结构的检测与评定(承载能力)

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1、1,结构构件的承载能力 邸小坛 中国建筑科学研究院 国家建筑工程质量监督检验中心,规避风险的检测与评定技术,2,基本概念-结构的性能或能力 工程结构可靠性设计统一标准GB50153-2008-结构可靠性： 在规定的条件下，结构完成预定功能的能力。 结构抵抗偶然作用的能力； 结构构件的承载能力，通常称之为结构的安全性； 保障房屋建筑使用功能的能力，也可称之为结构的适用性； 抵抗环境侵蚀作用的能力，通常称之为结构的耐久性。 建筑结构工程和既有建筑结构的评定对象相同，但是评定基准不完全相同，体现在结构抗力和作用效应两个方面。,规避风险的检测与评定技术-基本概念-结构的性能或能力,3,结构的性能或能力

2、-结构构件的承载能力 目前比较一致的认知是结构的承载能力包括下列内容： 结构的体系和构件的布置； 结构的构造与构件之间的连接； 构件及其连接的承载力； 作用和作用效应分析。 对应于承载能力极限状态，标志，1 构件出现材料破坏； 2 构件失去稳定；3出现刚体位移（倾覆）；4 不宜承载的变形。 可靠性和可靠度，安全等级二级，延性破坏（钢结构、混凝土受拉、抗弯、大偏压，木结构）=3.2，脆性破坏构件（混凝土小偏压、抗剪，砌体结构）=3.7,规避风险的检测与评定技术-基本概念-结构的性能或能力,4,“安全等级”可能是把承载能力称为安全性的根源之一。工程结构可靠性设计统一标准附录G ，既有结构的可靠性评

3、定也称之结构构件的承载能力为安全性。原因，该标准适用于各类结构，建筑、道桥、大坝和构筑物，有些目前还在使用安全系数的方法，有些还在使用许用应力的方法。始作俑者，工业厂房可靠性鉴定标准，以及民用建筑可靠性鉴定标准。 建筑结构可靠性（度）设计统一标准，也要增加既有结构的可靠性评定，抵抗偶然作用能力的评定（抗倒塌能力）、结构构件的承载能力，不再称之为结构的安全性；保障房屋建筑使用功能的能力，也可称之为结构的适用性；,规避风险的检测与评定技术-基本概念-结构的性能或能力,5,抵抗环境侵蚀作用的能力，通常称之为结构的耐久性。 建筑结构检测技术标准也要增加结构性能评定的规则和规定。 而且要分成： 建筑结构

4、工程性能的评定和 既有结构性能的评定两类。 这两类评定中都不提安全性的问题。 原因，保障不了安全，即使完全符合现行规范的要求；如果说安全性不足，会引起混乱，如果不提对不起用户。只能评定构件承载力的可靠指标达不到现行规范的要求。=3.2和=3.7,规避风险的检测与评定技术-基本概念-结构的性能或能力,6,检测与评定技术与风险的规避-基本概念-建筑工程与既有建筑,规避风险的检测与评定技术规避规范标准给评定单位带来的技术风险 。 规范标准可能会存在几类问题，该规定的没有规定，规定错误， 规定不清楚。（结合可标，介绍） 既有结构的评定规则（检测标准和可靠性设计统一标准），分成三种情况，1、无质量争议、

5、2、有质量争议，3、受其他因素影响。 无质量争议的既有结构的评定规则，适用于“可鉴”大多数情况，源于工程结构可靠性设计统一标准50153；以现行规范的基本规定为基准，对结构的实际状况进行评定，基本规定-可靠指标,7,基本规定-可靠指标，84年建筑结构设计统一标准68-84，开始，延性破坏3.2，脆性破坏3.7。想改为，钢结构和混凝土结构， 3.2；砌筑构件3.7。 3、受其他因素影响的既有结构，承载能力受影响程度的鉴定，适用性评定和耐久性评定，原来不足的问题都不能归为影响造成的。 例如降水，造成倾斜和开裂，检测发现强度不足。强度不足为工程质量的问题。 2、有质量争议进行工程质量的评定结构工程性

