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一造成建筑結(jié)構(gòu)可靠度較低的因素分析

1先天性缺陷

如果建筑結(jié)構(gòu)在質(zhì)量上存在著先天性缺陷，那么無論后期使用維護做的多么到位，其結(jié)構(gòu)可靠度也必然無法在本質(zhì)上得到保證。造成建筑結(jié)構(gòu)存在先天性缺陷的因素較多，其主要可以被歸納為以下幾個方面:

(1)在建筑建設(shè)時期缺乏對工程所在地地質(zhì)情況的仔細勘探，如鉆孔深度不夠，勘探點布置不合理或數(shù)量較少等，這些都可能造成建筑在后續(xù)的施工中或竣工完成后發(fā)生地質(zhì)沉降問題，從而給結(jié)構(gòu)的可靠度帶來不利影響。

(2)設(shè)計是控制建筑物結(jié)構(gòu)質(zhì)量的源頭，如果建筑的結(jié)構(gòu)存在設(shè)計缺陷，如設(shè)計人員在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時沒有充分考慮影響結(jié)構(gòu)安全性的各個因素，那么最終建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量也無法得到保障。此外，建筑物在最終竣工后，每個結(jié)構(gòu)都有其獨有的特性，而這些特性是無法通過數(shù)學(xué)模型進行精確描述的，而這會造成結(jié)構(gòu)的使用情況與設(shè)計構(gòu)思存在一定的差異，再考慮到我國在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時將冗余度控制地較低，從而就可能為后期的使用安全留下隱患。

(3)一切建筑產(chǎn)品都需要通過施工建設(shè)才能完成，而各個施工建設(shè)企業(yè)的技術(shù)水平存在高低之分，現(xiàn)場施工人員的素質(zhì)也存在差異，這就可能造成同樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案由不同的施工企業(yè)進行施工，其完工后的質(zhì)量也存在不同。當(dāng)前我國建筑隊伍迅速擴大，但建筑隊伍的技術(shù)和管理水平卻沒有同步提高，因施工質(zhì)量不達標或偷工減料而造成的正在施工或剛竣工的建筑物就出現(xiàn)嚴重質(zhì)量事故的現(xiàn)象在全國屢見不鮮，這會給建筑物的結(jié)構(gòu)安全埋下大量的隱患。

2環(huán)境劣化及使用維護不當(dāng)

我國的地域跨度比較大，不同地區(qū)的自然環(huán)境存在差異，并且一些地區(qū)的自然環(huán)境還可能存在持續(xù)惡化等問題的影響，還有遭受自然災(zāi)害，或火災(zāi)、爆炸、振動、碰撞等偶然事故及周圍環(huán)境的影響，例如，高溫潮濕、腐蝕性氣體、液體的侵蝕，以及白蟻危害影響，這造成了不少建筑物出現(xiàn)不應(yīng)有的“早衰”現(xiàn)象。另外一些建筑物自竣工后就缺乏必要的維護和管理或房屋超期服役，結(jié)構(gòu)構(gòu)件材質(zhì)日趨老化以及開裂損壞，存在承載能力不斷減弱的現(xiàn)象。在建筑物使用過程中亦存在大量的使用不當(dāng)現(xiàn)象，如未經(jīng)鑒定就增加荷載和設(shè)備，未經(jīng)鑒定和加固就擅自拆改承重構(gòu)件或加層等，進而給建筑的結(jié)構(gòu)安全性帶來不利影響。

3新規(guī)范和標準的出臺

隨著國家對建筑使用安全性的重視度日益提高，我國在建筑可靠度的檢測鑒定領(lǐng)域也出臺了一系列新的規(guī)范和標準，這一方面促進了建筑產(chǎn)品質(zhì)量及其結(jié)構(gòu)安全性方面的提高，另一方面也拉高了可靠度的鑒定評價標準，尤其對于一些采用以往標準進行可靠度鑒定時處于臨界位置的既有建筑物，因為新標準和規(guī)范要求的提高，可能導(dǎo)致這些建筑物的結(jié)構(gòu)可靠度不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。

二建筑結(jié)構(gòu)可靠度檢測鑒定方法探討

結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的能力，稱為結(jié)構(gòu)可靠性，它包括安全性、適用性、耐久性;結(jié)構(gòu)可靠度是結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率。結(jié)構(gòu)可靠度是對結(jié)構(gòu)可靠性的定量描述，即當(dāng)以概率來度量時，稱為結(jié)構(gòu)可靠度。目前，建筑結(jié)構(gòu)檢測鑒定的方法主要可以分為以下幾類:

