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程紹革：通用規范實施后既有建筑鑒定的幾點思考

通用規范實施后既有建筑鑒定的幾點思考

二維碼 18

文/程紹革

摘要

針對通用規范實施后鑒定人員的疑惑，從既有建筑鑒定與加固的荷載取值與作用組合、抗震鑒定時設防烈度與后續工作年限確定、C類建筑的抗震鑒定方法、第二級抗震鑒定方法以及安全性鑒定與抗震鑒定的關系幾個方面，對通用規范的條文進行了解釋，指出了通用規范中的不足之處，提出了實際鑒定與加固時的建議。

引言

2022年一批通用規范相繼實施，其中對既有建筑的鑒定與加固主要涉及到3本規范：《工程結構通用規范》（GB 55001－2021）[1]（簡稱規范GB 55001－2021），《建筑與市政工程抗震通用規范》（GB 55002－2021）[2]（簡稱規范GB 55002－2021），《既有建筑鑒定與加固通用規范》（GB 55021－2021）[3]（簡稱規范GB 55021－2021）。從事既有建筑鑒定與加固的技術人員注意到了通用規范對原有標準的提高，同時也注意到了對既有建筑有了適度降低的要求，如在前言中提到了“對于既有改造項目（指不改變現有使用功能），當條件不具備、執行現行規范確有困難時，應不低于原建造時的標準”，然而，對于既有建筑的鑒定與加固，哪些需要按新的標準執行，哪些可適度降低標準，降低的幅度始終有些疑問，此外通用規范中的一些規定存在著與現行標準不協調的地方，有些條款的合理性也值得商榷。本文就幾個大家比較關注，也易引起誤解的地方與讀者進行交流和討論

鑒定與加固的荷載取值與作用組合

1.1 標準的變化

規范GB 55001－2021第2.4.6條給出了作用的基本組合公式如（1）所示，該式即為《民用建筑可靠性鑒定標準》（GB 50292－2015）[4]中構件按承載能力進行安全性等級評定的公式：

本次標準的修訂提高了永久作用和可變作用的分項系數，規范GB 55001－2021第3.1.13條規定：對于永久作用，當對結構不利時不應小于1.3，即由原來的1.2提高到了1.3；對于可變作用，當對結構不利時不應小于1.5，即由原來的1.4提高到了1.5。

此外，部分使用功能的活荷載標準值也有所提高，如辦公荷載由2.0kN/m2提高到2.5kN/m2。

筆者曾從構件可靠性指標角度進行過分析，在不考慮活荷載提高，僅考慮荷載分項系數提高的情況下，構件按承載力檢查項目的安全性等級最大會降低一個等級，如果考慮活荷載的提高則會降低更多，這無疑增加了既有建筑構件加固的工作量。

在抗震驗算方面，通用規范GB 55002－2021給出了考慮地震作用的組合公式如式(2)所示，既有建筑抗震鑒定按抗震承載力驗算時即采用該公式。

關于分項系數的取值，GB 55002－2021第4.3.2條規定：對承載力不利的永久荷載不小于1.3，即由原來的1.2提高到了1.3；地震作用分項系數不小于1.4，即原來的1.3提高到了1.4。

盡管標準編制組認為此次調整對整體結果影響不大，但考慮到設防烈度的調整、內力調整系數的提高，加之與規范GB 55001－2021結合在一起使用，同樣使既有建筑構件加固工作量的大大增加。而目前既有建筑的加固多數是由于抗震承載力不足造成的。

1.2 既有建筑鑒定與加固時的建議

通用規范GB 55021－2021第4.2.2條給出了一個靈活性處理原則：當為鑒定原結構、構件在剩余設計工作年限內的安全性時，應按不低于原建造時的荷載規范和設計規范進行驗算；當為結構加固、改變用途或延長工作年限的目的而鑒定原結構、構件的安全性時，應在調查結構上實際作用的荷載及擬新增荷載的基礎上，按現行規范與標準的規定進行驗算。

