工程技术

王锁军:浅谈既有建筑鉴定与改造加固(五)

一栋既有建筑的奇异之旅(九幕剧)

王锁军

郭奇

中质华兴(北京)技术检测有限责任公司技术负责人

                     

一栋既有建筑的建成年代、使用情况、加固、改造加固情况非常复杂,各种检测鉴定与改造加固规范、政府颁布的文件几乎等身,很多习惯于新建建筑设计的结构师犹如进入了一个新的领域,感到一团乱麻,无从着手。

本期计划介绍既有建筑的什么情况下应该做什么样的鉴定及检测鉴定的范围。但要有条理的介绍清楚,并不是一件容易的事。笔者本想罗列一些案例,已经写了一些,但感觉这样叙述不行,再多的案例也无法让读者清楚的其中的逻辑关系和脉络。今天看莎翁的剧本,突然灵机一动,何不用像剧本那样讲故事的方式写呢,所以本文的副标题为:一栋既有建筑的奇遇之旅。


主角:一栋既有建筑;

建造时间:70年代初到新通规执行时的2022中的某一年;

建筑性质:办公、住宅、学校、公建等。

使用情况:正常使用及维护;不按原设计要求粗暴的使用或改变用途、私自改造等。

拟改造情况:局部改造、整体改造、加层(夹层)改建或扩建等。


张总:建筑产权所有人,或产权全民所有的法定代表人。

老王:甲方代表,大学土木专业,做过几年建筑结构设计,甲方项目技术负责人、房屋安全管理员。

某两设计院结构设计师,高工(高水平)、氐工(低水平)。

审图机构,沈工。

其它人员,比如租户或房屋使用人等。

  以下各幕均以实际案例改编,请勿对号入座。


第一幕:房屋例行检查发现安全隐患的检测鉴定

北京市某地一栋房子按国家的建设程序2000年竣工验收,建设者将房子图纸、建筑、结构、设施等使用说明及合格的验收报告交给房屋产权所有人张总,房子开始了50年工作期限的旅程。

北京市2011年颁布了《北京房屋使用管理办法》:


其中规定:


谁来具体执行本条列呢?于是北京市出台了《北京市房屋建筑安全管理员管理办法》把这个职责落实到了这栋房子的管理员老王,他的职责其中很重要的一项是日常检查:


一天,老王日常检查发现了问题(以下几个问题中的一项和若干项):

:楼板有细微裂缝,怀疑该楼板承载力不足。

:屋顶有设备风机、楼板震动厉害。

:一个租户擅自在办公室放了荷载很大的机器,楼板下抹灰吊顶开裂脱落。

于是老王报告张总,张总当即要求租户拆除机器并搬离建筑,没收租金押金。然后安排老王联系检测、鉴定公司商议检测鉴定事宜,并签订了检测鉴定合同。合同内容如下:

:检测该处楼板裂缝宽度、是否影响建筑使用和耐久性(使用性鉴定);是否影响到结构的安全(安全性鉴定),给出该楼板按原设计标准的可靠性判定(可靠性鉴定)。如果不符合标准要求,给出加固方案。

:对屋顶风机楼板检测其刚度,给出使用性评定构件(使用性鉴定),是否该震动对楼板安全有影响(安全性鉴定),给该楼板的可靠性鉴定。如果不符合标准要求,给出加固方案。

:对擅自存放机器的梁板同样做出上面的检测鉴定要求,费用由租户承担。


旁白(作者注,下同):

1:一般加固和改造加固不同,一般加固可为结构不符合安全等要求时,采取措施使之符合规范要求,而改造加固是因某种目的主动改变结构并采取加固措施使之符合规范要求,故叫改造加固。

2:检测鉴定根据情况,先确定检测鉴定目的、范围和内容,程序如下:

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  3:本例局部鉴定的范围和内容符合可靠性鉴定标准,且因为是单个构件的安全承载力问题,无需进行抗震鉴定,可靠性鉴定标准如下规定:


先进行检测鉴定,根据结果确定是否需要采取措施或采取什么措施或否需要加固设计,需要加固设计时再和设计院商定设计合同。

4:本项目检测鉴定仅为单个一般构件,《民用建筑可靠度标准》术语符号2.1.21 一般构件:其自身失效将为孤立事件,不会导致其他构件失效的构件,比如某块楼板或某根梁。

 

