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摘要：与普通建筑相比，文物建筑在检测鉴定和加固改造时有自身的特点和特殊的要求，其结构形式以砖木结构为主，且建筑使用年限基本上已经达到甚至超过设计使用年限。所以对文物建筑结构进行检测鉴定与加固时既不能改变其原貌及使用功能，同时确保建筑的结构安全。本文通过工程实例提出了文物建筑结构的鉴定方法及加固处理意见，对处理类似工程提供参考。
关键词：砖木结构；文物建筑；检测；安全性鉴定；
Abstract：Compared with ordinary buildings, heritage buildings which mainly formed of brick and wood have its own characteristics and special requirements in the identification and reinforcement. Usually, these buildings have reached or even exceeded its design life. The identification and reinforcement of heritage buildings can’t change its original features and usage function, but ensuring the safety of buildings. Based on engineering examples, this paper presents the methods of identification and reinforcement for heritage buildings, and some advices are proposed for reference.
Keywords：heritage building；masonry structure；inspection；safety appraisal
1 引言
随着我国经济社会的发展，具有重要历史、文化和科学研究价值的文物建筑越来越受到人们的关注，文物的检测鉴定与加固工作已越来越受到重视。但目前我国关于文物建筑的检测评定等方面的规范和规程较少，在这方面的研究处于起步阶段，因此，如何应用现有的规范和技术，采用科学、合理、可靠的方法进行检测评定，成为越来越受关注的话题。据此，本文通过某文物建筑的结构安全检测鉴定的实例，对相关文物建筑检测鉴定提供参考。
2 工程概况
某文物建筑为一栋单层砖木结构建筑物，建筑面积为158.31m2，采用砖墙承重，屋面为结构。该建筑于1943年竣工，原为住宅使用。1998年7月5日该建筑被公布为市级文物保护单位。现有关单位拟将该建筑作为某历史博物馆对外开放。为确保安全在对外开放前需对该建筑的结构安全性进行检测鉴定。
3现场检查检测结果
3.1建筑结构布置及使用状况调查
现场测绘结果表明，该建筑主体为单层的砖木结构，开间跨度为4.67m，进深跨度为6.78m，檐口高5.6m，屋面最高为6.5m。结构平面布置示意图见图1。
图1 结构平面布置示意图
(fig 1 Schematic diagram of the structure plane layout)
3.2结构变形检测
现场选取该建筑的4个阳角部位进行顶点侧向位移测量。测量结果表明，该建筑上部结构目前的最大顶点侧向位移量为4mm，小于《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292-1999）单层建筑规定的25mm，表明该建筑最大顶点侧向位移满足规范要求。根据工作人员的现场观测，该建筑室内外地面与主体结构之间未出现明显的相对位移，上部结构未出现明显的不均匀沉降的迹象。此外，现场对木构件的变形情况进行了检查。结果表明，该建筑木结构构件目前未发现明显可见的挠度和变形。
3.3承重砌体强度抽检
采用回弹法检测烧结砖抗压强度，共计抽检3个承重墙。检测结果表明，抽检承重墙砌筑烧结砖强度等级为MU10；采用贯入法检测砂浆抗压强度，共计抽检3个承重墙，检测结果表明，抽检承重墙砌筑砂浆抗压强度值范围为4.5MPa~5.1MPa。
3.4木材力学性能抽检
现场抽取该建筑木梁的木材试样进行木材强度检验，以确定木材抗弯强度和顺纹抗剪强度。检验结果表明，该建筑抽检木梁试样抗弯强度为57.5MPa，顺纹抗剪强度为6.4MPa。
3.5结构构件截面尺寸抽查
现场对该建筑结构构件截面尺寸进行普查。结果表明，墙厚度为120mm，木梁截面尺寸主要规格为Ø184、Ø187、Ø205。
3.6结构构造检查
检测人员现场对该建筑砌体结构和木结构的构造情况进行检测。检测结果表明，该建筑木梁与砌体连接可靠，构造符合规范要求，无缺陷，通风良好，工作无异常；该建筑砌体结构构造符合规范要求。
3.7结构构件损伤缺陷检查
检测人员现场对结构构件外观裂缝损伤情况进行了普查。检测结果表明，该建筑承重墙体目前未出现由于结构受力或变形引起的明显可见裂缝或损伤，木梁外观情况良好，目前未出现虫蛀、腐蚀、干缩和裂缝等情况。
