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摘要:随着社会的进步和经济的快速发展，既有混凝土框架结构在使用性和安全性上都会存在一些问题。混凝土强度达不到设计要求的框架结构办公楼经过长时间使用后,建筑材料,构件和结构会存在不同程度的损伤和性能退化。为解框架结构办公楼当前的技术状况,本文针对某办公楼的安全性检测鉴定进行了分析。以为混凝土框架结构安全性检测鉴定提供参考。
关键词:框架结构；安全检测；楼板裂缝；鉴定
0 引言
建筑物安全性鉴定工作是一项技术和政策相结合、局部和整体相结合的工作。一些现有建筑在年久失修、发生灾害后对建筑局部进行再次改造，增加或拆除部分墙体，改变部分房间的使用功能时，为了确保结构的安全可靠，因此需要对建筑目前的安全性进行诊断与分析。下面就以某框架结构办公楼可靠性鉴定为例,重点阐述了地基基础已发生一定的不均匀沉降框架结构办公楼在办理产权时对房屋进行的可靠性鉴定。
1 工程概况
某办公楼建筑为7层混凝土框架结构，该建筑物层1～2 高4.5m，层3～5 高3.5m，层6～7高3.85m，建筑总高度为27.20m，建筑面积约为8765m2，设计建造时按7 度地震设防，本次鉴定主要依据 《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50292-2015版系列规范，地基基础形式采用直径480mm 锤击式沉管成孔灌注桩，桩端持力层为残积层。结构平面布置如图1 所示。
图1 结构平面布置
目前该建筑物已经投入使用已超过12年。由于附近基坑施工，发现在该建筑墙体、附属结构（玻璃幕墙）以及周边地坪和围墙出现裂缝（破损），
2 现场检测
2.1 结构倾斜情况
对该建筑物倾斜情况测量，1＃～6＃测点分布如图2 所示，测点的倾斜测量结果(取各次测量最大值)相对值分布在0.0003H～0.0007H（H 为自室外地面起算的建筑物高度）之间，结构倾斜情况均未超出建筑地基基础设计规范、混凝土结构工程施工质量验收规范及危险房屋鉴定标准要求。沉降观测结果显示，截止2016 年11 月3 日，轴(101)/(1A)点与(101)/(1B)点沉降差为0.85mm ，换算成柱基不均匀沉降差为0.00011H，满足现行地基基础设计规范限值要求。
2.2 结构外观裂缝(破损)情况
结构外观破损情况检测结果表明，目前该建筑物结构外观裂缝破损情况主要有：
1）室外地坪裂缝3条，裂缝长度最长达60m，最大裂缝宽度1.2cm；
2）室内地坪裂缝7 条，台阶有下沉，且柱底部面砖开裂，裂缝在观测后后仍有发展，裂缝长度最长达45m，最大裂缝宽度0.8cm；
3）填充墙体裂缝多达46 条，主要分布在层1，2 各开间墙体，层3~7 楼梯间维护墙亦有大量裂缝。部分墙体开裂严重， 裂缝长度0.5~2.0m，最大裂缝宽度达0.5cm，部分墙体裂缝仍在发展；
4）此外还有其他裂缝破损情况：1 栋与2 栋之间变形缝宽度增大，导致两栋楼相连处玻璃幕墙开裂，且变形缝旁墙体及天花板开裂，楼梯间处梯梁装饰层表面有裂缝，批抹砂浆后砂浆面层开裂；1 栋北侧花坛有开裂；外围围墙有3 处开裂；部分玻璃门、防火门因地面下沉导致门禁失效；同时，对办公楼进行的多次结构倾斜测量结果及办公楼沉降观测结果均符合相关规范要求，表明该建筑物地基基础工作基本正常。
图2 结构倾斜测点布置图
2.3 雷达探测
对办公楼室外地坪现状进行了检测，采用瑞典MALA 公司生产的RAMAC/GPR 地质雷达进行数据采集，控制单元为CUII，天线为1200MHz 高频屏蔽天线，采样频率为20000MHz，样点数为480，时间窗为24ns，进行自动叠加。使用Ground Vision 雷达资料处理软件对采集数据进行了预处理，得到如图3所示雷达波形图。检测结果表明，办公楼室外地坪土体介质较为均匀，地表混凝土垫层中可能含有石子等刚性物质，反应比较强烈，呈现出较强的雷达反射波，但是，建筑物周边位置无空洞等雷达波反射异常图像，且检测区域外也未见明显异常情况，说明建筑物周边区域地坪无大面积空洞、塌陷等较大缺陷。