第二幕:房屋超过设计基准期继续使用的鉴定

张总的另外一栋老建筑,建成年代是上世纪70年代初,唐山地震以后已经进行过一次抗震加固,眼看就快50年了。

老王向张总说:按规定房屋工作年限50年,咱们得房子快到期了。张总奇怪的问:房子50年就不能用了吗?很多超过50年的老建筑不是还在用吗?老王毕竟做过几年设计,略知一二,解释道:房子的工作年限是50年,不是说50年后房子不能用了,而是时间长了房子的功能退化了,按规定房子到达使用年限后需要整体体检一下,看下总体情况。所以需要进行房屋整体可靠性鉴定。另外现在国家的抗震要求都提高了,所以对于到达设计工作年限继续使用的,也得做抗震鉴定。根据可靠性鉴定和抗震鉴定的结果,采取必要的加固措施。

张总说:ok ,那就尽快联系检测鉴定单位和设计单位吧。

老王说:“我们的建筑是正常使用到期的全面检测鉴定,暂时先不用联系设计公司,等有了鉴定报告后看情况在找设计公司吧。另外如果若需要整体安全和抗震加固,得看您想再正常使用多少年,按不同的年限采用不同的加固方法。张总说:这房子不错,我想再使用50年。老王说:这个房子时间太长了,而且唐山地震加固过一次了。如果按再使用五十年做加固设计的话,得按新建筑标准进行,代价太大难以做到。国家标准是70年代的房子如果加固继续使用,设计按不得低于30年进行,我建议咱们按40年就行了,不过投资也不少”。张总笑着说:“很好的建议,花点钱值得”。


旁白(作者注,下同):

1:所有的鉴定类规范都有相同的规定,即建筑达到工作年限仍需使用的,需要进行整体全面的检测与鉴定,该鉴定应该同时进行抗震鉴定。

2:对于后续的使用年限,业主有一定的决策权,但应该符合规范规定的最底限。

《新通规》和《抗震鉴定标准》在房屋的后续使用年限上不再规定建造年代,有较大的放松,但建议设计师具体按现行的抗震鉴定标准GB50023-2009执行。


根据业主和规范确定的后续年限,鉴定、加固方式及加固材料要求有稍微的差别,很多人可能不一定清楚(后续的文章将展开讲述)。


第三幕:建筑的抗震鉴定和加固

老王有一定的土木知识,也做过两年结构设计工作,对结构规范略知一二。2010年新的抗震设计标准颁布,于是老王对张总说:新抗震规范颁布了,我们的建筑是2005年竣工的,不符合现在的国家抗震规范了,所以我们的房子应该进行抗震加固,抗震加固前,应该先按北京地标进行安全性与抗震性能综合安全性鉴定。

张总虽然是个外行,但逻辑思维很清晰,他沉吟了一下,反问道:如此说来岂不是2010年前建造的房子都需要进行抗震鉴定和抗震加固啦。老王愣住了,想了半天,不知道问题出在了哪里?


旁白:

1、华北地区唐山地震前建造的房屋仍未进行抗震加固的。

随着技术的发展和经济水平的提高,国家对建筑抗震要求越来越高,所以规范不断提高抗震标准,不能说因此以前的建筑就不符合抗震要求了,只能说是不符合新的标准了,这种情况不是必须都进行抗震鉴定和加固。但华北地区唐山地震以前的建筑未进行抗震设计,所以这些建筑未做过抗震加固的均应该进行抗震鉴定与抗震加固。

2、原设计未考虑设防要求或设防烈度提高的建筑:

到2022年仍未抗震设防的建筑,一种是华北地区唐山地震以前建造,唐山地震后未进行抗震加固的建筑,很少见。

一种是非设防区,后来划分为设防区的建筑,比如上海地区是从1992年开始大面积的推行抗震设计的,1992年之前除了少量重要建筑和高层建筑,绝大部分房屋均未抗震设防,这个存量房数量是非常巨大的。即使是抗震设防的房屋,还存在部分地区由原为6度区改为7度区,部分房屋比如中小学校舍由丙类设防提升为乙类设防等情况。

目前对于此类房屋的是否进行鉴定加固从国家抗震条例上不大可能进行一刀切,只能具体问题具体考虑,或分步骤的进行。

新通规2.0.2第2条规定放在规范里似乎不合适,这应该是政府管理条例规定的内容,这种情况全部进行鉴定是不可能的。

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对此,有权威专家这样说,我认为是正确的:


对该类建筑中的一些特殊情况,政府可能有专门的要求。比如第四幕中的案例。

实际上这类建筑不进行改造等设计时,是否鉴定和我们设计师无关。但如果我们遇到了这种建筑需要进行改造设计(无论什么设计只要和原房屋发生关系)都应进行全面可靠性鉴定及抗震鉴定,或建议业主进行全面抗震鉴定。如果业主坚持不进行鉴定,结构师不可参与该项目的任何设计工作(注册建筑师也不可参与,因为注册建筑师往往师项目负责人,出现问题脱不了干系)。


