钢筋混凝土框架结构安全性量化评价方法

1.本发明属于建筑结构安全性评价的技术领域，具体涉及一种钢筋混凝土框架结构安全性量化评价方法。


背景技术：

2.随着我国各地城镇化进程，民用建筑建设持续发展。新建建筑增加的同时，部分既有建筑步入老龄化，结构老化等问题逐步出现，建筑拆除也频繁发生。目前存在大量建筑被不必要拆除的情况，且建筑在使用过程中，还可能遭遇地震、火灾、洪灾等突发事故造成损坏，面临维修、加固、改造等问题。对既有建筑的安全性鉴定是解决相应问题的关键。而现有《民用建筑可靠性鉴定标准》(gb 50292-2015)鉴定评级方法是由专业技术人员进行现场实地调查与检测，根据调查结果与检测数据进行验算，并结合技术人员实际经验判断建筑结构安全性等级。这种评价方法为定性定量相结合的方法，得到的是定性结果，无法区分同一安全性等级下的结构相对安全性。基于概率状态评价法的定量评价方法由于混凝土框架结构构件及材料的不定性，在实际应用时均存在计算繁琐的问题，且暂未有一个统一的实际应用标准。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种钢筋混凝土框架结构安全性量化评价方法，以解决现有评价方法基于概率状态评价法的定量评价由于混凝土框架结构构件及材料的不定性，在实际应用时均存在计算繁琐的问题，且暂未有一个统一的实际应用标准的问题。
4.为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：
5.一种钢筋混凝土框架结构安全性量化评价方法，其包括以下步骤：
6.s1、根据结构设计文件以及对结构的检测，获取结构几何数据、材料性能数据、结构损伤状况和荷载数据；
7.s2、根据获取的数据，判断检查项目安全等级，并计算检查项安全性评分，确定构件安全性等级评分；
8.s3、根据各代表层不同安全性等级构件占构件数的百分比，判断构件集安全性等级，并计算构件集安全性评分；
9.s4、根据构件集安全性等级判断代表层安全性等级，并根据构件集安全性评分，计算代表层安全性评分；
10.s5、根据各代表层的安全性等级，判断上部承重结构与围护系统承重部分的承载功能安全性等级，并计算承载功能安全性指标；同时，计算子单元其他影响因子安全性等级及评分；
11.s6、根据各子单元影响因子安全性等级及评分，评价子单元安全性等级，并计算子单元安全性评分；
12.s7、根据各子单元评级与评分，判断鉴定单元安全性等级并计算其评分。
13.本发明提供的钢筋混凝土框架结构安全性量化评价方法，具有以下有益效果：
14.本发明解决了现有标准检测方法存在的无法判断相同安全性等级建筑相对安全性的问题，实现按标准进行检测鉴定时能够得到量化结果的目标。
15.本发明能够较好处理鉴定标准方法中检查项目如变形、裂缝等级等需要人为确定的结构安全性的问题；且可以对各层次安全程度进行量化。
附图说明
16.图1为钢筋混凝土框架结构安全性评价层次模型。
17.图2为钢筋混凝土框架结构安全性基于标准的量化评价流程。
具体实施方式
18.下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
19.实施例1，本实施例的钢筋混凝土框架结构安全性量化评价方法，本实施例通过标准规定确定评分函数边界条件，结合实际建立相应的安全性指标评分计算函数，将标准定性的等级评价转化为定量的分数评价，解决标准同安全性等级相对安全性无法进行比较的问题，参考图1和图2，其具体包括以下步骤：
20.步骤s1、获取结构数据；
21.基于结构设计文件，根据结构检测获取结构几何数据(梁柱截面尺寸，楼板厚度)、材料性能数据(钢筋、混凝土强度)，结构损伤状况(裂缝、锈蚀)调查，获取荷载数据。
22.步骤s2、根据获取的数据，判断检查项目安全等级，并计算检查项安全性评分，确定构件安全性等级评分；构件包括基础、框架柱、主梁、次梁、楼屋面板、梯板、填充墙等类型，其具体安全性评分包括：
23.步骤s2.1、混凝土结构构件的安全性评价，首先应分别评定承载能力、构造、不适于承载的位移或变形、裂缝或其他损伤这四个检查项目的安全性等级；四个评价等级中最低级即构件安全性等级，其单个构件的安全性指标为：