3.8建筑物围护系统检查
检测人员现场对建筑围护系统裂缝及损伤情况进行了普查。检测结果表明，该建筑的围护系统目前未出现由于结构受力或基础沉降引起的明显可见裂缝或损伤。
4结构安全性鉴定
砌体结构部分计算采用中国建筑科学研究院编制的多层及高层建筑结构空间有限元分析及设计软件PKPM的QITI模块进行内力分析，木梁承载力和挠度根据设计规范进行验算。主要计算参数参数取值见表1,计算模型如图2, 截面尺寸按实测取值。
表1 结构计算参数取值
(table 1 Calculation parameters of structure)
图2 结构空间分析模型
(fig 2 structural space analysis model)
4.1木梁承载力验算
1、荷载计算
计算风荷载标准值：ωk=βzμsμzωo，其中βz=1.0，μs=-0.6（迎风面）、-0.5（背风面，负号表示吸力），μz取0.8，ωo=0.70kN/m2，代入得ωk（迎风）=-1.0×0.6×0.8×0.7=-0.34kN/m2（吸力），ωk（背风）=-1.0×0.5×0.8×0.7=-0.28 kN/m2（吸力）。
木梁间距为0.58m，经验算木梁最不利荷载组合设计值为（因风荷载为吸力，参与组合时设计值较“恒载+活载”的组合小）：
恒载+活载：1.2×2.0×0.58+1.4×0.3×0.58=1.64kN/m；
计算简图如下：
图3 计算简图
(fig 3 Calculation diagram)
图4 剪力包络图
(fig 4 shear envelop)
图5弯矩包络图
(fig 5 moment envelop)
ƒm=11.0N/mm2
ƒv=1.2N/mm2
E=9000N/mm2
2、木梁抗弯承载力验算
σm=
≤ƒm
32×4.47×106/（3.14×1843）=7.31N/mm2≤ƒm
3、抗剪承载力验算
τ=
≤ƒv
16×3.83×103/（3×3.14×1842）=0.19N/mm2≤ƒv
4、挠度验算
q取荷载最不利短期效应组合：
恒载+活载：2.0×0.58+0.3×0.58=1.33kN/m；
=64×5×1.33×46704/（384×9000×3.14×1844）=16.27mm≤[ω]= 4670/250=18.68mm
5、单独恒载作用验算
因2.0/（2.0+0.3）=0.87≥0.8，说明恒载占全部荷载的80%，因此尚应按照单独恒载作用验算：
ƒm=0.8×11.0=8.8N/mm2
ƒv=0.8×1.2=0.96N/mm2
E=0.8×9000=7200N/mm2
M=1.2×2.0×0.58×46702/8=3.79×106N/mm
V=1.2×2.0×0.58×4670/2=3.25×103N
根据计算分析结果，该建筑抽检木梁的抗弯和抗剪均满足承载力要求，挠度满足规范要求。
4.2承重墙体承载力验算
验算结果表明，部分抽检的承重墙不满足承载力要求。首层墙A×1-2、A×2-3、A×3-4、A×4-5、A×5-6墙体受压及抗震承载力不足。
4.3承重墙体承载力验算
验算结果表明，抽检的承重墙均不满足高厚比要求。
5 加固及处理意见
（1）综合检测鉴定结果，得到以下结论：该建筑部分抽检的承重墙不满足承载力要求，抽检墙体高厚比均不符合规范要求。
（2）对该建筑提出处理意见如下：委托有资质的加固单位对不满足承载力要求和高厚比不符合规范要求的承重墙进行加固处理。
6 结语
我国目前文物建筑中砖木结构占较大比例，但关于该类建筑的检测评定的研究工作还处于起步阶段。通过该工程的检测鉴定及处理，笔者认为应注重以下方面工作：
（1）鉴于文物建筑保护的特殊性应避免选择破损较大的检测方法，比如本次砂浆强度检测方法本文选择了回弹法检测砂浆强度，具有较好的操作性。
（2）由于文物建筑检测的特殊性，相关的技术规范和操作规程还没有建立起来，因此在文物建筑的检测应综合考虑房屋的实际情况、经费、技术条件和现行规范衔接进行。
参考文献
[1]建筑结构检测技术标准（GB/T 50344-2004）[S].北京：中国建筑工业出版社，2004.
[2]建筑结构荷载规范（GBJ9-87）[S].北京：中国建筑工业出版社，1987.
[3]砌体结构设计规范（GBJ3-88）[S].北京：中国建筑工业出版社，1988.
[4]木结构设计规范（GBJ5-88）[S].北京：中国建筑工业出版社，1988.
[5]建筑变形测量规范（JGJ8-2007）[S].北京：中国建筑工业出版社，2007.
[6]建筑抗震设计规范（GBJ11-89）[S].北京：中国建筑工业出版社，1989.
[7]民用建筑可靠性鉴定标准（GB50292-1999）[S].北京：中国建筑工业出版社，1999.
作者：刘伟珊，性别女，籍贯广东省广州市，出生年月1985-12，学历本科，职称工程师，工作单位广东省建筑科学研究院集团股份有限公司。
论文作者:刘伟珊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/25
标签：建筑论文; 结构论文; 木梁论文; 承载力论文; 文物论文; 鉴定论文; 荷载论文; 《基层建设》2018年第6期论文;