古建筑物的檢測鑒定及加固設(shè)計

1、古建筑物的檢測鑒定及加固設(shè)計文物建筑物的檢測鑒定及加固設(shè)計郭治 （河北建研科技有限公司）摘要 對擬進(jìn)行改造的某名人故居進(jìn)行了全面的檢測鑒定，并提出了抗震鑒定和安全性鑒定結(jié)論及加固意見，根據(jù)鑒定結(jié)果進(jìn)行了加固設(shè)計。按照設(shè)計方案進(jìn)行施工后，建筑物順利完成了既定的改造，安全狀況良好。本文提出了一套詳細(xì)的文物建筑物的檢測鑒定和加固設(shè)計的方法，對于相關(guān)工程實(shí)踐和加固設(shè)計具有一定的參考價值。關(guān)鍵詞 文物建筑 檢測鑒定 加固設(shè)計中圖分類號4 / 44 / 41 工程概況某名人故居位于秦皇島市北戴河，建于二十世紀(jì)初，為地上二層、局部三層的建筑，建筑面積約480。該建筑為我國某領(lǐng)導(dǎo)人故居，后一直作為全國重點(diǎn)文物

2、建筑進(jìn)行保護(hù)，是否經(jīng)過正規(guī)單位進(jìn)行設(shè)計和施工等情況不詳。建筑物南立面外觀見圖1，東立面外觀見圖2。 圖1：沈鈞儒故居南立面 圖2：沈鈞儒故居?xùn)|立面現(xiàn)相關(guān)部門欲對其進(jìn)行改造，但由于該建筑物年代久遠(yuǎn)，歷史文化底蘊(yùn)深厚，且為文物保護(hù)建筑，為保證改造工作的順利進(jìn)行，在改造前對其進(jìn)行了檢測鑒定，并根據(jù)鑒定結(jié)果對其進(jìn)行了改造前的加固設(shè)計。2 建筑物基本情況測繪現(xiàn)場采用激光測距儀、鋼卷尺等工具對該建筑物的平、立面布置、結(jié)構(gòu)布置進(jìn)行了詳細(xì)測繪，測繪中對建筑物的基本構(gòu)件（包括墻、梁、板和柱等）、層高、跨度、木窗、木門、木樓梯、女兒墻、挑檐、外廊、窗間墻、洞口等位置和尺寸進(jìn)行了詳細(xì)測量，繪制了該建筑物各層的建筑平

3、、立、剖面圖和結(jié)構(gòu)布置平面圖，建筑物首層建筑平面圖和剖面圖見圖3和圖4。圖3 建筑物首層平面示意圖圖4 建筑物剖面示意圖3 結(jié)構(gòu)檢測鑒定3.1結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系布置和荷載調(diào)查對該建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系布置進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該建筑一層外墻自基礎(chǔ)至一層頂板采用毛石砌筑，局部門窗洞口使用青磚；內(nèi)墻采用青磚砌筑；G軸、H軸、E軸及1軸的門窗洞口上部采用混凝土過梁。二層內(nèi)、外墻均采用青磚砌筑；E軸、1軸及5C-E的門窗洞口上部為混凝土過梁?，F(xiàn)場調(diào)查未發(fā)現(xiàn)圈梁、構(gòu)造柱。對該建筑樓面及屋面荷載、樓層傳力途徑進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該建筑一層樓面采用木梁、木檁條搭接，滿鋪20mm厚木板頂面。二層屋面采用木梁、木檁條、木椽子搭接，屋

4、面滿鋪葦薄。一、二層大開間房間均采用木梁搭接墻體承重，木梁上搭接檁條。一層1-5C-E部分為入口外門廳，采用400mm400mm石柱承重，柱頂采用混凝土過梁，混凝土樓板。接下來的改造中擬拆除一層1-4E-G房間內(nèi)墻體，使該房間成為大空間房間。經(jīng)現(xiàn)場檢測，該房間內(nèi)墻體均未承受荷載。該房間內(nèi)屋面豎向荷載由木梁及檁條承重。3.2 地基基礎(chǔ)檢測 建筑物改造時會導(dǎo)致局部的荷載變化，明確地基基礎(chǔ)的情況對改造具有指導(dǎo)性的價值。采用在現(xiàn)場開挖基礎(chǔ)探坑的方法對地基基礎(chǔ)進(jìn)行檢測，尺量基礎(chǔ)尺寸、埋深，實(shí)測工程做法，繪制基礎(chǔ)尺寸和做法圖，為結(jié)構(gòu)改造前的承載力復(fù)核提供數(shù)據(jù)支持。3.3 材料強(qiáng)度檢測采用回彈法（參照）并結(jié)

5、合貫入法對墻體用砌筑灰漿的強(qiáng)度進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)，所檢墻體砌筑灰漿強(qiáng)度均小于0.3MPa。 該建筑所用混凝土構(gòu)件較少，抽取了部分構(gòu)件，采用回彈法檢測其現(xiàn)齡期混凝土強(qiáng)度發(fā)現(xiàn)，所檢混凝土構(gòu)件現(xiàn)齡期混凝土強(qiáng)度最小值為14.5MPa，多集中在15.0 MPa左右。3.4 混凝土構(gòu)件配筋檢測 采用鋼筋掃描儀并局部破損法檢測混凝土構(gòu)件的配筋情況，并繪制混凝土構(gòu)件的配筋圖，為后續(xù)的承載力復(fù)核和加固設(shè)計提供數(shù)據(jù)支持。3.5 主體結(jié)構(gòu)損傷或缺陷普查、木構(gòu)件檢測 該建筑使用年代較長，已超過現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的使用基準(zhǔn)期，主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件存在許多的老化和損壞現(xiàn)象。對該建筑物主體結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀進(jìn)行普查，重點(diǎn)檢查墻體裂縫、較大變形、鋼筋銹蝕

