建筑结构可靠性鉴定与评估

甄立志结构工程建筑结构的可靠性鉴定与评估一、概述1.可靠性概念结构在规定的时间内（设计使用年限），在规定的条件下（正常设计、正常施工、正常使用），完成预定功能的能力.结构的可靠性包括结构的安全性、适用性和耐久性.•安全性：在正常施工和正常使用时能承受可能出现的各种作用.•适用性：在正常使用时具有良好的工作性能.•耐久性：在正常维护下具有足够的耐久性能.可靠性鉴定与评估也包括建筑物的安全性、使用性和耐久性三个方面。三者密切相关但也有很大区别，对加固处理的影响也不一样。如果建筑物安全性不足，则属危房，应尽快拆除，不必做加固处理；如果使用性不好，应做加固处理；如果耐久性能不够，则不宜做加层改造。2、鉴定程序及其工作内容•鉴定程序•工作内容–初步调查工作内容–详细调查工作内容鉴定程序委托初步调查确定鉴定目的、范围和内容成立鉴定组（委员会）详细调查补充调查安全性、使用性鉴定评级可靠性评级鉴定报告适修性评估初步调查基本工作内容•1、图纸资料：如岩土工程勘察报告、竣工图及设计变更记录、竣工质检及验收文件(包括隐蔽工程验收记录)、定点观测记录、事故处理报告、维修记录、历次加固改造图纸等•2建筑物历史情况：如原始施工、历次修缮、改造、用途变更、使用条件改变以及受灾等情况。•3考察现场：按资料核对实物，调查建筑物实际使用条件和内外环境、查看已出现的问题、听取有关人员的意见等。•4制定鉴定方案：根据委托方提出的鉴定原因及要求，并结合已调查的原始资料及现场初步考察情况，制定详细调查计划及检测方案并提出需由委托方完成的准备工作。详细调查内容•详细调查可根据实际需要选择下列工作内容：•1、结构基本情况勘查：结构布置及结构形式；圈梁、支撑(或其他抗侧力系统)布置；结构及其支承构造；构件及其连接构造；结构及其细部尺寸，其他有关的几何参数。•2、结构使用条件调查核实：结构上的作用；建筑物内外环境；使用史(含荷载史)；•3、地基基础(包括桩基础)检查：场地类别与地基土(包括土层分布及下卧层情况)；地基稳定性(斜坡)；地基变形，或其在上部结构中的反应；地基承载力的试验；基础和桩的工作状态；其它因素(如地下水抽降、地基浸水等)的影响或作用。•4、材料性能检测分析：结构构件材料；连接材料；其它材料。•5、承重结构检查：构件及其连接工作情况；结构支承工作情况；建筑物的裂缝分布；结构整体性；建筑物侧向位移(包括基础转动)和局部变形。•6、围护系统使用功能检查。3.鉴定与评估的一般方法与发展现状现有的既有结构的检测鉴定方法可以归纳为三类，即传统经验法、实用鉴定法和近似概率法.传统经验法是以原设计规范为依据，由有经验的技术人员进行现场观察和必要的结构验算，然后凭其个人或少数鉴定人员所拥有的知识和直觉，作出评价和处理，没有统一的鉴定规范可循，不仅结论往往因人而异，并且在处理上，也往往为了规避个人风险，而显得过于保守。尽管如此，由于该方法具有程序少、费用低等优点，在较单纯问题的鉴定中仍得到广泛采用.随着现代检测技术的发展，实用鉴定法在传统经验法的基础上逐渐发展起来。该方法就是利用现代检测手段和计算工具，运用数理统计方法获得结构的各种技术参数，由此评定结构的可靠性。其特点是重视个人和集体的双重作用，强调严格的鉴定程序。缺点是工作量大，费用多。在实际工程中，往往与传统经研法相结合，以弥补经验法的不足，提高鉴定的可靠性。如日本提出了２～３次调查进行综合评价的综合鉴定法；美国在上世纪７０年代中期提出的＂安全性评估程序＂；１９７１年，Ｗｉｇｇｉｎ等人在现场检测基础上，按专门制定的评分准则对既有结构进行分级的方法；１９７５年Ｃｕｌｖｅｒ提出的现场评估法等，都属于实用鉴定法。随着研究的深入与实际工程的需要，国内外相继在既有建筑物检测鉴定方面进行了立法。如美国在１９８０年出版了《房屋检查手册》，各州市还制定了相应的法规和标准；日本建设省出版了《建筑物损伤与对策》、《建筑物维修改造与管理》、《建筑物鉴定方法和检验手册》等著作，已颁布的标准和规范有《混凝土结构物耐久性鉴定规程》、《钢筋混凝土建筑物诊断规程》等；瑞典１９７３年颁布了《住宅更新法》。