一、鉴定背景与目的
背景
中小学是人员密集场所,在地震等自然灾害发生时,房屋的抗震性能直接关系到师生的生命安全。中小学房屋可能由于建设年代不同、建筑结构多样、历经改造等因素,导致抗震能力存在差异。
随着地震工程学的发展和抗震设计标准的更新,对现有中小学房屋抗震能力进行科学鉴定是保障校园安全的重要举措。
目的
全面评估中小学房屋的抗震能力,确定房屋在地震作用下的安全性,为保障师生生命安全提供依据。
发现房屋抗震薄弱环节,提出合理的抗震加固建议,以提升房屋抗震性能。
为学校的安全管理和应急规划提供技术支持,确保在地震等灾害发生时能够采取有效的应对措施。
二、鉴定依据
法规与政策文件
《中华人民共和国防震减灾法》,规定了建筑物抗震设防的基本要求和责任主体。
国家及地方关于学校建筑安全和抗震设防的相关规定,明确了中小学房屋抗震鉴定的必要性和基本准则。
技术标准与规范
《建筑抗震鉴定标准》(GB 50023 -2009),作为既有建筑抗震鉴定的主要依据,提供了不同类型建筑抗震鉴定的方法和标准。
《建筑抗震设计规范》(GB 50011 -2010)(可用于参考原始设计意图和对比现有抗震措施),规定了建筑抗震设计的基本原则、抗震设防目标、地震作用计算和结构抗震验算方法等。
《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292 - 2015),用于综合评估建筑的可靠性,其中包括抗震性能方面的内容。
根据房屋结构类型选用的其他相关设计和施工规范,如《混凝土结构设计规范》(GB 50010 -2010)、《砌体结构设计规范》(GB 50003 - 2011)、《钢结构设计规范》(GB 50017 - 2017)等。
房屋相关资料
学校房屋的原始设计图纸,包括建筑、结构、给排水、电气等图纸,这些图纸能够反映房屋的原始设计意图、结构形式、构件尺寸、材料强度等级等关键信息。
施工记录,如隐蔽工程验收记录、材料检验报告、混凝土试块抗压强度试验报告、钢材质量检验报告等,用于核实房屋的实际施工质量与设计要求的符合程度。
使用记录,包括房屋的改造历史(如加层、扩建、结构改造等)、维修记录、受灾记录(如是否经历过地震、火灾、水灾等灾害)等,这些信息对于准确评估房屋的抗震现状非常重要。
三、鉴定内容
(一)房屋基本信息调查
学校概况
地理位置与周边环境:记录学校的详细地址,包括所在城市、区县、街道名称和具体方位。调查周边自然环境,如是否靠近活动断裂带、山坡(存在山体滑坡风险)、河流(可能遭受洪水或砂土液化影响)等;了解周边人文环境,如相邻建筑的类型、高度、间距,交通状况等,这些因素可能会对学校房屋在地震时的相互影响产生作用。
学校规模与布局:统计学校的占地面积、建筑面积、教学用房、办公用房、生活用房等各类房屋的建筑面积和分布情况。记录学校的学生人数和班级数量,以及操场、通道等室外空间的布局,这有助于评估地震时人员疏散的便利性。
房屋建筑信息
建筑类型与结构形式:明确每栋待鉴定房屋的建筑类型,如教学楼、实验楼、图书馆、体育馆、宿舍等。确定房屋的结构形式,常见的有砌体结构、框架结构、框架- 剪力墙结构、钢结构等。不同结构形式的抗震性能和鉴定重点有所不同。
建筑层数与高度:注明每栋房屋的层数(包括地上层数和地下层数)和总高度。对于有特殊层高变化(如局部夹层、跃层等)的建筑部分,要详细记录其高度范围。建筑高度和层数是影响地震作用大小的重要因素之一。
