对既有建筑鉴定的思考

(整期优先)网络出版时间:2022-05-10
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对既有建筑鉴定的思考

郭伦国

深圳市太科检测有限公司 518053

摘要:最新鉴定通用规范即将实施,作为现行鉴定标准的指导性规范,我们应该认真对待。本文从建筑抗震设计出发,简单阐述了目前我们对地震的初步认识,以及抗规对建筑抗震设计总的目标。其次,本文对抗震鉴定中的地震作用进行了探讨,根据抗规中的地震作用,期望寻找到操作性更强更合理的抗震鉴定方法。同时,本文对安全性鉴定与抗震鉴定之间的关系进行了剖析,期待大家提出宝贵意见。最后,本文对最新通规中涉及鉴定的重要内容进行了解读,希望得到大家的批评指正。既有建筑的鉴定已经成为当前的热门行业,通过大家积极参与,共同努力推动其不断发展进步。

关键词:既有建筑;概念设计;概率;三水准两阶段;抗震鉴定;安全性鉴定

引言

目前,既有建筑的鉴定标准有可靠性鉴定标准和抗震鉴定标准。从4月1日起,新的鉴定通用规范开始实施,本规范为强制性规范,全部内容必须严格执行,现行相关鉴定标准中的强制性条文废止。通用规范中的鉴定内容包括安全性鉴定和抗震鉴定,与现行标准比较,存在一定差异。为了既有建筑的鉴定工作,我们有必要全面了解通规。个人以为,抗震鉴定中的“抗震”是什么,安全性鉴定中的“安全性”又是什么,怎么解读通规中涉及鉴定的重要内容,这些问题非常值得我们去思考。我们有必要去解除这些疑惑,才能更好的开展工作,对既有建筑的鉴定意义重大。

一、抗震鉴定中对地震作用的初步认识

抗震鉴定中的“抗震”是什么,值得我们去深入了解。在现行抗震鉴定的标准中,抗震鉴定的概念很明确,指根据既有建筑的质量和现状,按照抗规的抗震设防要求,建筑在地震作用下是否安全进行鉴定。地震具有突发性强、难以预测的特点。抗震是一门复杂学科,涉及面很广,抗震的基础理论为结构动力学,综合了多方面的知识,同时存在很多不确定的因素。由于地震动具有不确定性,地震对既有建筑的破坏作用和复杂的结构地震破坏机理,包括在各种假定基础上建立的结构计算模型,与实际存在一定的差异,按照规定的地震作用进行抗震承载力验算,即使计算理论和工具非常先进,计算非常严格,计算的结果仍然是比较粗略的。因此,抗震计算和抗震措施是不可分割的两个组成部分,而且“ 概念设计”要比“ 计算设计”更为重要。根据地震灾害情况及工程经验,在建筑和结构整体布置方面,总结出基本的设计思想和设计原则,以及结构的许多细部构造处理,这种设计方法对建筑结构抗震性能非常有利,也就是俗称的概念设计。

二、抗震设计规范对建筑抗震设计的基本规定

目前,抗规既有抗震计算分析相关规定,又有构造措施方面的内容,有利于保证建筑结构的抗震性能。我国目前的抗震设计要求实现“三水准两阶段”设计,三水准涉及三个不同的概率水准,两阶段包括结构设计计算阶段和验算阶段。在进行建筑结构设计时,规范规定设计基准期为50 年。目前,三水准设计采用概率的统计分析,不同地震对应着不同的地震动参数值。小震又称多遇地震,通过采用泊松分布模型,得到50年内的超越概率为63%,然后通过其概率密度公式,得到年平均发生的概率为2%,相当于50年一遇。同时,中震又称设防地震,50年内的超越概率为10%,相当于475年一遇;大震又称罕遇地震,50年内的超越概率为2%左右,相当于2000年一遇。抗震设计规范对三水准做了规定,在多遇地震情况下,建筑不受损坏可以继续使用;在中震情况下,建筑经过修理可以继续使用;在大震情况下,建筑不会倒塌或造成人员伤亡的严重破坏。在两阶段设计中,第一阶段以抗震承载能力计算为主,同时包括许多基本抗震构造措施,第二阶段主要进行弹塑性变形验算,此处是针对建筑薄弱部位而言,根据验算结果判断是否采取措施。抗规通过对弹性计算、塑性验算以及构造措施的规定,这样才能保证建筑满足三水准的抗震要求。

三、抗震鉴定标准与抗震设计规范中地震作用的区别

抗震鉴定的对象是既有建筑,抗震鉴定中的地震作用与抗规中的地震作用有一些不同。既有建筑根据不同的后续工作年限分A、B、C三个类别,A类建筑建造年代较长,后续工作年限为30年以内,B、C类建筑后续工作年限分别为40和50年以内,而抗规中设计基准期为50 年。抗震鉴定中的抗震验算采用两阶段设计中的第一阶段,涉及抗规中相关小震的具体规定,同时按照后续工作年限内具有相同超越概率的原则确定地震作用。抗规经过多次修订,01版抗规与89版抗规比较,地震作用特征周期值变大,考虑地震偶然偏心和双向地震作用,增加了地震作用调整。10版抗规与01版抗规比较,提高了抗震措施,提高了抗震设计要求。16修订版抗规与10版抗规比较,提高了设防烈度,提高了抗震措施。除抗规外,其他规范也一直在修订。譬如,《建筑结构可靠性设计统-标准》中对作用分项系数、 结构重要性系数的修订,以及部分已修订规范中甚至涉及基本构件强度取值不同、计算公式不同等等。个人认为,抗震鉴定离不开抗震设计,抗震设计是一个复杂的技术系统,抗震鉴定建立在抗震设计的基础之上,为了便于抗震鉴定的可操作性,不能再增加其复杂性,甚至应该进一步简化符合实际抗震鉴定工作的地震作用。