[0024][0025]
其中，表示第r层a类构件中第t个构件的安全性指标评分；表示第r层a类构件中第t个构件的承载能力安全性指标评分；表示第r层a类构件中第t个构件构造检查项安全性指标评分；表示第r层a类构件中第t个构件变形检查项安全性指标评分；表示第r层a类构件中第t个构件裂缝或损伤检查项安全性指标评分；
[0026]
步骤s2.1.1、混凝土构件承载能力评价指标为：
[0027]
p
cmbc
＝r/(γ0s)
[0028]
其中，r为构件的抗力；γ0为结构重要性系数；s为构件作用效应；
[0029]
混凝土构件中，基础、框架柱、主梁、楼屋面板为主要构件，其承载力检查项安全性评分函数用s
icm-bc
(p
cmbc
)表示；次梁、梯板为一般构件，其承载力检查项安全性指标评分函数用s
gcm-bc
(p
cmbc
)表示；
[0030]
主要混凝土构件承载能力安全性评分s
icm-bc
(p
cmbc
)为：
[0031][0032]
一般混凝土构件承载能力安全性指标得分s
gcm-bc
(p
cmbc
)为：
[0033][0034]
步骤s2.1.2、混凝土结构构件按构造评定安全性等级时，应评定三个检查项目的等级，分别为结构构造、连接或节点构造、受力预埋件，构件构造的安全性等级为其中最低等级，具体安全性等级评价标准如下：
[0035]au
级或bu级：混凝土构件保护层厚度、钢筋锚固、钢筋连接、纵向受力钢筋最小配筋率等构造合理，符合或基本符合现行设计规范要求；连接方式正确，构造符合国家现行设计规范要求，无缺陷，或仅有局部的表面缺陷，工作无异常；构造合理，受力可靠，无变形、滑移、松动或其它损坏；
[0036]cu
级或du级：混凝土构件保护层厚度、钢筋锚固、钢筋连接、纵向受力钢筋最小配筋率等构造不当，或有明显缺陷，不符合现行设计规范要求；连接方式不当，构造有明显缺陷，已导致焊缝或螺栓等发生变形、滑移、局部拉脱、剪坏或裂缝；构造有明显缺陷，已导致预埋件发生变形、滑移、松动或其它损坏。
[0037]au
级或bu级应根据其实际完好程度确定，au级安全性指标大于或等于90且小于或等于100，bu级安全性指标大于或等于75且小于90；cu级或du级根据其实际严重程度确定，cu级安全性指标大于或等于60且小于75，du级安全性指标小于60；
[0038]
步骤s2.1.3、混凝土构件基于不适于承载的位移或变形的安全性评价方法与构件受力特点有关；
[0039]
i.受弯构件
[0040]
钢筋混凝土框架结构混凝土构件中主梁、次梁、楼屋面板及梯板为受弯构件；
[0041]
受弯构件变形评价指标为挠度ω(mm)；
[0042]
主梁为主要受弯构件，变形安全性指标得分：
[0043]smb-d
(ω)＝100-5000ω/l0[0044]
次梁、楼屋面板及梯板变形安全性指标得分函数为：
[0045]
l0≤7m时：
[0046]ssb-d
(ω)＝s
fs-d
(ω)＝s
ss-d
(ω)＝min(100-3000ω/l0，100-25ω/47)
[0047]
其中，s
sb-d
(ω)为次梁变形指标得分，s
fs-d
(ω)为楼屋面板变形指标得分，s
ss-d
(ω)为梯板变形指标得分，l0为构件计算跨度；
[0048]
7m《l0≤9m时
[0049]ssb-d
(ω)＝s
fs-d
(ω)＝s
ss-d
(ω)＝min(100-3750ω/l0，100-0.5ω)
[0050]
l0》9m时：
[0051]ssb-d
(ω)＝s
fs-d
(ω)＝s
ss-d
(ω)＝100-4500ω/l0[0052]
ii.受压构件
[0053]
钢筋混凝土框架结构基础、框架柱为受压构件，不适于承载的变形的由不适于承载的层间侧向位移评定，受压构件变形评价指标取为构件层间顶部侧向位移角：
[0054]
p
cd
＝
△
xc/hi[0055]
其中，p
cd
表示受压构件变形评价指标；
△
xc表示受压构件层间顶部位移，hi为第i层层间高度；
[0056]