6、能的评定。 按建造时有效规范对设计质量评定，按设计要求对施工质量评定。,规避风险的检测与评定技术-基本概念-结构的性能或能力,8,检测与评定技术与风险的规避-基本概念-建筑工程与既有建筑,5.0.6 施工质量不符合规定时的条款，未变；文字调整，调整后扩大了应用范围：让步验收；（1和2 未改） 3 经有资质的检测机构检测鉴定达不到设计要求、但经原设计单位核算认可能够满足（结构）安全和使用功能的检验批，可予以验收。 建筑工程（结构）性能的评定来源之一； 评定的规则：以设计文件的要求为基准对（结构的）实际状况进行评定，不是以规范的规定为基准（规范是下限要求，设计可以高出其要求，但不能低于其要求）,9

7、,规避风险的检测与评定技术承载能力,2.1.7 安全性鉴定 appraisal of safety 对民用建筑的结构承载力和结构整体稳定性所进行的调查、检测、验算、分析和评定等一系列活动。 承载能力： 结构的体系和构件的布置； 结构的构造与构件之间的连接； 构件及其连接的承载力； 作用和作用效应的分析 和按现行规范的规定予以评定，并非一无是处，大多数规定是对的。构件及其连接的承载力的可靠指标不够。与可靠性鉴定标准相同,10,规避风险的检测与评定技术承载能力, 结构的体系和构件的布置； 4.3.3 上部结构现状调查与检测，应根据结构的具体情况和鉴定内容、要求，按下列规定进行： 1 结构体系及其整

8、体牢固性的调查，应包括结构平面布置、竖向和水平向承重构件布置、结构抗侧力作用体系（支撑系统）、抗侧力构件平面布置的对称性、竖向抗侧力构件的连续性、房屋有无错层、结构间的连系构造等；对砌体结构还应包括圈梁和构造柱体系。 各类结构都有相应的规定，混凝土、钢、砌体和木结构，规定比较全的是抗震设计规范。 结构的构造与构件之间的连接； 2 结构构件及其连接的调查，应包括结构构件的材料强度、几何参数、稳定性、抗裂性、延性与刚度，预埋件、紧固件与构件连接，结构间的连系等；对混凝土结构还应包括短柱、深梁的承载性能；对砌体结构还应包括局部承压与局部尺寸；对钢结构还应包括构件的长细比等。 结构的构造与构件之间的连

9、接； 构件及其连接的承载力； 作用和作用效应的分析 和按现行规范的规定予以评定，并非一无是处，大多数规定是对的。构件及其连接的承载力的可靠指标不够。与可靠性鉴定标准相同,11, 结构的构造与构件之间的连接； 2 结构构件及其连接的调查，应包括结构构件的材料强度、几何参数、稳定性、抗裂性、延性与刚度，预埋件、紧固件与构件连接，结构间的连系等；对混凝土结构还应包括短柱、深梁的承载性能；对砌体结构还应包括局部承压与局部尺寸；对钢结构还应包括构件的长细比等。 已经比较全面了，因为是举例不可能列全，要提示的是承载力的构造措施，适用性的构造措施、耐久性的构造措施和抵抗偶然作用的构造措施要与以区分。 构件及

10、其连接的承载力； 作用和作用效应的分析，（可能）肯定存在较大的分歧。,规避风险的检测与评定技术-结构的承载能力,12,规避风险的检测与评定技术承载能力,3.1.3 鉴定的目标使用年限，应根据该民用建筑的使用史、当前安全状况和今后维护制度，由建筑产权人和鉴定机构共同商定。对超过设计使用年限的建筑，其目标使用年限不宜多于10年。对需要采取加固措施的建筑，其目标使用年限应按现行相关结构加固设计规范的规定进行确定。 4.2.3 结构上的作用（荷载）标准值应按本标准附录J的规定取值。 附录J 结构上的作用标准值的确定方法 J.0.10 对本附录J.0.1规定的各种情况进行加固设计验算时，其基本雪压值、基

11、本风压值和楼面活荷载的标准值，除应按现行荷载规范的规定采用外，尚应按下一目标使用期乘以本附录表J.0.10的修正系数ka予以修正。,13,规避风险的检测与评定技术承载能力,下一目标使用期，应由委托方和鉴定方共同商定。 J.0.10 基本雪压、基本风压及楼面活荷载的修正系数ka 对表中未列出的中间值，允许按线性内插法确定， a10时，按a10确定ka值。,14,规避风险的检测与评定技术承载能力,许多规范允许在基准期方面做文章，允许减小基准期可变荷载的标准值，荷载规范、抗震鉴定标准，可靠性鉴定标准，提过意见。 不要按低标准鉴定（评定），低标准-考虑“国家的利益”-坑害老百姓的利益-损害国家利益，没