3 结构安全性验算分析
依据 《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50292-2015规范，鉴定荷载按照目前使用状况将层2～7 楼面活荷载取1.5～3.5kN/m2，屋面取1.5kN/m，结构抗震设防烈度取7 度，设计地震加速度取0.1g，构件混凝土强度按检测结果取值，超过设计要求者按设计取值。计算时考虑两种工况：建筑物沉降与结构倾斜。
3.1 基础不均匀沉降引起的附加内力
(1)在使用荷载、结构整体倾斜和基础不均匀沉降的情况下，该建筑物框架柱承受内力较正常情况有所增大，框架柱内力放大系数和抗力与作用比下降系数如表1 所示，框架梁内力放大系数和抗力与作用比下降系数如表2 所示。
(2)鉴于基础不均匀沉降对楼板内力的影响不大，故在本次附加内力评估中，不考虑基础不均匀沉降对楼板附加内力影响。
综上所述，在结构变形(包括基础不均匀沉降和倾斜)影响下，该建筑物框架柱和框架主梁承受内力有不同程度的增大，其中框架柱轴力增加最大幅度在8.5%～14.1% 范围内， 弯矩增加最大幅度在8.5%～18.1% 范围内， 剪力增加最大幅度在6.6%～19.6%范围内，框架主梁梁端弯矩增加最大幅度在4.5%～16.0% 范围内， 剪力增加最大幅度在4.7%～17.2%范围内。结构变形对框架柱和框架主梁内力产生的一定程度影响，但由于原结构安全储备较大，框架柱梁构件承载力仍满足安全使用要求。
3.2 结构裂缝破损原因及对安全性影响分析
办公楼目前出现了室外地坪、室内地坪、填充墙体以及玻璃幕墙等裂缝破损情况，其中室内外地坪裂缝是由于裂缝处地面地下水位的降低，土体有效应力增大，导致地表不均匀沉降；填充墙体裂缝多数出现在建筑物两侧墙体与框架柱、梁连接处，是因为地基不均匀沉降导致墙体发生反向弯曲，裂缝与主拉应力垂直，呈倒八字形；变形缝处出现的玻璃幕墙、天花板开裂，是由于地基不均匀沉降造成两栋建筑物出现了错动。
由上述分析可知，由于附近基坑开挖降水，地下水位降低，土体有效应力增加，增大了基坑周围土体的固结值，导致地面不均匀沉降，这是造成建筑物损坏的主要原因。这些裂缝影响该建筑的外观和正常使用性能。
3.3 结构安全性鉴定评估
结构承载力验算结果表明，在目前使用荷载作用且不考虑基础不均匀沉降的情况下，该建筑物框架柱框架梁承载力均满足安全使用要求，层2～屋面楼板承载力均满足或基本满足安全使用要求。在地震荷载组合作用下框架柱轴压比也在规范限值范围内。在考虑基础不均匀沉降的情况下，该建筑物框架柱构件承载力均满足安全使用要求。现场检测发现该建筑物室外地坪、室内地坪、围护墙体等处出现开裂情况，进一步验算分析表明，这些裂缝破损情况是由于地基土不均匀沉降引起的，但尚未影响到该建筑物主体结构的安全。
4 结语
综上所述，混凝土结构在现代工程建筑中起着越来越重要的作用,因此,对既有混凝土框架结构的安全性作出正确、客观且科学的评价显得尤为重要。经实践证明该混凝土框架结构
承载力均满足安全使用要求，楼板承载力也满足或基本满足安全使用要求。
参考文献
[1]李世超,李琦.框架结构抗震的分析及思考[A].第十六届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C].2016.
[2]李忠.浅论框架结构工程技术[A].2015年4月建筑科技与管理学术交流会论文集[C]. 2015.
论文作者:江洪波
论文发表刊物:《基层建设》2017年第22期
论文发表时间:2017/11/13
标签：裂缝论文; 地坪论文; 建筑物论文; 结构论文; 墙体论文; 框架论文; 办公楼论文; 《基层建设》2017年第22期论文;