建造时间与改造情况:记录房屋的建造年份,以及在使用过程中是否进行过改造(如加层、扩建、内部结构调整、装修拆除承重墙等)。改造行为可能会改变房屋的结构性能和抗震能力,需要重点关注。
(二)现场勘查
1. 外观检查
整体外观检查:从不同角度观察房屋的整体外观,检查是否有倾斜、变形等明显迹象。使用全站仪或经纬仪等测量设备,在房屋的四角及关键部位设置测量点,测量房屋的垂直度和整体变形情况。观察房屋周边地面是否有裂缝、隆起或下陷,这些可能是地基基础不均匀沉降的表现。
墙体检查:
对于砌体结构房屋,检查墙体是否有裂缝、倾斜、酥碱、空鼓等现象。详细记录裂缝的位置、走向、宽度、长度等信息,分析裂缝产生的原因(如地基不均匀沉降、温度变化、地震作用等)。对于裂缝宽度较大或数量较多的墙体,要重点关注其对抗震性能的影响。检查墙体的砌筑质量,包括灰缝的饱满度、砖(石)块的排列方式等。
对于框架结构房屋,检查填充墙是否有开裂、脱落等情况。填充墙的损坏可能影响结构的整体性和抗震性能,但填充墙本身一般不承担地震力,需要区分其与承重结构墙体的差异。检查框架柱与填充墙之间的连接是否牢固,有无缝隙或脱开现象。
梁、柱检查:
检查梁、柱是否有裂缝、变形、露筋等情况。对于框架梁,重点检查跨中及支座部位的受力裂缝;对于框架柱,查看是否有竖向裂缝或因偏心受压导致的水平裂缝。检查梁柱节点处的混凝土是否有破损、钢筋是否有外露等情况。梁柱节点是框架结构抗震的关键部位,其破坏可能导致结构整体倒塌。
楼(屋)面检查:观察楼(屋)面是否有裂缝、变形、渗漏等现象。检查楼(屋)面板与梁、墙的连接部位是否牢固,有无分离、松动等情况。对于预制板楼(屋)面,还要检查板缝的处理情况,板缝过宽或连接不牢固可能在地震时导致预制板掉落,危及人员安全。
2. 材料性能检测
混凝土检测(如果是混凝土结构房屋):
强度检测:采用回弹法、超声 - 回弹综合法或钻芯法检测梁、柱、板等混凝土构件的强度。回弹法操作简便,但受表面碳化等因素影响;超声-回弹综合法能在一定程度上提高检测精度;钻芯法是直接准确的方法,但对结构有一定损伤。根据检测结果评估混凝土强度是否满足设计要求,若不满足,可能影响结构的抗震承载能力。
碳化深度检测:使用酚酞酒精溶液在混凝土表面进行测试,确定碳化深度。碳化深度会影响混凝土的耐久性和钢筋的锈蚀情况,进而间接影响结构的抗震性能。
钢材检测(如果是钢结构或部分混凝土结构中有钢材的房屋):
材质检测:检查钢材的型号(如 Q235 钢、Q345钢等),通过查看材质证明文件或进行现场抽样检测(如化学成分分析、力学性能试验等)来验证钢材的材质是否符合设计要求。钢材材质不符合要求可能导致构件强度不足,降低抗震性能。
锈蚀检测:检查钢结构构件或混凝土结构中钢筋的表面是否有锈蚀现象。对于钢筋,可采用局部破损检测方法,查看钢筋的锈蚀程度;对于钢结构构件,根据锈蚀程度进行分类记录(如轻微锈蚀、中度锈蚀、重度锈蚀),并估算锈蚀面积占构件表面积的比例。锈蚀会削弱钢材的截面面积,降低结构的承载能力和抗震性能。
砌体材料检测(如果是砌体结构房屋):
砖(石)强度检测:可采用回弹法或现场取样抗压试验等方法检测砖(石)的强度。砖(石)强度不足可能导致墙体承载能力下降,影响抗震性能。
砂浆强度检测:通过贯入法、回弹法等方法检测砌体砂浆的强度。砂浆强度对墙体的整体性和稳定性有重要影响,强度不足可能使墙体在地震作用下出现裂缝或倒塌。
3. 结构尺寸测量
构件尺寸测量:使用钢尺、卡尺等工具,对梁、柱、墙等主要结构构件的尺寸进行测量,包括长度、截面尺寸(高度、宽度)等。将测量结果与设计图纸进行对比,分析尺寸偏差对结构抗震性能的影响。一般构件尺寸偏差不应超过设计值的±5%,若偏差过大,可能改变结构的受力性能和抗震能力。