實際工程中可以采取如下處理原則：

（1）荷載原則上按現行規范取值。當建筑改變使用功能，或是需要進行靜載作用下的加固時，按現行規范取值。如果未改變使用功能導致荷載增加時，可按原設計標準取值。

（2）分項系數實質上是可靠性指標的體現，因此對于既有建筑而言，原則上可按原設計標準取值，但當構件因靜載作用下的承載力不足需加固時，建議按現行規范取值，以達到現行規范的可靠性水準。

抗震鑒定中幾個重要參數的確定

通用規范GB 55021－2021第5.1.1條規定：既有建筑的抗震鑒定，應首先確定抗震設防烈度、抗震設防類別以及后續工作年限。本節對抗震設防烈度、后續工作年限的確定方法進行探討。

2.1 抗震設防烈度

《建筑抗震設計規范》（GB 50011－2010）[5]（2016年版）依據第五代地震動參數區劃圖對抗震設防烈度進行了調整。根據規范修訂組提供的資料，本次對全國2860個城鎮調整的分類統計結果如下： 1）設防烈度降低一檔：5個城鎮，占比0.17%；

2）地震動參數不變：共1618個城鎮，占比56.5%；

3）設防烈度不變，僅設計地震分組調整的有365個城鎮，占比12.75%；4）設防烈度提高一檔，共841個城鎮，占29.5%；5）設防烈度提高二檔，共841個城鎮，占1.05%；6）設防烈度提高三檔：僅1個城鎮，占0.03%。

從統計結果來看，全國有近一半的城鎮地震作用提高，有的提高幅度相當大，對既有建筑加固改造提出了新的要求和挑戰，如果一味地按新的地震動參數進行抗震鑒定和加固，現有的技術能力和經濟條件無法達到這一要求。為此，筆者拋磚引玉，提出個人的觀點供工程界和學術界探討。

《建筑抗震鑒定標準》（GB 50023－2009）[6]（簡稱規范GB 50023－2009）第1.0.2條規定：抗震設防烈度，一般情況下，采用中國地震動參數區劃圖的地震基本烈度或現行國家標準《建筑抗震設計規范》（GB 50011－2010）（2016年版）規定的抗震設防烈度。

值得商榷的是，標準中的“一般情況下”，是否意味著抗震鑒定與加固時的設防烈度（或地震動參數）可與新建工程有所不同。既有建筑由于技術和經濟的原因，在不降低原設計標準的前提下，可以采用《建筑抗震設計規范》（GB 50011－2010）（簡稱10版抗規）的抗震設防烈度，為既有建筑的抗震加固提供可操作性。

2.2 既有建筑的后續工作年限

通用規范GB 55021－2021第5.1.2條規定：既有建筑的抗震鑒定，應根據后續工作年限采用相應的鑒定方法。后續工作年限的選擇，不應低于剩余工作年限。同時第5.1.3條規定：后續工作年限為30年以內（含30年）的建筑，簡稱A類建筑；后續工作年限為40年以內（含40年）的建筑，簡稱B類建筑；后續工作年限為40年以上50年以內（含50年）的建筑，簡稱C類建筑。

該條規定的后續工作年限僅與原建筑的剩余工作年限有關，有些不妥，特別是再與建筑類別掛鉤后，存在很大的問題。規范GB 50023－2009對后續工作年限是依據建造年代、原設計標準系列來確定，同時規定了一個最低后續工作年限30年。舉例如下。

（1）1991年建造按89版抗規設計的房屋。已使用31年，剩余工作年限19年，按通用規范GB 55021－2021的規定，后續工作年限為30年，為A類建筑。而按規范GB 50023－2009的規定應為B類建筑。

（2）2002年建造按01版抗規設計的房屋。已使用20年，剩余工作年限30年，按通用規范GB 55021－2021的規定，后續工作年限為30年，為A類建筑。而按規范GB 50023－2009的規定應為C類建筑。

（3）2011年建造按10版抗規設計的房屋。已使用11年，剩余工作年限39年，按規范GB 55021－2021的規定，后續工作年限為40年，為B類建筑。而按規范GB 50023－2009的規定應為C類建筑。