第四幕:汶川地震后学校建筑的抗震鉴定与加固

张总现在成了一小学校长。汶川地震以后,北京市政府为了提高中小学的抗震性能,政府出资分批对教学楼进行抗震加固,这些建筑个别是唐山地震之前建造已经加固一次的需要再提高抗震性能,大部分是2010年新抗规颁布之前建造,需要提高抗震性的。抗震加固之前均按北京地标进行了综合鉴定。张校长觉的教学面积不够,想趁此机会加层,但政府明确规定本次只是抗震加固,不能改造、扩建。

因为各教学楼建筑情况复杂,北京市为此专门出台了汶川地震后中小学抗震加固的技术标准。


旁白:

1:这是政府为提高中小学的抗震性能统一进行的抗震签订和抗震加固,非建筑改造加固前的抗震鉴定。北京出台的专门用于本次的学校鉴定加固技术措施类似于地标《房屋结构综合安全性鉴定标准DB11/637-2015》中的根据不同的房屋后续使用年限的等级采用不同的加固后的验算方法。

2:很多2010年以前的建筑不符合现行的抗震设防标准,不是都需要进行抗震鉴定和抗震加固,因为某种特殊情况才需要,比如北京某高校疏解,租用教区某2000年建造的教学楼,政府投资里包含对该建筑按2010抗震标准鉴定并加固的资金。


第五幕:擅自改动房屋结构造成房屋安全问题的检测鉴定和加固

老王一天发现某设备用房操作工人擅自在顶板的一根次梁开了一个很大的槽走管道,截断了梁的纵筋。于是汇报张总。张总对操作工擅自对房屋结构破坏,问题严重,给于辞退处理,并委托老王与某检测鉴定公司及某设计院联系到现场查看,情况如下:

某设计院高工认为:该梁受力主筋被截断,必须进行加固,且该房间因使用环境恶劣,发现楼板、梁出现钢筋局部锈蚀,故与老王协商,提出如下检测鉴定任务书:

:检测该房间的梁板柱的混凝土强度、钢筋锈蚀情况和耐久性(检测与使用性鉴定和安全性鉴定等可靠性鉴定),测量次梁被截断的钢筋情况、梁的挠度、裂缝等(构件检测),给出鉴定结果和加固建议。

:为避免事故发生,采用临时支撑。

:待检测鉴定报告完成后,根据检测鉴定结果确定加固方案再商定设计合同。


旁白:

操作工违反了《北京市房屋管理规定》擅自改变了房屋结构,必须对房屋结构安全进行鉴定并采取加固等措施。《可靠性鉴定标准》虽未提到使用过程中破坏了原结构需要检测鉴定的条款,实际上很多这样的情况发生,应该进行鉴定和加固,这种行为已违反了政府关于房屋使用的规定,是违法的。

对于因粗暴使用、私自改变、伤害结构等非正常使用对建筑功能弱化而需要进行的可靠性鉴定。检测鉴定人员应宏观调查这种伤害或功能弱化的大小,提出检测鉴定的范围内容,有时可能上升到全面鉴定及抗震鉴定的范围,比如某砖混结构住宅的突然倒塌,就是个别开洞到众多住户逐渐积累量变到质变造成结构整体的安全及抗震性能大幅度降低造成的。检测鉴定人员应先进行调查,确定检测鉴定的范围和内容,并根据检测鉴定的结构给出加固补救的措施,甚至进行应急鉴定给出临时支撑措施,本例调查后进行的应急支撑措施的操作是非常必要和正确的。


 第六幕:局部改造项目的检测、鉴定与加固

张总拟对该建筑室内装修,欲加一部室内楼梯(按规定已进行消防等审批),与某设计院联系设计事宜。甲乙两家设计院的高工和氐工分别到现场查看,提出如下改造、加固、检测、鉴定建议:

高工认为:本项目仅增加一部钢楼梯,要求楼板开洞时,不得改动主梁。因荷载比建筑总荷载还小,所以对原结构整体、柱构件可靠度和抗震性能没有影响。因建筑90年代建设,时间较久,建议对两层与加楼梯相关的局部柱、主梁、次梁楼板进行局部检测,并进行该局部安全性鉴定,根据建筑楼梯开洞要求(改造目的)和检测鉴定结构进行改造加固。