楼(屋)面板厚度测量:使用楼板厚度检测仪或钻孔法测量楼(屋)面板的厚度,在板的不同位置(如四角、中心、梁边等)进行测量。楼(屋)面板厚度不足可能影响其在地震作用下的承载能力和变形性能。
4. 连接构造检查
砌体结构连接检查:对于砌体结构房屋,检查墙体之间的连接(如纵横墙交接处的拉结筋设置)、墙体与基础的连接是否符合设计要求。拉结筋的数量、长度、间距等不符合要求会影响墙体的整体性和抗震性能。检查基础与墙体的连接方式,如大放脚的尺寸、基础圈梁的设置等,确保地震作用下墙体与基础能够协同工作。
框架结构连接检查:在框架结构房屋中,检查梁与柱、柱与基础的连接部位,查看节点核心区的箍筋配置是否符合设计要求,钢筋的锚固长度是否足够。检查梁、柱构件之间的连接是否牢固,有无松动、变形等情况。连接部位的可靠性是框架结构抗震性能的关键因素之一。
5. 荷载调查
恒载调查:根据房屋的设计图纸和实际情况,核实房屋的恒载,包括结构自重、楼(屋)面做法重量(如地砖、保温隔热层、防水层等重量)、固定设备重量等。计算时应考虑各材料的实际厚度和密度。
活载调查:根据房屋的使用功能,确定房屋的活载取值。对于教学楼,考虑学生和教师的活动荷载、桌椅等设备重量;对于宿舍,考虑床、行李等重量;对于图书馆,考虑书架和图书的重量等。考虑可能出现的特殊活载情况,如人员密集时的荷载、活动设备(如投影仪、实验设备等)的移动荷载。
(三)抗震验算
根据现场勘查获取的房屋实际尺寸、材料性能、荷载情况等数据,利用的结构分析软件(如 PKPM、SAP2000等)建立房屋的结构计算模型。
在计算模型中输入房屋的各项参数,包括构件尺寸、材料特性(如混凝土强度等级、钢材强度等)、边界条件(如固定端、铰支等),将地震荷载按照《建筑抗震鉴定标准》的相关规定进行加载。地震荷载的计算需要考虑抗震设防烈度、地震分组、场地类别等因素。
对房屋进行抗震验算,主要包括:
评估房屋在地震作用下的变形是否在允许范围内。计算梁、柱等构件的层间位移角,与规范允许的大层间位移角进行比较。层间位移角过大可能导致结构的破坏或倒塌。
对于砌体结构房屋,考虑墙体的整体变形情况,如墙体的倾斜、弯曲等变形是否超过允许值。
对梁、柱等主要结构构件进行抗震承载力验算,检查其在地震作用下的内力(如弯矩、剪力、轴力)是否超过构件的抗震承载能力。根据构件的材料特性(混凝土或钢材)和受力特点,分别验算其抗弯、抗剪、抗压抗震强度。
对于砌体结构房屋,验算墙体的抗震受剪承载力。考虑墙体的材料强度、墙体厚度、开洞情况等因素,计算墙体在地震作用下的抗剪能力。
抗震承载力验算:
变形验算:
四、鉴定方法
现场勘查设备与工具
测量设备:全站仪、经纬仪用于房屋整体变形和垂直度测量;水准仪用于检查楼(屋)面平整度;钢尺、卡尺用于结构尺寸测量;楼板厚度检测仪用于楼(屋)面板厚度检测。
材料检测设备:回弹仪用于混凝土和砌体材料强度检测(回弹法);超声仪用于混凝土超声 -回弹综合法检测;钻芯机用于钻取混凝土芯样;涂层测厚仪用于钢材锈蚀程度检测;钢材化学成分分析仪和材料试验机用于钢材材质检测;贯入仪用于砌体砂浆强度检测。
其他工具:放大镜用于观察裂缝细节;小锤用于检查墙体空鼓情况;靠尺用于检查墙面平整度。
操作流程
按照先整体后局部、先外观后内部的顺序进行勘查。进行房屋整体外观检查,包括倾斜、变形和周边地面情况。依次对墙体、梁、柱、楼(屋)面等结构部位进行详细检查,记录外观缺陷、裂缝情况等信息。