混凝土受压构件变形评价得分函数为：
[0057]sf-d
(p
cd
)＝s
mb-d
(p
cd
)＝100-3750p
cd
[0058]
其中，s
f-d
(p
cd
)为基础变形指标得分，s
mb-d
(p
cd
)为主梁变形指标得分；
[0059]
步骤s2.1.4、裂缝评价指标为构件最大裂缝宽度w
max
(mm)；
[0060]
基础处于高湿度环境，框架柱、主梁、次梁、楼屋面板、梯板均处于室内正常环境，其中框架柱、主梁、楼屋面板为主要构件，次梁、梯板为一般构件；
[0061]
基础安全性按裂缝评定时，得分函数s
f-c
(w
max
)：
[0062]sf-c
(w
max
)＝100-62.5w
max
[0063]
框架柱、主梁、楼屋面板的安全性按裂缝评价时，其得分函数为：
[0064]sfc-d
(w
max
)＝s
mb-d
(w
max
)＝s
fs-d
(w
max
)＝100-50w
max
[0065]
其中，s
fc-d
(w
max
)为框架柱裂缝安全性指标得分，s
mb-d
(w
max
)为主梁裂缝安全性指标得分，s
fs-d
(w
max
)为楼屋面板裂缝安全性指标得分；
[0066]
次梁、梯板的裂缝安全性得分函数为：
[0067]ssb-d
(w
max
)＝s
ss-d
(w
max
)＝100-250w
max
/7
[0068]
其中，s
sb-d
(w
max
)为次梁裂缝安全性指标得分，s
ss-d
(w
max
)为梯板裂缝安全性指标得分；
[0069]
步骤s2.2、砌体构件，钢筋混凝土框架结构中的砌体构件为填充墙；
[0070]
计算钢筋混凝土框架结构中的砌体构件的安全性指标，其具体包括：
[0071]
步骤s2.2.1、砌体构件承载能力评定与混凝土构件一般构件相同，其承载能力评价定量得分函数为：
[0072]
[0073]
步骤s2.2.2、对填充墙构造进行安全性评分，其基体包括：
[0074]au
级或bu级：填充墙高厚比、材料、砂浆强度、墙厚等构造要求符合国家现行设计规范的要求或略不符合但未超限值的10％；与周边主体结构构件的连接及砌筑方式正确，构造符合国家现行设计规范要求，无缺陷或仅有局部的表面缺陷，工作无异常。
[0075]cu
级或du级：填充墙高厚比、材料、砂浆强度、墙厚等构造要求不符合国家现行设计规范的要求，且已超过限值的10％；与周边主体结构构件的连接及砌筑方式不当，构造有严重缺陷，已导致构件或连接部位开裂、变形、位移或松动，或已造成其他损坏。
[0076]au
级或bu级应根据其实际完好程度确定，au级安全性指标大于或等于90且小于或等于100，bu级安全性指标大于或等于75且小于90；cu级或du级根据其实际严重程度确定，cu级安全性指标大于或等于60且小于75，du级安全性指标小于60。
[0077]
步骤s2.2.3、填充墙为受压构件，不适于承载的位移或变形按层间侧向位移角p
cd
评定，计算不适于承载的位移或变形安全性评分函数s
iw-d
(p
cd
)为：
[0078]siw-d
(p
cd
)＝100-7500p
cd
[0079]
步骤s2.2.4、当砌体结构墙身裂缝数量较多，且裂缝最宽超过5mm时，视为不适于继续承载的裂缝，填充墙裂缝损伤安全性指标评分函数s
iw-c
(w
max
)：
[0080]siw-c
(w
max
)＝100-5w
max
[0081]
步骤s3、根据各代表层不同安全性等级构件占构件数的百分比，判断构件集安全性等级，并计算构件集安全性评分。
[0082]
代表层选取规则如下：在多、高层建筑的标准层中随机抽取层为代表层，n为鉴定单元的层数，当为非整数时，多取一层，除随机抽取的标准层外还应增加底层和顶层，以及高层建筑的转换层和避难层为代表层；对一般单层建筑，宜以原设计的每一设计单元为一区，并应随机抽取区作为评定对象。以代表层中构件类别划分构件集。上部结构代表层构件集有框架柱、主梁、次梁三类；围护系统代表层构件集有楼屋面板、梯板、填充墙三类；构件集评分计算函数为：
[0083]