事實上，既有建筑的后續工作年限應根據建造年代、原設計標準和剩余工作年限來確定（圖1）。首先按原設計依據的標準系列進行劃分，凡89版抗規實施前建造的房屋一律為A類建筑，后續工作年限不少于30年，按89版抗規設計建造的房屋一律為B類建筑，后續工作年限不少于40年。其次，對2000年以后建造的房屋，雖稱為C類建筑，但其后續工作年限應按剩余工作年限來確定，應注意的是后續工作年限30年的C類建筑不同于A類建筑，后續工作年限40年的C類建筑不同于B類建筑，它們后續工作年限雖相同，但相應的鑒定要求完全不同。

圖1 既有建筑后續工作年限的劃分

C類建筑的抗震鑒定策略

3.1 通用規范條文的合理性

通用規范GB 55021－2021第5.1.4條規定：A類和B類建筑的抗震鑒定，應允許采用折減的地震作用進行抗震承載力和變形驗算，應允許采用現行標準調低的要求進行抗震措施的核查，但不應低于原建造時的抗震設計要求；C類建筑應按現行標準的要求進行抗震鑒定，當限于技術條件，難以按現行標準執行時，允許調低其后續工作年限，并按B類建筑的要求從嚴處理。

這里有兩個問題，一是C類建筑按B類建筑的要求從嚴處理是否合適，二是從嚴處理的尺度如何把握。

研究表明[7]，01版抗規較89版抗規在抗震性能上有很大的提高，圖2是相同結構按兩個版本設計的建筑最大層間位移角的概率密度分布曲線。顯然89版結構的分布曲線相對平坦，概率密度小，01版結構的曲線相對集中，更加向縱坐標軸靠近，最大層間位移角較89版結構小，概率密度大。

（a）89版抗規

(b)01版抗規

圖2 兩個版本抗規的最大層間位移角分布曲線

圖3是按兩個版本設計的建筑易損性曲線，每條曲線表示在不同的PGA下結構超越預期層間位移角的概率，相同的PGA下各條曲線的高低則表示了結構超過同一層間位移角的概率大小。對比兩圖也可以看出，對于相同的層間位移角，01版抗規的超越概率明顯小于89版抗規。

由此可見，按B類建筑的要求從嚴處理實際上是降低了原設計標準。

（a）89版抗規

（b）01版抗規

圖3 兩版抗規地震易損性曲線對比

3.2 C類建筑如何進行抗震鑒定

3.2.1地震作用

地震作用計算框圖見圖4。

（1）對于地震動參數不變的地區，按改造后的結構計算地震作用，地震作用不按后續工作年限進行折減。

圖4 C類建筑的地震作用計算

（2）對于設防烈度不變、場地特征周期提高的地區，地震作用依據現行抗規的規定計算值按后續工作年限進行折減，并與原設計地震作用比較，取較大值。

（3）對于設防烈度提高的地區，可按提高的程度區別對待。對于設計基本加速度提高0.05g的地區，建議按新的設防烈度計算地震作用，并可按后續工作年限進行地震作用折減；對于設計基本加速度提高0.10g以上的地區，建議按2016年版前一版的抗規確定設防烈度，并與原設計地震作用比較，取較大值。

3.2.2抗震措施

抗震措施的確定見圖5。

圖5 C類建筑的抗震措施確定

（1）對于設防類別未提高的建筑，按不低于原設計標準的要求進行鑒定與加固。

（2）對于設防類別提高的建筑，如政府征用作為醫療、適老化的建筑，可以采用性能化抗震鑒定與加固方法，當建筑在罕遇大震下的層間變形遠小于規范的限值，樓層的剪力需求比滿足要求，大震下構件的損傷程度處于中等程度時，可降低抗震等級進行鑒定和加固。

抗震鑒定的第二級鑒定方法

通用規范GB 55021－2021第5.3.3條，對于A類和B類建筑中規則的多層砌體房屋和多層鋼筋混凝土房屋，當采用以樓層綜合抗震能力指數表達的簡化方法進行抗震能力驗算時，給出了相應的計算公式，并要求不低于原建造時的抗震要求，對這一條應謹慎使用。

4.1 多層砌體房屋

通用規范GB 55021－2021第5.3.3條第1款引用了規范GB 50023－2009關于多層砌體房屋綜合抗震能力指數的計算公式，其中對驗算樓層的基準面積率未具體給出，鑒定人員可參考規范GB 50023－2009附錄B中的值，但應注意到，規范GB 50023－2009中的基準面積率是基于地震作用分項系數為1.3時得到的，如果業主希望提高要求，或是后續工作年限為50年的C類建筑，分項系數應取1.4，附錄B表中數值應乘以1.3/1.4的調整系數。