12、有小家，哪有国家？国家的利益与小家利益是一致的。 规范标准保护执行者的合法权益，低标准，出事，标准不承担责任，国外的标准明确规定，执行本标准，不能免除执行着的责任。,15,规避风险的检测与评定技术承载能力,先讨论荷载规范的可变荷载的标准值。据说符合极值型分布规律，据分析，应该有50年的统计数据，构造出统计数据的极值型分布，然后计算累计分布具有0.98的分位值，认为是重现期50年的荷载值，标准值。分析后认为重现期50年的标准值必然要大于统计数据中的最大值。一般应该是最大值的1.1-1.2倍。 楼面均布活荷载，火车站的候车大厅，人挤人，每年出现若干次，此时活荷载5.0kN/平方米，规范，3.5。还

13、能有修正系数ka ？ 再来看看分项系数，至少应该在1.7左右，而荷载规范，1.4,16,雪灾坍塌问题-低标准，过去的标准-粮食不够瓜菜代 2007冬季和2008春南方冰冻灾害大批轻钢结构倒塌-归为灾害？推脱责任？百年不遇？平均重现期100年，平均重现期50年，涉及基准期的问题。,检测与评定技术与风险的规避-基本概念-建筑工程与既有建筑,17,规避风险的检测与评定技术承载能力,基本雪压值、基本风压值和楼面活荷载的标准值，有基准期的要求基准期、设计使用年限、房屋建筑的使用寿命-概念不同； 基准期-可变荷载和作用-取值的固定时间周期，50年，除了临建和要拆除的房屋，不管使用多长时间，可变作用基准期都

14、是50年。一般为重现期50年的荷载作为标准值。基准期的作用值乘以相应的分项系数是设计值-控制可变荷载的超越概率，满足可靠指标的要求。欧洲规范允许使用1年的荷载标准值，但可靠指标要高得很多， 但相应的系数不同，保证有相近基准期的超越概率。专门到英国与欧洲规范主编探讨过这个问题。,18,规避风险的检测与评定技术承载能力,部分城市雪压（kNm2）,建筑结构荷载规范有100年的雪荷载；电力部门雪荷载30年-荷载偏小-百年不遇沾边，房屋建筑-基准期50年， 百年不遇不是坍塌的根本原因，荷载系数1.2和1.4，构件系数1.1，总的系数至少大于1.3。,19,规避风险的检测与评定技术承载能力,1）雪荷载偏小

15、？日、韩普遍大于我国相近城市的基本雪压（百年0.5）-其雪载系数也略大,韩国部分城市50年一遇地面雪荷载（kN/m2）,日本部分城市50年一遇地面雪荷载（kN/m2）,20,规避风险的检测与评定技术承载能力,荷载规范的标准值偏小。统计数数据中没有包括50年的最大值，第2，没有考虑冰冻。荷载规范，积雪单位体积自重2.5-4.0，冰的自重8.9。是规范之值的2倍。恰好是中韩雪压之差。 标准值偏低造成坍塌。 分项系数偏小，分项系数1.4。按照极值型分布50年越概率2%计算分项系数，2-4之间（按照荷载规范的数据计算），与地区相关。可靠指标达不到3.2和3.7的要求。全国使用同样的分项系数方法本身就存

16、在问题。,21,2007年冬，东北大雪；2008年春，南方冰冻灾害百年不遇，50年基准期，乘以1.4的分项系数，重现期数百年 美国一家保险公司-询问-原因？-500强企业在中国的厂房 答复-轻钢结构安全系数-分项系数偏小，规范雪荷载偏小-屋面可变荷载（本身偏小）组合，使用折减系数1.0。 轻钢结构的分项系数偏小？受拉杆件的分项系数应该在1.3-1.4之间，,规避风险的检测与评定技术承载能力,22,检测与评定技术与风险的规避-基本概念-建筑工程与既有建筑,风毁轻型围护结构的问题 北京西客站-采光顶；参加建设部组织的调查-进行过风洞试验,主要针对结构-不是轻型围护结构; T3航站楼 轻质屋顶-数次破坏； 上海交通银行，屋顶轻钢结构-华东设计院设计-； 原因-风荷载-10m-10min平均风-适用于结构-混凝土、砌体； 气象部门-10m-2min平均风 轻型围护结构-瞬时风+风振系数-超过2倍 高铁站房-中铁建设-不敢保