1經(jīng)驗鑒定法

這種方法主要依靠結(jié)構(gòu)專家或?qū)I(yè)的鑒定從業(yè)員通過現(xiàn)場對房屋的觀察和一些必要的計算分析，以原設(shè)計規(guī)范為依據(jù)，根據(jù)個人的經(jīng)驗和知識直接對建筑結(jié)構(gòu)的可靠度進行評價。這種方法主要以專家對建筑結(jié)構(gòu)外觀形貌的觀察結(jié)果和簡單檢測為依據(jù)，鑒定程序簡單，花費較少，并且鑒定時間短，但因為受到鑒定專家個人知識、經(jīng)驗以及所采納數(shù)據(jù)、資料的準確性等方面的限制，使得評定結(jié)論因人而異，經(jīng)驗鑒定法一般未采用檢測手段獲取技術(shù)數(shù)據(jù)，很難對建筑結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性做出全面的評估。因此，這種方法一般不適合對房屋原設(shè)計質(zhì)量和原使用功能的鑒定，但對于房屋完損性的常例檢查和普查以及對那些受力明確且較易判定的中小型工程，若結(jié)合進一步的檢測、觀察和驗證，卻不失為一種提高鑒定效率的方法。采用經(jīng)驗鑒定法對建筑物的評定一般依據(jù)《房屋完損等級評定標準》、《危險房屋鑒定標準》。

2檢測鑒定法

檢測鑒定法是在經(jīng)驗法的基礎(chǔ)先對建筑物及其周圍環(huán)境進行詳細的調(diào)查、檢查和測試，再依據(jù)現(xiàn)行檢測規(guī)范根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)構(gòu)件通過應(yīng)用相應(yīng)的檢測手段(例如鋼筋混凝土構(gòu)件采用回彈法或鉆芯法檢測混凝土的抗壓強度、采用超聲波法檢測混凝土的內(nèi)部缺陷等)獲取相關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)，然后通過應(yīng)用計算機技術(shù)對收集到的數(shù)據(jù)和資料進行綜合分析，以最終得到對當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)安全性的全面評估結(jié)論，這種方法以國家對各類建筑物可靠性的鑒定標準作評定依據(jù)(如《民用建筑可靠性鑒定標準》、《工業(yè)建筑可靠性鑒定標準》)，按照規(guī)范的鑒定程序和標準，能夠從多個層面對建筑結(jié)構(gòu)的可靠性進行綜合評價，與經(jīng)驗鑒定法相比，實用鑒定法對鑒定人員的主觀依賴性較低，鑒定過程根據(jù)實測的檢定數(shù)據(jù)作驗算依據(jù)，所得到的結(jié)論也更加準確，能夠為建筑維修、加固和改造方案的決策提供可靠的技術(shù)依據(jù)。

3概率鑒定法

隨著可靠度理論的不斷發(fā)展，當(dāng)前將概率論和數(shù)理統(tǒng)計原理應(yīng)用到可靠度評價的方法也日益成熟，對于建筑結(jié)構(gòu)的可靠度鑒定而言，可以建立結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)(結(jié)構(gòu)抗力與結(jié)構(gòu)荷載效應(yīng)的差值)。當(dāng)結(jié)構(gòu)抗力大于結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)時，對結(jié)構(gòu)安全的鑒定結(jié)果為可靠;否則即為不可靠。此時可根據(jù)二者間差值的大小定義失效的概率，如結(jié)構(gòu)抗力減去結(jié)構(gòu)荷載效應(yīng)的差值越大，則結(jié)構(gòu)發(fā)生失效的概率就越低，從而可進一步得到結(jié)構(gòu)可靠的概率。這種概率方法從理論上來講是完善的，能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)的可靠度進行真實地反映，但不足之處在于結(jié)構(gòu)功能函數(shù)的構(gòu)造和求解過程都比較復(fù)雜。因為實際中施工偏差和質(zhì)量因數(shù)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)材料的強度存在差異，各種檢測手段測定數(shù)據(jù)的差異，各種計算模型對實際情況的描述也存在一定的出入，造成據(jù)此所構(gòu)建的功能函數(shù)可能難以準確反映建筑結(jié)構(gòu)的可靠度。

4通過與已知模型的相似度

度量來進行鑒定隨著建筑可靠度鑒定技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前又發(fā)展出了一些新的鑒定評價方法，如可以根據(jù)一個確切的、已知其結(jié)構(gòu)可靠度的建筑建立標準模型，然后根據(jù)影響建筑結(jié)構(gòu)可靠性的因素建立評價指標體系，最后通過度量待鑒定建筑物與標注模型在對應(yīng)指標值上的差異來評估其可靠性。如果二者在各個指標上都非常接近，則待鑒定建筑物的結(jié)構(gòu)可靠度就與標準模型接近。這種方法的優(yōu)勢是可以通過相似性度量實現(xiàn)快速鑒定和評價，缺點是對標準模型和檢測技術(shù)的要求都比較高，如果標準模型本身的可靠度不具有較高的可信性，那么也無法確保鑒定結(jié)論可靠。