我国原城乡建设环境保护部颁布的《房屋完损等级评定标准》，将房屋完损状况划分为五级，以结构、装修和设备三个部分综合评定。实用鉴定法得出的结论，虽然比传统经验法更接近实际，但影响建筑物的诸多因素，如作用力S、结构抗力R等都是随机变量，甚至是随机过程，因此，建筑物的可靠度应通过计算失效概率去分析。概率法的基本概念是建筑物的抗力R和作用力S都是随机变量，他们之间的关系是：当R＞S时，表示可靠；当R＝S时，表示合格，达到极限状态；当R＜S时，表示失效；失效的可能性用概率表示，称为失效概率。只要计算出失效概率，即可得到建筑物的可靠度。但是，失效概率的计算是建立在大量可信的结构损耗情况的原始数据基础上的，然而收集大量的数据是很困难的。4.可靠性鉴定的发展趋势•对结构进行可靠性鉴定是对结构现状和未来工作能力了解和掌握的必要途径。鉴定方法的发展在一定程度上还要依赖于鉴定手段和技术的发展，理论上的突破同样是不可或缺的重要条件。•从发展趋势上讲，概率鉴定法是可靠性鉴定发展的方向，其理论基础是现有结构可靠性理论(又称既有结构可靠性理论)。先进的鉴定技术，能准确地获得结构的现有资料，应统一结构的可靠性鉴定标准;深化概率鉴定法的理论和实践应用研究;开发可靠性较高的鉴定软件，对鉴定过程进行标准化规范等。结构构件的安全性并不等于结构整体的安全性，对结构整体性能的研究对结构设计和结构可靠性鉴定的合理性和安全性有重要的意义，是结构可靠性鉴定的一个发展方向。本章主要介绍《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292-1999）和《工业厂房可靠性鉴定标准》（GBJ144-90）中的鉴定方法（分级多层次的综合评定方法），即先对建筑物的子单元、单个构件进行鉴定，然后对建筑物的各局部进行鉴定，最后归纳对整个建筑物进行鉴定。民用建筑可靠性鉴定标准•一、基本规定详情•二、安全性等级评定详情•三、正常使用性等级评定详情•四、可靠性等级评定详情一、基本规定•1、民用建筑可靠性鉴定分类•2、鉴定程序及其工作内容•3、鉴定评级层次、等级划分及工作内容•4、鉴定评级标准1、鉴定分类•第3.1.1条民用建筑可靠性鉴定，可分为安全性鉴定和正常使用性鉴定。1、在下列情况下，应进行可靠性鉴定：1)、建筑物大修前的全面检查；2)、重要建筑物的定期检查；3)、建筑物改变用途或使用条件的鉴定；4)、建筑物超过设计基准期继续使用的鉴定；5)、为制订建筑群维修改造规划而进行的普查。2、在下列情况下，可仅进行安全性鉴定：1)、危房鉴定及各种应急鉴定；2)、房屋改造前的安全检查；3)、临时性房屋需要延长使用期的检查；4)、使用性鉴定中发现的安全问题。3、在下列情况下，可仅进行正常使用性鉴定：1)、建筑物日常维护的检查；2)、建筑物使用功能的鉴定；3)、建筑物有特殊使用要求的专门鉴定。2、鉴定评级的层次、等级划分及工作内容•安全性鉴定评级的层次、等级及内容•正常使用性鉴定评级的层次、等级及内容•可靠性鉴定评级的层次、等级及内容补充：名词解释•鉴定单元：根据被鉴定建筑物的构造特点和承重体系的种类，而将该建筑物划分成一个或若干个可以独立进行鉴定的区段，每一区段为一鉴定单元.•子单元：鉴定单元中细分的单元，一般可按地基基础、上部承重结构和围护系统划分为三个子单元.•构件：子单元中可以进一步细分的基本鉴定单位.它可以是单件、组合件或一个片段.