四、安全性鉴定与抗震鉴定之间的关系

安全性鉴定中的“安全性”,一些人有不同的理解。在《工程结构设计基本术语标准》中,安全性的概念很明确,当结构在正常施工及使用的时候,承受各种作用的能力,当遭受偶然荷载时,能继续保持整体稳定性的能力。个人认为,安全性鉴定中应该包含抗震鉴定,因为地震作用是肯定存在的,没有了地震作用的安全性,也谈不上既有建筑的安全性。通规中第2.0.4条第1款规定了对既有建筑的鉴定应同时进行安全性鉴定和抗震鉴定,这是非常正确的,至于为什么区分这两种鉴定,各方面的原因很多。从设计的角度出发,建筑的安全性设计包含抗震设计,有少部分建筑的设计根据规范要求不考虑进行抗震计算分析,此时的安全性鉴定里不是不包括抗震鉴定,而是不考虑抗震鉴定。从鉴定的角度而言,A、B、C三类既有建筑抗震鉴定中的地震作用已经不是单纯抗震设计上的地震作用,A、B类后续工作年限分别为30年和40年以内,不能简单套用抗规的地震作用,应该执行通规的规定,这意味着抗震鉴定的特殊性。简而言之,安全性鉴定中需要进行地震作用验算的既有建筑,当然需要做抗震鉴定。

五、最新通用规范中涉及安全性鉴定的重要内容解读

通用规范涉及鉴定的主要内容包括安全性鉴定和抗震鉴定。对安全性鉴定方面的规定,通规与现行标准基本一致,三个层次的鉴定包括构件、子系统及鉴定系统,每一层次包括四个安全性等级,最终评定鉴定系统安全性等级时,取地基基础和主体结构两者评定结果中较低的等级。通规第4.2.2条中对既有建筑承重结构和构件的承载能力验算作了规定,应采用相应的作用和作用组合,与现行标准不太一致。如果不改变既有建筑的使用现状,仅鉴定在剩余的设计工作年限以内结构或构件的安全性时,应当按照不低于原设计时采用的荷载规范及相关规范进行验算,其他情况的安全性鉴定必须采用最新规范和标准的规定进行验算,即采用最新规范和标准规定的作用和作用组合。

六、最新通用规范中涉及抗震鉴定的重要内容解读

通用规范对抗震鉴定的规定与现行标准相比,存在许多变化。通用规范中对A、B、C类建筑规定后续工作年限分别为30、40、50年以内,要求后续工作年限不低于剩余设计工作年限,按照目前的时间节点计算,2000年以前建造的建筑按A类建筑进行鉴定,2000-2010年之间建造的建筑按B类建筑进行鉴定,2010年之后建造的建筑按C类建筑进行鉴定,相当于在旧标准的基础上增加了10年。针对此种情况,通用规范在第5.1.4条中做了补充规定,对A类和B类建筑的抗震鉴定不应低于原建造时的抗震设计要求;对C类建筑应按现行标准的要求进行抗震鉴定,当难以按现行标准执行时,允许按B类建筑的要求从严进行处理,意味着高于按B类建筑的要求进行抗震鉴定。

通用规范中对抗震能力验算的规定与现行标准比较,有许多变化的地方。个人认为,通规关于抗震能力验算的各条文中,仅出现了现行标准的要求,这是对复杂地震作用的简化。通用规范第5.3.2条给出了A、B类建筑抗震承载力验算方法,A类建筑的承载力抗震调整系数不低于现行标准相应值的0.85倍,此处与现行标准的方法一致,或者水平地震影响系数最大值应不低于现行标准相应值的0.80倍,应该注意这两种方法并不完全等效,经过简单推算可知,当取地震作用折减系数为0.80时,承载力抗震调整系数的折减系数一般情况略大于0.85,且同时满足不低于原建造时抗震设计要求。B类建筑的水平地震影响系数最大值应不低于现行标准相应值的0.90倍,当取地震作用折减系数为0.90时,相当于承载力抗震调整系数的折减系数为0.95左右,且同时满足不低于原建造时抗震设计要求。现行鉴定标准对B类建筑的抗震承载力验算方法执行89版抗震设计标准,未对承载力抗震调整系数进行折减,与采用现行抗规折减抗震承载力验算相比,可能很难找到一致的规律。

结语

既有建筑的鉴定建立在建筑设计体系基础之上,与建筑设计有许多不同之处。此次发布的通规全文均为强制性条文,具有法规的性质,属于标准规范体系中的最高层。目前,抗震鉴定已经成为大家关注的焦点,进-步研究不同后续工作年限的地震作用取值问题,寻找更符合工程实际的合理的抗震鉴定方法。在既有建筑鉴定的道路上,大家共同努力,集思广益,全力以赴做好自己的既有建筑鉴定工作。


参考文献:

1:《既有建筑鉴定与加固通用规范GB 55021-2021》

2:《民用建筑可靠性鉴定标准GB50292-2015》

3:《建筑抗震鉴定标准GB50023-2009》

4:《建筑结构可靠性设计统一标准GB 50068-2018》

5: 其他有关既有建筑鉴定系列规范、标准