6、等損傷或缺陷。檢測發(fā)現(xiàn)，該建筑一、二層局部墻體存在裂縫（繪制了裂縫示意圖），一層局部毛石砌筑外墻存在沿毛石縫隙勾縫灰漿脫落現(xiàn)象。對該建筑而言，多數(shù)木構(gòu)件為主要承重構(gòu)件，木構(gòu)件的檢測是損傷普查的重點(diǎn)。全數(shù)檢測了木梁、木檁、木椽、木樓板面的腐朽、干裂、蟲蛀等質(zhì)量缺陷發(fā)現(xiàn)：一層頂木構(gòu)件與該建筑使用年限明顯不同，多處木構(gòu)件明顯為近期維修更換過。一層1-4E-G房間頂木梁未見明顯腐蝕、蟲蛀現(xiàn)象；樓面板與墻體相交節(jié)點(diǎn)處，檁條存在嚴(yán)重腐蝕。屋面板存在縱向裂縫。一層5-8A-D房間木梁底存在縱向干縮裂縫，裂縫最大處寬度約15mm；局部檁條存在縱向干縮裂縫；局部木檁條存在截面損失現(xiàn)象；木頂板板間縫隙明顯，存在漏

7、水痕跡。一層6-9D-F房間梁底存在縱向順紋裂縫，梁側(cè)向存在縱向干縮裂縫；局部檁條存在縱向干縮裂縫；木頂板局部有破損。一層7-10F-H房間，木梁側(cè)向存在縱向貫通裂縫，裂縫最大寬度約15mm，該裂縫局部已采用嵌條鑲補(bǔ)，但未使用抱箍；局部檁條存在蟲蛀和縱向裂縫。二層屋面均采用木梁及檁條、椽子，屋面滿鋪葦薄，各房間木構(gòu)件均腐朽嚴(yán)重，梁及檁條存在縱向裂縫，且存在蟲蛀現(xiàn)象。三層屋面木構(gòu)件存在明顯修復(fù)痕跡，但修復(fù)時所使用木材均為舊質(zhì)木材。存在蟲蛀、腐朽現(xiàn)象。樓梯木構(gòu)件明顯修復(fù)過，缺陷調(diào)查顯示，樓梯木構(gòu)件良好。4. 結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算依據(jù)檢測結(jié)果及國家相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，采用中國建筑科學(xué)研究院開發(fā)的“PKPM”結(jié)構(gòu)

8、設(shè)計軟件對該建筑物上部砌體結(jié)構(gòu)承載力進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)算，結(jié)果表明，該建筑的大部分墻體承載力不滿足規(guī)范要求。二層4-61/E混凝土梁承載力滿足規(guī)范要求。木梁承載力滿足規(guī)范要求。5 結(jié)構(gòu)性能鑒定5.1 抗震鑒定根據(jù)建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)GB50223-2008和建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)（GB50023-2009）的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行鑒定：墻體砌筑砂漿的強(qiáng)度小于M1，不滿足建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)（GB50023-2009）10.3.6條第1款中“多層的毛料石墻，實(shí)際達(dá)到的砂漿強(qiáng)度等級不應(yīng)低于M1?！钡囊?；墻體內(nèi)無拉結(jié)鋼筋，不滿足建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)（GB50023-2009）10.3.6條第2款“內(nèi)外墻體應(yīng)咬槎較好，多層石墻

9、房屋墻體留瑪雅差時，每隔600mm左右宜有2的拉結(jié)鋼筋”的要求；該建筑墻體未設(shè)置圈梁，不滿足建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)（GB50023-2009）10.3.6第3款中“房屋每層的縱橫墻均應(yīng)設(shè)置圈梁”的要求；木屋蓋構(gòu)件連接不滿足建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)（GB50023-2009）10.3.7條第1款中“木屋蓋構(gòu)件應(yīng)有圓釘、扒釘過鋼絲等相互連接”的要求。5.2 安全性鑒定從地基基礎(chǔ)、上部承重結(jié)構(gòu)和圍護(hù)系統(tǒng)承重部分三個方面，按照子單元和鑒定單元分部進(jìn)行，對該建筑進(jìn)行了安全性鑒定：該建筑物局部墻體存在裂縫；一層少許木構(gòu)件存在縱向裂縫，但木構(gòu)件與墻體搭接節(jié)點(diǎn)處存在局部腐朽現(xiàn)象；二、三層大部分木構(gòu)件出現(xiàn)嚴(yán)重腐朽和蟲蛀現(xiàn)象，木構(gòu)件承載力損失嚴(yán)重。該建筑物年代久遠(yuǎn)，整體性較差。依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范，多處抗震措施不滿足規(guī)范要求。計算結(jié)果顯示，該建筑物多處墻體承載力不滿足規(guī)范要求。木梁及混凝土梁承載力滿足規(guī)范要求。綜合評定該建筑物安全性等級評定為Csu。6 加固設(shè)計 根據(jù)檢測鑒定結(jié)果，對該建筑進(jìn)行了針對性的加固設(shè)計。6.1整體性加固對該建筑內(nèi)墻采用雙面夾板墻，外墻采用單面夾板墻進(jìn)行加固處理，詳見圖5、圖6。對該建筑的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，加設(shè)圈梁，加設(shè)圈梁的做法詳見圖7和圖8。 圖5 雙面夾板墻加固 圖5 單面夾板墻加固圖6 外墻圈梁做飯 圖7內(nèi)墻圈梁做法6.2 其他加固對存在質(zhì)量缺陷的木構(gòu)件及屋