多层既有砌体结构水平位置偏差的评定

多层既有砌体结构水平位置偏差的评定
【摘 要】传统意义上的安全度是指结构在正常设计、正常施工和正常使用
的状况下，抵抗各种不利因素所具有的安全储备的大小。定义中对设计、施工和
使用条件的限定实际上是对不定性的承认，然而最后的定值安全储备使得传统设
计法仍然归属于定值设计法，而不是从定量的角度来保证结构的安全度。由于受
到各种偶然因素的影响，结构所承受的荷载及所具有的抗力实际上是随时间和空
间变动的随机函数。

【关键词】水平偏差；附加弯矩；结构可靠性；可靠性评定；设计水平；施
工质量

0 引言
按照设计规范设计的建筑物在规定时间和规定条件下是能够较好完成预定
的使用功能的，然而在设计过程中建筑物都是按照精确的尺寸来设计的，未考虑
实际建造过程和使用过程中尺寸偏差对结构可靠性的影响。在构件可靠性评定工
作中，若是加入合理、明确的水平位置偏差限定值，可以更准确地判定构件的等
级，并保证鉴定工作的准确性和合理性。

1 多层砌体结构墙体水平位置偏差
结构的可靠性不仅取决于结构的设计水平，同时也受施工质量和后续使用条
件的影响。由于受主客观条件的限制，实际建造的建筑不一定完全符合设计的要
求。例如，在多层砌体结构中可能会出现墙体水平位置不符合设计要求的现象。
目前墙体水平位置偏差现象存在于很多既有建筑中，由于墙体水平位置偏差引发
的工程事故和安全隐患也不容忽视。如我国四川某市某居民楼，2005年建成入
住后，居民不断反映存在质量问题，后经当地检测部门检测鉴定后，得出结论：
由于施工技术和现场管理的不完善，致使建筑物部分承重墙体水平位置偏差过
大，导致墙体承载能力不足，需采取必要的加固措施。

现行国家标准《砌体工程施工质量验收规范》（GB50203-2002）在条文说明
中指出：砖砌体水平位置偏差是影响结构受力性能和结构安全度的关键检测项
目。因此将其列入主控项目是十分必要的。

砌体墙体承载能力计算公式如下：
N=φ·f·A
由公式可以看出，墙体的承载能力与砂浆强度、截面尺寸及偏心影响系数有
关。当墙体水平位置偏差时，偏心影响系数就会发生变化，直接导致墙体承载力
的变化，影响墙体可靠度。
砌体结构中，墙体水平位置偏差带来的危害不仅仅只限于墙体承载力的降
低，主要包括以下几个方面：

①预制空心楼板支撑长度的不足。墙体水平位置偏差引起墙体两侧楼板的搭
接长度不对称，致使两侧楼板的搭接长度出现偏差。

②预制空心楼板的剪力加大。由于墙体水平位置偏差，上部楼层传来的合力
就会由墙体和楼板共同承担，造成楼板剪力增大现象，给结构带来安全隐患。

③受压构件承载能力降低。由于墙体水平位置偏差，使得受压构件承载能力
下降，更有甚者可能使得偏心距超出规范规定的偏心距限值，造成受压构件承载
能力不足。

④内力重分布。建筑结构作为一个整体，其中部分构件承载能力失效或者承
载能力不足都会给结构整体受力带来影响和变化，这种变化直接影响到构筑物的
可靠性。

2 施工质量评价标准对水平位置偏差的控制
建筑施工质量的控制对于建筑结构来说意义重大。施工质量得到保证，就在
很大程度上保证结构可靠性。建筑施工涉及的面较广，是一个复杂的综合过程，
再加上结构类型不同、质量要求不同、施工工艺不同等因素的影响，施工质量就
更难很好地控制。但是作为众多环节的重中之重，施工质量必须要得到很好控制。
其中砌体结构墙体水平位置偏差对结构可靠性影响重大，需要在施工过程中得到
严格地控制。

我国2001年制定了国家标准《砌体工程施工质量验收标准》，并配合《建筑
工程施工质量验收统一标准》（GB 50300-2001）共同使用。本规范是砌体工程施
工验收规范和工程质量评定标准的合成版，是以统一的施工质量验收方法构成的
砌体工程施工质量验收规范。规范中对砖砌体的位置及垂直度偏差进行了限定，
保证了工程结构的质量。

