取值的对比,同样可以从某个范围上较好评价房屋的安全性。因为这方面尚缺少国家相应标准,致使该检测方法的应用受到一定的限制,但是动力检测还是能弥补传统检测很多方面的不足,在实际的工程应用中也得到了很好的效果。

二、检测鉴定内容及结果

1.房屋现场查勘

经现场调查,并与原设计图纸核对,该结构主要结构布置情况基本与原施工图一致,构件尺寸偏差最大值为+20mm,-4mm,除个别截面尺寸(梁高)偏大较多外,其它构件截面尺寸符合现行规范要求。

通过现场勘察,发现北立面沉降缝处墙面开裂严重,这一现象可能与沉降缝处理不当有关。房屋主体结构的沉降状况良好,没有发现明显的不均匀沉降、倾斜和开裂,所以判定该厂房地基基础无严重静载缺陷。结构内部也没有发现明显的裂缝或较大的挠度等影响结构安全使用的状况。该结构的施工质量总体较好,未发现构件露筋、蜂窝等施工质量问题。

2.倾斜测量

在现场使用全站仪对该房屋的整体倾斜程度进行了观测,倾斜率最大值为0.039%,此时

侧向位移量为15mm。根据国家危险房屋鉴定标准第4.2.3条、4.5.4条[3],房屋的整体倾斜率极值是1%,并且其侧向位移量不宜大于房屋高度的1/500;实测结果均小于规范规定框架结构整体倾斜率和侧向位移的控制值。

3.结构材料检测

为了评定现有混凝土强度,检测人员现场采用回弹法抽检了框架梁、柱的混凝土强度,并用钻芯法进行修正。由于本文篇幅限制,构件检测部位及详细结果略。该结构原设计混凝土构件的标号为300号,回弹结果表明部分测点的混凝土强度未达到原设计混凝土强度值,但这些测点的混凝土碳化深度较深。再结合钻芯取样检测的混凝土强度,认为该结构的混凝土强度基本达到原设计混凝土强度。

4.结构构造措施

该结构为框架结构,抗震等级为二级,根据现场的调查情况,认为其构造措施基本能够满足现行规范的要求。

5.结构动力检测

为了提高传统检测鉴定方法的准确程度,做到全面评定房屋的安全状况,为此开展动力检测。采用脉动法对一期主厂房在设备运行状态下进行动力测试,测试设备采用由同济大学土木工程学院研制的SVSA振动信号采集分析仪,传感器采用LC0132T内装IC压电加速度传感器。测试分为三个工况,第一工况是南北向平移振动信号测试,第二工况为东西向平移振动信号测试,第三工况为楼板竖向振动信号测试。

三、房屋结构安全性鉴定和加固处理建议

通过对房屋结构现场调查、检测及结构验算分析,可得如下结论和建议:

1.根据现场量测,该房屋现状良好,主要结构和构件尺寸与原设计基本相符,截面尺寸偏差在现行规范允许的范围内,施工质量较好。

2.根据混凝土回弹和钻芯取样的检测结果,认为结构中的混凝土材料实际强度基本达到原设计强度的要求,但混凝土的碳化深度较深。

3.结构动力测试结果表明,厂房虽已投入使用20多年,但实测频率值大于经验公式取值,表明测试结果正常,从结构动力学角度认为结构质量状况保持良好。

4.对原结构竣工图纸的检查表明,该厂房结构的构造措施基本能够满足现行规范的要求。

5.建议设置沉降观测点,以满足沉降观测的要求。在以后的使用过程中应注意对沉降的监测,以便及时发现安全隐患,确保结构安全使用。

6.由于混凝土的碳化深度较大,建议对外露的混凝土构件进行粉刷,防止碳化深度继续增加。

7.结论与建议。

(1)随着社会的发展,以人为本发展新概念的深入人心,人们对房屋使用安全不断提出更高的要求,更加准确科学鉴定房屋的安全状况势在必行,因此,作为房屋安全鉴定重要手段的结构质量检测也将随着社会的发展而发展。

(2)建筑物的动力特性是建筑物自身固有的特性,一般是指建筑物的自振频率(周期)、振型及阻尼比。从结构固有特性的变化来识别建筑物的质量状况,结合静力检测识别和经验识别手段,进行房屋安全性鉴定,从而能使鉴定水平更加全面科学,这不失为房屋安全鉴定方面的又一进步。

(3)结构动力特性测试应用前景广阔,房屋安全性鉴定是其一方面的应用,另外测试的动力特性在验证理论计算公式、总结规律给出简易用的结构振动周期计算公式、从实测数据分

析建筑物的振动现象、实测得到结构的阻尼比、寻找减小振动的途径等方面具有重要意义。

(4)利用现场实测得到的结构动力特性是建筑物建成后的实际动力特性,因此是准确可靠的。通过实测手段对各种不同类型的建筑物进行测试后,可归纳总结出某个规律,得到计算结构振动周期的经验公式,方便实用。然而,现实中在这方面还缺乏系统规范性的工作,大量的实测研究工作有待开展。

(5)结构动力实测方面的国家规范标准有待拟定和出台。动力检测硬件设备可以说已比较成熟,现在面临的问题是,对实测数据的利用还处于定量的带有很大经验性的无章可循的层面上,以至于影响其在实际工程中的应用速度和为人所接受的程度,也因此阻碍着动力检测技术自身的发展,希望相关方面的规范标准早日出台。

参考文献：

[1] 徐建.建筑振动工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2003. 54,55,699.

[2] 李方泽.工程振动测试与分析[M].北京:高等教育出版社,1992.376.

[3] 中华人民共和国行业标准.危险房屋鉴定标准 JGJ 125-99.北京:中国建筑工业出版社,2004.7,10.