三建筑結(jié)構(gòu)可靠度

檢測鑒定現(xiàn)狀的局限性結(jié)構(gòu)可靠度是從統(tǒng)計數(shù)學(xué)觀點出發(fā)用概率來度量，這一定義比結(jié)構(gòu)可靠性較科學(xué)和完善，因為在各種隨機因素的影響下，結(jié)構(gòu)完成預(yù)定功能的能力只能用概率來度量，但當(dāng)前在對既有建筑結(jié)構(gòu)的可靠度進行檢測鑒定的過程中存在一定的局限性。現(xiàn)場檢測條件的局限，現(xiàn)役建筑通常正在使用中，現(xiàn)場檢測抽樣數(shù)量受到使用條件的限制，同時亦受到檢測方法和檢測儀器的限制，造成構(gòu)件因檢測而破損損壞或檢測數(shù)量不足，一些構(gòu)件重要部位或節(jié)點部位未能檢測;另外對構(gòu)件實測數(shù)據(jù)受施工質(zhì)量各因素的影響，例如混凝土強度:同一構(gòu)件或同批構(gòu)件的離散性較大時，混凝土強度難以推定，也直接影響驗算結(jié)果。檢測鑒定規(guī)范、標準和計算軟件的局限，對現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)的可靠性鑒定標準而言，有結(jié)構(gòu)可靠度的功能(R＆S)控制值，但無數(shù)理統(tǒng)計函數(shù)做法和計算要求;用于結(jié)構(gòu)可靠度驗算軟件通常是現(xiàn)行設(shè)計類的計算軟件，該類計算軟件一般輸出截面計算用量，而不是結(jié)構(gòu)抗力計算值，實際操作上為得到此值什么計算方法都有使用，造成等級評定有人為性的出入，直接影響鑒定結(jié)果的準確性。當(dāng)前雖然發(fā)展出了一些結(jié)構(gòu)可靠度的檢測鑒定方法，但這些方法在具體使用過程中仍存在一定的局限性，如何從理論上入手將概率論統(tǒng)計數(shù)學(xué)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)可靠度檢測和計算中，規(guī)范并建立與既有建筑傳力樹體系相適用的結(jié)構(gòu)可靠度功能函數(shù)和評定做法，應(yīng)該是當(dāng)前迫切所需要解決的問題。

四建筑結(jié)構(gòu)可靠度

檢測鑒定的發(fā)展趨勢隨著建筑用地的減少，材料品種和強度日趨增多和提高，城市建筑越來越高、跨度越大，結(jié)構(gòu)形式也越來越復(fù)雜，由磚木結(jié)構(gòu)發(fā)展為剪力墻結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)、鋼－筒結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等。隨著國家對建筑安全度的重視，2002年后設(shè)計標準均有所提高，建筑結(jié)構(gòu)的可靠度也在提高，建筑物的安全儲備也相應(yīng)增大;同時，國家出臺一系列施工質(zhì)量檢驗、檢測、驗收規(guī)程規(guī)范;施工監(jiān)督管理將日趨完善和走向正軌。雖然我國尚未立法對已竣工投入使用的建筑物規(guī)定其檢測鑒定周期，建立對建筑物定期檢查的法規(guī)和管理制度是勢在必行，對我國現(xiàn)役建筑進行定期檢測鑒定及建立房屋安全使用信息管理體系將是一龐大的工程。對有完整設(shè)計資料和正常使用的建筑物，采用無損法檢測可增加檢測范圍和數(shù)量，且減少對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破損影響，使對建筑物定期檢測鑒定的管理制度具有可操作性。隨著超聲波和雷達等先進檢測儀器的研發(fā)，對建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的無損檢測采集數(shù)據(jù)越發(fā)完善和精準，有充分的檢測數(shù)據(jù)進行數(shù)理統(tǒng)計和結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)計算以確定結(jié)構(gòu)可靠度和進行等級評定成為可能，對房屋實行定期檢測鑒定的數(shù)據(jù)亦可錄入房屋安全使用信息網(wǎng)進行管理，所以對現(xiàn)役或新建建筑物采用可靠度檢測鑒定將是必然的發(fā)展趨勢。

五結(jié)束語

本文對建筑結(jié)構(gòu)可靠度檢測鑒定的意義、可靠度影響因素和檢測鑒定方法進行了闡述，對當(dāng)前進行結(jié)構(gòu)可靠度檢測鑒定現(xiàn)狀局限性和發(fā)展趨勢進行了探討，希望能為從事建筑結(jié)構(gòu)可靠度檢測鑒定工作的同行提供有益借鑒思路。

作者：劉小紅 單位：廣東穩(wěn)固檢測鑒定有限公司