安全性鉴定评级的层次、等级及内容（表3.1上)层次一二三层名构件子单元鉴定单元等级au、bu、cu、duAu、Bu、Cu、DuAsuBsuCsuDsu地基基础——按地基变形或承载力、地基稳定性（斜坡）等检查项目评定地基基础评级鉴定单元安全性评级按同类材料构件各检查项目评定单个基础等级每种基础评级上部承重结构按承载能力、构造、不适于继续承载的位移或残损等检查项目评定单个构件等级每种构件评级上部承重结构评级结构侧向位移评级——按结构布置、支撑、圈梁、结构间联系等项目评定结构整体性等级围护系统承重部分按上部承重结构检查项目及步骤评定围护系统承重部分各层次安全性等级正常使用性鉴定评级的层次、等级及内容（表3.1中)层次一二三层名构件子单元鉴定单元等级as、bs、csAs、Bs、CsAss、Bss、Csd地基基础——按上部承重构件和围护系统工作状态评估地基基础等级鉴定单元正常使用性评级上部承重结构按位移、裂缝、风化、锈蚀等检查项目评定单个构件等级每种构件评级上部承重结构评级结构侧向位移评级围护系统功能——按屋面防水、吊顶、墙、门窗、地下防水及其它防护设施等检查项目评定围护系统功能等级围护系统评级按上部承重结构检查项目及步骤评定围护系统承重部分各层次使用性等级可靠性鉴定评级的层次、等级及内容（表3.1下)层次一二三层名构件子单元鉴定单元等级a、b、c、dA、B、C、DⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ地基基础以同层次安全性和正常使用性评定结果并列表达，或按本标准规定的原则确定其可靠性等级鉴定单元可靠性评级上部承重结构围护系统功能3、鉴定评级标准•安全性鉴定分级标准•使用性鉴定分级标准•可靠性鉴定分级标准安全性鉴定分级标准(表3.3.1)层次鉴定对象等级分级标准处理要求一/二/三构件（或其检查项目）/子单元（或其检查项目、单种构件）/鉴定单元au/Au/Asu安全性符合本标准对au/Au/Asu级的要求，具有足够的承载能力不必/可能有个别一般构件/可能有极少数一般构件应采取措施bu/Bu/Bsu安全性略低于本标准对au/Au/Asu级的要求，尚不显著影响承载能力/整体承载能力可不/可能有极少数构件应采取措施cu/Cu/Csu安全性不符合本标准对au/Au/Asu级的要求，显著影响承载能力/整体承载能力应采取/应采取，且可能有极少数应立即采取/应采取，且可能有少数构件应立即采取措施du/Du/Dsu安全性极不符合本标准对au/Au/Asu级的要求，已严重影响承载/整体承载必须及时或立即/必须立即采取措施•注：表中关于“不必采取措施”和“可不采取措施“的规定，仅对安全性鉴定而言，不包括正常使用性鉴定所要求采取的措施。使用性鉴定分级标准(表3.3.2)层次鉴定对象等级分级标准处理要求一/二/三构件（或其检查项目）/子单元（或其检查项目、单种构件）/鉴定单元as/As/Ass安全性符合本标准对as/As/Ass级的要求，具有正常的使用功能不必/可能有极少数一般构件应采取措施bs/Bs/Bss使用性略低于本标准对as/As/Ass级的要求，尚不显著影响使用功能/整体使用功能可不/可能有极少数构件应采取措施cs/Cs/Css使用性不符合本标准对as/As/Ass级的要求，显著影响使用功能/整体使用功能应采取措施注：表中关于“不必采取措施”和“可不采取措施“的规定，仅对正常使用性鉴定而言，不包括安全性鉴定所要求采取的措施。可靠性鉴定分级标准(表3.3.3)层次鉴定对象等级分级标准处理要求一/二/三构件（或其检查项目）/子单元（或其检查项目、单种构件）/鉴定单元a/A/Ⅰ可靠性符合本标准对a/A/Ⅰ级的要求，具有正常的/不影响整体承载功能和使用功能不必/可能有极少数一般构件应/可能有少数一般构件应在使用性或安全性方面采取措施b/B/Ⅱ可靠性略低于本标准对a/A/Ⅰ级的要求，尚不显著影响/整体承载功能和使用功能可不/可能有极少数构件应/可能有极少数构件应在使用性或安全性方面采取措施c/C/Ⅲ可靠性不符合本标准对a/A/Ⅰ级的要求，显著影响/整体承载功能和使用功能应采取/应采取，且可能有极少数必须立即采取措施d/D/Ⅳ可靠性极不符合本标准对a/A/Ⅰ级的要求，已严重影响安全必须及时或立即/必须立即采取措施返回二、民用建筑安全性等级评定•1、构件安全性评级详情•2、子单元安全性评级详情•3、鉴定单元安全性评级详情1、构件安全性鉴定评级•一般规定•安全性鉴定检查项目的分级原则•混凝土构件•钢结构构件•砌体结构构件•木结构构件补充：一般规定•一、构件材料强