国家级重点文物保护单位北京某琉璃阁主体结构安全性检测与鉴定

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  1、工程概况
  国家重点文物保护单位--北京某琉璃阁。1961年该建筑被列为全国重点文物保护单位,其建筑精美的琉璃构件是琉璃阁的重要组成部分,也是其艺术价值的重要体现。
  2、检测与鉴定依据
  《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)
  《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
  《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006
  《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
  《建筑抗震设计规范》GB50011-2010
  3、现场检测及工程质量现状勘查
  整座建筑主要建筑材料为青砖,考虑到该建筑为历史风貌重点保护文物,如采取直接取样法等检测对结构破坏较为严重,故采用了回弹法检测青砖强度。对白灰砂浆强度的检测,经过对灰缝的剔凿尽量使砂浆外露以便于回弹检测,本工程回弹法检测灰缝砂浆强度,砂浆强度推定值在0.8Mpa~1.3Mpa之间,可根据最终检测结果计算,此次检测砂浆的强度推定值为1.0Mpa,即强度等级为M1。
  3.1结构质量现状调查
  3.1.1琉璃阁外立面检测
  经现场实际勘查,琉璃阁外立面的琉璃构件由于长期处于露天环境,表面有釉面蜕变、开裂、脱落和胎体酥粉现象。特别是人物面部残损严重,经过细致观察,整体缺损面积较大。
  3.1.2地基和基础
  通过对结构上部称重结构和维护结构的观察,未发现由于地基不均匀沉降引起上部结构裂缝和倾斜等现象,可见,该建筑地基较稳定无严重承载缺陷。
  3.1.3综合分析
  国家重点文物保护单位--北京某琉璃阁,主体为砖木结构,同时通过上面分析可以看出,结构许多抗震措施不满足抗震鉴定标准的规定,通过两级鉴定也可以看出主体结构抗震承载能力不满足要求。
  经实际调查发现,外墙青砖墙体为变截面,为外墙下部截面大于上部墙体截面,自下而上均匀变化,墙体厚度随高度增加而逐渐变薄,加之屋顶为木构架自重较轻,整个结构的自重集中在建筑的中下部,建筑物整体呈倒锥形,从震害危害建筑物的角度分析,自重大的建筑比自重小的建筑更容易遭到破坏,所以此种外墙下部截面大于上部墙体截面做法,对维持建筑物整体不失稳起到良好效果。
  该建筑楼板及屋架部分均为木构架,木材弹性好,顺纹抗拉、横纹抗剪能力强,且抗震性能较其它材料要好,同上论述,该建筑可能经历过多次地震的破坏,但其抗震性能表现良好,主要是由于木楼板质量较轻,因此偶遇地震作用下,结构的木楼板地震影响均小于混凝土楼板,从以往工程案例分析和计算中得,木楼板在地震作用下结构的楼层位移值比混凝土楼板楼层位移值要小,木楼板的刚度虽比凝土楼楼板的刚度低,但是木楼板的密度要比混凝土楼板的密度小,所以木结构的阻尼比要比混凝土楼板阻尼比大,故在地震作用时,木楼板本身要消耗一部分地震能量,因此相同条件下木楼板受到破坏要小。综上几条原因分析,说明了为什么经计算后建筑局部抗震验算和抗震构造措施不满足规范要求,而经历多次地震没遭到较大破坏的原因。虽然本工程经历多年的使用没有破坏,但为了能确保本工程主体结构能继续安全使用,故应对按现行相关规范要求,对本工程主体结构进行抗震加固。
  4、加固处理建议
  4.1抗震加固处理
  针对该建筑结构实际特点,建议采取增加墙体内侧截面积形式,即在外墙内侧外包钢筋混凝土面层进行加固处理,此方法即解决了墙体已有的微小裂缝,又解决了墙体抗震承载力不足;加固时除剥离表层残渣和去除粉尘外,新旧材料应做插筋连接或是咬槎结合,以保证新旧结构共同工作。
  4.2木结构加固处理建议
  针对该建筑特点,除必须保持该建筑原有的建筑风格,不仅其外立面装饰要做到恢复原状、保持现状、修旧如旧等原则,建筑结构本身在保证其安全前提下,也不允许任意改变其结构形式,木构件进行加固时应以利用原木构件为先,损坏严重无法利用的在进行更换为原则。加固完成后的木构件应做好防火、防潮、防虫、防腐等措施。
  对木柱的干缩裂缝,当其深度不超柱该方向截面尺寸1/3时,可按下列嵌补方法进行修整:
  (1)当裂缝宽度不大于3mm时,用腻子勾抹严实;
  (2)当裂缝宽度在3~30mm时,可用木条嵌补,同时用耐水性胶粘剂粘牢;
  (3)当裂缝宽度大于30mm时,除用木条以耐水性胶粘剂粘牢外,尚应在柱的开裂段内加铁箍几道,若柱的开裂段较长,则铁箍间距不宜大于500mm,铁箍应嵌入柱内,使其外皮与柱外皮齐平;
  (4)当干缩裂缝超过上述规定范围或因构架倾斜、扭转而造成柱身产生纵向裂缝时,须待构架整修复位后,方可按上述情况进行处理,若裂缝处于柱的受力关键部位,则应根据具体情况采取加固措施或更换新柱。
  (5)对于鉴定所述木柱柱角腐朽情况,自柱底向上未超柱高1/4时,可采用墩接柱角方法处理,而墩接方法可根据腐朽程度、部位进行适当选取。
  (作者单位:黑龙江省建设技术发展中心)
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