在进行材料性能检测和结构尺寸测量时,严格按照设备的操作规程进行操作。对于材料检测,选择具有代表性的检测点,确保检测结果能够反映构件的真实性能。在测量结构尺寸时,在构件的不同位置进行多次测量,取平均值作为测量结果。
连接构造检查要仔细查看节点部位的构造细节,如拉结筋的设置、箍筋的配置、钢筋的锚固等情况。对于隐蔽部位的连接构造,可以通过查阅施工记录或局部破坏检查来核实。
在荷载调查过程中,结合设计图纸和实际使用情况,准确计算恒载和活载。对于不确定的荷载取值,可以参考相关规范或咨询设备供应商。
准备阶段:收集房屋的相关资料,包括设计图纸、施工记录、使用记录等。制定详细的鉴定计划,确定现场勘查的重点内容和检测方法。准备好所需的勘查设备和工具,并确保设备的准确性和可靠性。
现场勘查阶段:
数据分析与验算阶段:将现场勘查获取的数据进行整理和分析,剔除异常数据。将有效数据输入结构分析软件,建立房屋的结构计算模型。按照抗震鉴定标准的要求,进行地震荷载计算和结构验算。对验算结果进行分析,判断房屋的抗震能力是否满足要求。
五、鉴定结果
(一)外观检查结果
整体外观情况:房屋整体外观基本正常,但部分教学楼存在轻微倾斜,大倾斜率为[X]%,在允许范围内。未发现明显的整体变形迹象,房屋周边地面未见明显裂缝和不均匀沉降。
墙体情况:
砌体结构房屋:部分墙体发现少量裂缝,主要分布在门窗洞口周边和墙体交接处,裂缝宽度在 0.1 - 0.3mm之间,长度较短。部分墙体有轻微酥碱现象,面积占墙体总面积的比例约为 5%。墙体砌筑质量较好,灰缝基本饱满,砖(石)块排列整齐。
框架结构房屋:填充墙有局部开裂和少量抹灰层脱落现象,主要集中在墙与梁、柱的交接部位。框架柱、梁等主要结构构件外观基本正常,未发现裂缝、露筋和明显变形情况。
梁、柱情况:
部分梁、柱表面有细小裂缝,主要为非受力裂缝,裂缝宽度小于 0.2mm。个别梁柱节点处混凝土有轻微破损,钢筋未外露。
楼(屋)面情况:楼(屋)面有少量发丝裂缝,主要分布在板跨中位置,未发现明显的变形和渗漏现象。楼(屋)面板与梁、墙的连接部位基本牢固,局部有微小缝隙。
(二)材料性能检测结果
混凝土检测结果(如果是混凝土结构房屋):
强度检测:通过回弹法和超声 - 回弹综合法检测,梁、柱、板等混凝土构件的强度等级基本符合设计要求。回弹法检测的平均强度为[回弹法检测强度数值] MPa,超声 - 回弹综合法检测的强度值为 [综合法检测强度数值] MPa,设计强度等级为 [设计强度数值]MPa。
碳化深度检测:混凝土碳化深度在 [碳化深度范围] mm 之间,对钢筋锈蚀的影响较小。
钢材检测结果(如果是钢结构或部分混凝土结构中有钢材的房屋):
材质检测:检查钢材的型号与设计要求相符,通过抽样检测,钢材的化学成分和力学性能符合相应标准。
锈蚀检测:钢结构构件或混凝土结构中钢筋有轻微锈蚀现象,主要集中在构件表面和节点部位,锈蚀深度小于0.1mm,对结构承载能力和抗震性能的影响较小。
砌体材料检测结果(如果是砌体结构房屋):
砖(石)强度检测:通过回弹法检测,砖(石)的强度符合设计要求。
砂浆强度检测:采用贯入法检测,砌体砂浆的强度基本满足要求。
(三)结构尺寸测量结果
构件尺寸测量结果:大部分梁、柱、墙等主要结构构件的尺寸与设计图纸相符,偏差在 ±3%以内。个别构件尺寸略小于设计值,偏差为 - 4%,需要关注其对结构抗震性能的影响。
楼(屋)面板厚度测量结果:楼(屋)面板厚度测量结果与设计图纸基本一致,偏差在 ±5% 以内。