为定量评价各楼层构件集等级，分别统计au级、bu级、cu级、du级构件个数分别为n
*,r,k
,r＝1,2,
…
,n,k＝1,2,3,4；*代表构件类别：fc(frame column)，mb(main beam)，sb(secondary beam)，fs(floor slab)，ss(stair slab)，iw(infill wall)，分别表示框架柱、主梁、次梁、楼屋面板、梯板和填充墙；r表示第r层；k表示安全性等级；
[0084]
令：
[0085][0086]
构件集综合系数为：
[0087][0088]
主要构件集；
[0089]
主要构件集安全性等级可根据构件集内不同安全性等级受检构件含量按以下标准评级：
[0090]au
级：该构件集内，不含cu级和du级，可含bu级，但含量不多于25％；
[0091]bu
级：该构件集内，不含du级；可含cu级，但含量不应多于15％；
[0092]cu
级：该构件集内，可含cu级和du级；当仅含cu级时，其含量不应多于40％；当仅含du级时，其含量不应多于10％；当同时含有cu级和du级时，cu级含量不应多于25％，du级含不应多于3％；
[0093]du
级：该构件集内，cu级或du级含量多于cu级的规定数；
[0094]
判断构件集等级后，由相应等级计算公式计算其安全性评分：
[0095]
计算au级主要构件集安全性指标评分为：
[0096][0097]
计算au级主要构件集安全性指标评分：
[0098][0099]
计算bu级主要构件集安全性评分：
[0100][0101]
计算cu级主要构件集安全性评分：
[0102][0103]
计算du级主要构件集安全性评分：
[0104][0105]
一般构件集
[0106]
一般构件集安全性等级应按以下标准评级：
[0107]au
级：该构件集内，不含cu级和du级，可含bu级，但含量不多于30％；
[0108]bu
级：该构件集内，不含du级；可含cu级，但含量不应多于20％；
[0109]cu
级：该构件集内，可含cu级和du级；但cu级含量不应多于40％；du级含量不应多于10％；
[0110]du
级：该构件集内，cu级或du级含量多于cu级的规定数。
[0111]
判断构件集等级后，计算其安全性评分；
[0112]
计算au级一般构件集安全性评分：
[0113][0114]
计算bu级一般构件集安全性评分：
[0115][0116]
计算cu级一般构件集安全性评分：
[0117][0118]
计算du级一般构件集安全性评分：
[0119][0120]
步骤s4、结构代表层安全性等级及量化得分；根据各代表层内主要构件集与一般构件集安全性等级判断代表层安全性等级，并由主要构件集和一般构件集的安全性评分计算代表层安全性评分，其具体包括：
[0121]
步骤s4.1、上部结构；
[0122]
各代表层(或区)的安全性等级，应按该代表层(或区)中各主要构件集间的最低等级确定。当代表层(或区)中一般构件集的最低等级比主要构件集最低等级低二或三级时，该代表层(或区)所评的安全性等级应降一级或二级。
[0123]
上部结构主要构件集为框架柱构件集及主梁构件集，一般构件集为次梁构件集，结合标准规定，令上部结构代表层安全性等级评价安全性评分计算如下：
[0124]
当一般构件集的最低等级不低于主要构件集最低等级，或仅比主要构件集最低等级低一级时，代表层安全性指标为：
[0125]su-fl,r
＝min(s
fc_cs,r
,s
mb_cs,r
)
[0126]
其中，su-fl,r代表上部结构第r层代表层安全性评分；sfc_cs,r代表上部结构第r层框架柱构件集安全性评分；smb_cs,r代表上部结构第r层主梁构件集安全性评分。
[0127]
当主要构件集最低为au级，一般构件集为cu级时，代表层安全性等级应由au级调整为bu级，即：min(s
fc_cs,r
,s
mb_cs,r
)∈[90,100]，s
sb_cs,r
∈[60,75)时，ssb_cs,r代表上部结构第r层次梁构件集安全性指标，代表层安全性评分为：
[0128]su-fl,r