4.2 多層鋼筋混凝土房屋

規范GB 55021－2021第5.3.3條第2款引用了規范GB 50023－2009關于A類多層鋼筋混凝土房屋綜合抗震能力指數的計算公式，該公式是根據唐山大地震的震害資料，結合結構的彈塑性時程分析研究，得到的半經驗半理論計算公式，與當時的實際震害對比有較好的吻合度，適用于層數在10層以下的鋼筋混凝土房屋。B類建筑與A類建筑的震害模式不盡相同，因此該公式對于B類建筑并不適用，也未與實際震害進行過對比，研究表明以綜合抗震能力指數大于1.0作為衡量標準也是不合適的[10]，對B類鋼筋混凝土房屋還是應采用構件抗震承載力驗算方法。

4.3 關于不低于原建造時的抗震要求

“不低于原建造時的抗震要求”主要針對C類建筑，A、B類建筑不建議執行這一要求，應依據規范GB 50023－2009的規定進行鑒定，地震作用可根據后續工作年限進行折減，抗震措施也可比現行抗震設計規范的要求低。

例如，對于設防烈度沒有調整的地區，如執行“不低于原抗震要求”，則無法體現地震作用的折減和抗震措施的適度降低，多層砌體房屋樓層綜合抗震能力指數計算公式中的烈度影響系數也就失去了存在的意義，這本身與規范GB 55021－2021第5.3.3條第1款是相悖的。

安全性鑒定與抗震鑒定的關系問題

通用規范GB 55021－2021第2.0.4條第2款提出：既有建筑的鑒定應同時進行安全性鑒定和抗震鑒定。問題是安全性鑒定是否必須與抗震鑒定同時進行。首先筆者先講一下安全性鑒定與抗震鑒定的區別，其次講一下這條規定的實操性。

安全性鑒定屬于房屋結構在正常使用條件下的安全性鑒定，我國的《民用建筑可靠性鑒定標準》（GB 50292－2015）對安全性鑒定采用的是故障樹原理，分構件、子系統和系統三個層次逐級進行鑒定評級，通用規范GB 55021－2021第4.1.2條規定：當僅對既有建筑的局部進行安全性鑒定時，應根據結構體系的構成情況和實際需要，僅進行至某一層次。

抗震鑒定是遭遇地震影響時的抗震安全性鑒定，地震是概率性的偶發事件，因此抗震安全的前提條件是正常使用下的安全性。我國的規范GB 50023－2009采用的是基于篩選法的兩級鑒定方法，第一級鑒定是抗震措施核查為主的宏觀鑒定，通過第一級鑒定排查出符合抗震要求不需要加固的建筑；第二級鑒定是以抗震承載力驗算為主，結合第一級鑒定構造的影響進行房屋抗震性能的綜合評判。與安全性鑒定的構件→整體結構鑒定方法不同，抗震鑒定更強調結構整體概念，是整體結構→構件的鑒定方法。

因此，安全性鑒定可只進行到構件層次，如某大樓在裙房局部加裝冷卻塔，只涉及到相關少量構件的承載力復核，這種情況下完全沒有必要對整個大樓進行安全性鑒定，只需進行局部處理即可。既然只進行局部性的安全性鑒定，增加的荷載、對結構整體剛度的影響都不大，自然沒必要進行整棟大樓的抗震鑒定。對通用規范GB 55021－2021第2.0.4條正確的理解是：安全性鑒定后不一定要做抗震鑒定，抗震鑒定前必須要進行整體結構安全性鑒定。

結語

本文針對通用規范實施后鑒定人員的疑惑，從荷載與分項系數取值、抗震鑒定的若干參數取值、C類建筑抗震鑒定策略以及第二級抗震鑒定方法幾個方面，提出了個人觀點，以及今后規范GB 50023－2009局部修訂的初步思路，供鑒定與加固設計人員參考。文中觀點可能有不妥之處，也請大家批評指正。