3 既有结构水平位置偏差的评定
3.1 既有建筑物可靠性鉴定简介
随着服役时间的增长，结构受使用条件变化及环境侵蚀等因素的影响，结构
的性能逐渐退化，功能逐渐降低乃至丧失，因此建筑结构的安全性评定日益受到
人们的关注。

建筑结构设计的目的是使结构在规定时间、规定条件下完成预定的使用功
能。既有建筑物可靠性鉴定属于可靠性理论研究的一个分支，其本质与设计理念
是一脉相承的。虽然在《砌体结构设计规范》（GB 50009-2001）中规定了必须是
规定时间、规定使用条件和规定的使用年限，但是在结构的实际使用过程中，很
多情况与设计要求是存在差异的，例如使用功能的变化、化学物质的侵蚀、自然
灾害的影响等。因此对既有结构可靠性进行评定，判断其是否能够满足在后续使
用年限内的可靠性是十分有必要的。

对既有建筑物鉴定工作的研究大致可以分为以下三个阶段：
①探索阶段。主要注重对建筑物结构缺陷原因的分析和修补方法的研究。
②发展阶段。重点在检测技术和评价方法的研究上。
③完善阶段。这一时期的研究引入了工程科学的知识，并结合专家的个人知
识，制定相应的评判系统和评判标准；并且注重检测手段和技术的更新，同时也
强调综合评判和宏观经济效果。

随着既有建筑物鉴定理论的发展，鉴定方法也在不断的更新和提高，目前常
用的鉴定方法有：传统经验法、实用鉴定法、概率鉴定法。

①传统经验法。由经验丰富的专家通过现场观察和简单的计算分析，以原设
计规范为依据，根据个人专业知识和以往工程经验直接对建筑物的可靠性作出评
价。该鉴定法程序简单、操作方便，但由于受数据和资料不完备及鉴定人员主观
判断能力差异等因素的影响，并且评判过程缺乏系统性，很难对建筑结构的性能
和状态作出全面准确的分析。

②实用鉴定法。运用各种检测手段和检测技术对建筑物及其周围环境进行周
密的调查、测试，并应用计算机技术以及其它相关技术和方法分析建筑物的时事
性能和状态，全面分析建筑物所存在问题的原因。最后基于现行标准规范，按统
一的鉴定程序和标准，从安全性、适用性等多个方面综合评定建筑物的可靠性水
平。

③概率鉴定法是基于实用鉴定法之上发展起来的，通过进一步运用统计推断
法分析影响建筑物可靠性的不确定因素，更直接和主观地利用可靠性理论评定建
筑物的可靠性水平，是一种理想的鉴定方法，其评定结论也更符合建筑物的实际
情况。

3.2 构件水平位置偏差的评定
目前，民用建筑可靠性评定是按“三层次、四等级”的方法进行的，该方法简
单实用，在业内得到较为广泛的应用。其中三层次分别是指构件、子单元、鉴定
单元，四等级是把三个层次的可靠性可靠性鉴定分为安全性鉴定和正常使用性鉴
定两类，因此针对两种不同的鉴定方式，等级评定也分为安全性鉴定分级标准和
使用性鉴定分级标准两种。具体的评定步骤和评定准则见表1。

对于构件水平位置偏差的评定，需按照结构实际的尺寸进行计算承载能力极
限分析或对其进行正常使用极限状态分析，以此来进行安全性评定或者使用性评
定。然而规范中对于构件等级评级的细部规定表述却是很笼统的，并没有给出具
体的、定量的评定标准，导致评定结果存在一定的偏差和不准确性。

4 结束语
总之，墙体水平位置偏差会直接或间接地影响到结构的可靠性，给结构带来
安全隐患，影响到正常的生活、工作和学习。因此合理地对墙体水平位置偏差尺
寸进行限定是十分迫切和必要的。

【参考文献】
[1]余安东，叶润秀.建筑结构的安全性与可靠性[M].上海：上海科学技术文
献出版社，1986.

[2]伍朝晖.工程结构可靠的理论分析研究[D].大连：大连理工大学，1997.