高工和张总商定了增加钢梯后原结构梁板的后续使用年限问题。因为这和鉴定验算标准和加固采用的方案和材料的耐久性有关。

氐工认为:此项目属于改造项目,增加的楼梯改变了梁的受力,楼板开洞影响了抗震性能,应按《新通规》进行房屋安全性鉴定和整体抗震性能鉴定。

老王认为高工说的有道理,建筑局部的改变不会影响到其它部位(或影响很小忽略不计),也不会降低整体结构的抗震性能。而氐工理解新通规太死板教条了,所以和高工签订了设计合同,并让高工起草了检测鉴定任务书,协助选定检测鉴定公司。

老王咨询高工,说还有一栋2010年以后的完工的房子,也想新增一部楼梯,图纸和建设手续、竣工资料齐全,合规,问如何检测鉴定,高工说房子使用年代不长,且建筑是正常使用的,房子功能退化不多,可以不进行检测。在施工过程中,如果发现和图纸要求不符合时再补充检测。


旁白:

1、上述的例子我们很容易判断高工的观点是正确的,但是对于很多情况,实际很难判定鉴定的范围,对规范的理解也不一样,一些地方规定五花八门,有的地方用明确规定(未必合理)按地方规定,无规定或规定不明确的,在保证设计资料、建筑结构情况准确的前提下,总体把握,不应任意扩大鉴定范围,增加业主的成本。

2、抗震加固规范JGJ116-2009规定,对于局部改造增加的重力荷载和改变刚度不超过原设计5%和10%时,可以认为对原建筑的抗震性能没有影响。


第七幕:既有建筑改造、改建、扩建等

......

旁白:

这种情况比较多,主要有以下几种情况:

加层、夹层、扩建、建筑改造改变建筑功能如增加荷载、变更结构主体等,这种建筑必须进行整体安全性和抗震性能检测。

实际上,任何的改造都有大小范围之分,有些很小范围的改造(比如局部增加百十平米的加层或夹层,对结构的影响很小,仍然要求整体安全和抗震加固,显然时不合适的。

北京地标《房屋综合安全鉴定标准》中用词很严密:拟进行结构改造影响结构安全性和抗震性能的.......,应进行房屋结构综合安全性鉴定。是否影响到结构安全或抗震性能,规范不可能针对不同的情况都做出规定,只能鉴定设计师自己把握。

《新通规》的1.0.4很智慧,把判定权给了相关责任人。

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第八幕:建造年代不久的建筑改造算既有建筑改造吗?

张总2019年按国家建设程序建设并竣工验收的一栋三层建筑,2022年计划增加一层,也完成了建筑方案和规划审批。找到两家设计院的高工和氐工。张总首先明确了设计费按国家标准收费,请两家设计院结构负责人阐述本项目结构改造设计方案,根据双方对本项目设计观点决定采用哪一家。

氐工首先发言说:“本项目三层增加一层,应对本建筑全面建模计算,并对原建筑结构不足的部分进行加固处理。同时:本建筑为既有建筑增层改造,根据现有标准要求,应该进行建筑整体安全性鉴定和抗震鉴定,然后再进行结构设计”。

高工发言说:“氐工的设计方法没有问题,但本项目无需进行检测、鉴定,因为项目按建筑程序、竣工验收,正常使用年限不到3年,建筑性能未退化,所以建筑的安全性能和抗震性能均符合现行标准,为什么还要作检测和鉴定呢?”

氐工微笑着看着高工,但他的微笑里明显含有对高工发言不符合规范的嘲讽,然后用一副善于雄辩腔调说:“你怎么知道按建设程序并竣工的验收的建筑混凝土等级就符合要求呢?也许施工单位造假了呢?”

高工年龄比氐工大很多,目光里充满对氐工高超的逻辑思维的赞赏之意,但毕竟是市场竞争,高工温和而又暗带锋芒的的说:“你说的有道理,但是工程项目是需要很多环节接力完成的,如果我们不相信上一个符合要求的程序环节,又如何相信检测鉴定报告呢?”。

高工接着说:“关于氐工说的符合规范的问题,从规范字面理解,我们如果按既有建筑加层,的确需要进行安全鉴定和抗震鉴定,不过我认为通过对建筑年代、建设程序、资料、图纸等调查本身就是建筑的评定,即认为符合鉴定标准要求,无需再作通常的检测鉴定。当然人和人理解不一样,因为这个项目需要进行图纸审查,建议我们一边结构设计,一边一块到审图公司沟通一下。”

高工说完,对着甲方项目负责人老王微微一笑,老王看出了高工的微笑里隐含着技高一筹的自得。

张总赞同高工的观点并与他签订了设计合同,并安排老王和高工一块到审图公司先咨询下。审图公司沈工听了高工的项目介绍,不假思索的说:“按标准必须提供检测鉴定报告”。高工看着老王,一副尽到了责任但无可奈何的表情。沈工看老王上厕所,私下对高工说:“我们也知道这个无需检测鉴定,但我们得符合审图程序,有歧义的时候从严掌握,挣这点审图费,犯不上担这个责任。”


旁白:

本例中各人理解的都有道理,但笔者认同高工的观点。如果本项目建设程序无审图环节,注册结构师是本项目设计的责任主体,按新通规责任主体的判断可以决定不做检测。至于因为原施工单位偷工减料,未作检测鉴定没有发现问题,本身是原建筑施工过程的问题,不能算作未进行检测鉴定的责任。

对于这点,有朋友有不同意见,认为后续的改造设计因未做检测而未发现施工单位造假而造成工程事故,未作检测应该给予处罚,我认为是不合理的,因为检测的目的不是发现原施工是否造假。所以很多质量事故判罚时一定应该注意其中的因果关系,不可按胡乱判罚,否则将让参与建设者的人们无所适从。


第九幕:新建筑与原建筑结构完全脱开,仅基础相连,需要对原结构进行检测吗?

张总租用了某国企1995建设轻钢结构的单层厂房,准备作大数据机房,租期15年。委托高工设计。为了不对原结构进行加固,并且保证机房的密闭和恒温等性能,厂房室内单独再作一个房子,结构不互相联系。但新旧结构的基础无法完全脱开,高工看了原结构的基础图纸和勘察报告,说:“如果不审图的话,就不对原结构和基础作检测鉴定了,如果审图按审图要求来吧”。

高工的徒弟小王问道:“新建的结构一定对原结构基础有影响,这个房子用了将近三十年了,基础和地基是否有问题,是不是应该进行下检测呢?”

高工说:“我看了原结构基础和地勘,比较保守,基础埋在土中,可能耐久性受点影响,但影响不大,我们作新基础的时候,新旧联合基础适当作的保守点,相当于对原结构基础加固了。”

小王说:“比如万一,我说是万一啊,万一钢结构安装塌了,砸死了工人,首先查图纸,说我们没做检测而进行设计违反国家标准,是不是要坐牢呢”。

高工叹了口气说:“我能肯定的是,你说的万一出现的事故和做不做检测几乎没有联系,其实做基础检测也花不了多少钱,不做检测,我们还可以有理由的适当把基础做的适当保守些,让甲方也觉的我们替他们省钱。如果因为原结构基础不符合要求,因为我们没做检测而没有发现问题即使按保守的基础设计,仍然出现了倒塌,这个概率比结构失效概念还要小的多,大可不必担心。如果我们设计没问题,检测不检测根本和钢结构倒塌没有关系。

我担心的是当出现了工程事故,有些和工程事故没有关系的比如设计程序不合规、设计失误而也成为受惩罚者之一。国家汗牛充栋的结构规范和条例,任何工程都会有设计失误或程序不合规之处,如果这些和事故没有必然的联系而受到很大处罚甚至算作犯罪,将对这个行业是个巨大的打击,毕竟设计行业本质并没有一个严格标准,即使是标准规定也是很多争议的。处罚按“疑罪从有”的原则虽然可以减少一些工程事故,但更让设计师如履薄冰,怎能做出符合实际、合理安全度的设计,就像抗浮水位确定那样,何不干脆定到正负零就万事大吉了呢?”

“上次审图公司沈工的话你也听到了,不花我们的钱,干嘛不要求做呀。我这样做,除了让甲方不花没必要的钱外,更重要的是,凭着我多年工作经验和对结构设计本质的理解认为应该如此。你知道吗?正是因为这种实事求是和技高人胆大的敢于承担责任的态度,使我们赢得了很大的加固改造的市场,才能保证你们的收入不过多的受大趋势的影响......”。


旁白:

......

结束语:既有建筑是否需要进行检测鉴定和鉴定的范围,规范无法规定清楚,文章也无法写清楚,本文只是代表性的描述,即使写成莎士比亚全集那样厚也无法讲完,所以还得结构工程师自己把握。有人说按标准执行,如果标准也编写的矛盾重重、语义不祥甚至错误呢?项目还是要做的,最终还是靠设计责任人自己决策和承担风险。文中的氐工、高工、沈工的观点没有绝对的对错,只是从工程的角度说那种更是合理的,请读者自行判断,且行且珍惜!


2022年2月10日


参考文献:

1:既有建筑改造加固通规、建筑结构检测、鉴定系列规范标准。

2:《建筑结构检测、鉴定与加固》,高等院校土木教材

3:感谢上海陈海斌总的文章和对本文提出的宝贵意见。

原文来自:土木吧