＝1.5min(s
fc_cs,r
,s
mb_cs,r
)-60
[0129]
当主要构件集最低为au级，一般构件集为du级时，代表层安全性等级应评为cu级，即：min(s
fc_cs,r
,s
mb_cs,r
)∈[90,100]，s
sb_cs,r
∈[0,60)时，代表层安全性评分按下式计算：
[0130]su-fl,r
＝1.5min(s
fc_cs,r
,s
mb_cs,r
)-75
[0131]
当主要构件集最低为bu级，一般构件集为du级时，代表层安全性等级应评为cu级，即：min(s
fc_cs,r
,s
mb_cs,r
)∈[75,90)，s
sb_cs,r
∈[0,60)时，代表层安全性评分为：
[0132]su-fl,r
＝min(s
fc_cs,r
,s
mb_cs,r
)-15
[0133]
步骤s4.2、围护系统承重部分；
[0134]
围护系统承载结构主要构件集为楼屋面板构件集，一般构件集包括梯板构件集和填充墙构件集，计算围护系统代表层安全性等级指标，其包括：
[0135]
代表层安全性等级为主要构件集评价等级中较低等级，代表层安全性评分为：
[0136]sefl,r
＝s
fs_cs,r
[0137]
其中，s
efl,r
代表围护系统第r层代表层安全性指标；s
fs_cs,r
代表第r层楼屋面板构件集安全性指标；
[0138]
当主要构件集最低为au级，一般构件集为cu级时，代表层安全性等级由au级调整为bu级，即当s
fs_cs,r
∈[90,100]，min(s
ss_cs,r
,s
iw_cs,r
)∈[60,75)时，s
ss_cs,r
代表第r层梯板构件集安全性指标；s
iw_cs,r
代表第r层填充墙构件集安全性指标，代表层安全性评分为：
[0139]sefl,r
＝1.5s
fs_cs,r-60
[0140]
当主要构件集最低为au级，一般构件集为du级时，代表层安全性等级调整为bu级，即：当s
fs_cs,r
∈[90,100]，min(s
ss_cs,r
,s
iw_cs,r
)∈[0,60)时，代表层安全性评分为：
[0141]sefl,r
＝1.5s
fs_cs,r-75
[0142]
当主要构件集最低为bu级，一般构件集为du级时，代表层安全性等级应评为cu级，即：当s
fs_cs,r
∈[75,90)，min(s
ss_cs,r
,s
iw_cs,r
)∈[0,60)时，代表层安全性评分为：
[0143]sefl,r
＝s
fs_cs,r-15
[0144]
步骤s5、子单元影响因子安全性等级及量化得分；
[0145]
根据各代表层的安全性等级，判断上部承重结构与围护系统承重部分的承载功能安全性等级，并依照其安全性等级对应公式计算相应承载功能安全性指标。同时根据收集到的数据计算子单元其他影响因子安全性等级及评分。
[0146]
标准评价方法将整个钢筋混凝土框架结构视为一个鉴定单元，并分为地基基础、上部承重结构与围护系统承重部分三个子单元。
[0147]
地基基础子单元的安全性评价从地基承载力、地基变形与边坡场地稳定性三个方面进行考虑。上部承重结构子单元的安全性评价从结构承载功能等级、结构整体性等级以及结构侧向位移等级三个方面进行考虑。围护系统承重部分子单元的安全性评价从结构承载功能与结构整体性两个方面进行考虑；其具体包括：
[0148]
步骤s5.1、地基基础子单元的安全性评价，其具体包括：
[0149]
步骤s5.1.1、地基基础子单元变形评价可视为由四个部分组成：地基不均匀沉降、连续两月地基沉降量、上部结构砌体部分裂缝宽度、预制构件连接部位裂缝宽度，可分别计算这四项的安全性指标评分并取最小值作为地基基础子单元变形安全性指标得分：
[0150]sg-d
＝min(s
g-d1
,s
g-d2
,s
g-d3
,s
g-d4
)
[0151]
其中，s
g-d1
表示按不均匀沉降评价地基基础子单元变形的安全性得分；s
g-d2
表示按连续两个月地基沉降量评价地基基础子单元变形的安全性得分；s
g-d3
表示按上部结构砌体部分沉降裂缝宽度评价地基基础子单元变形的安全性得分；s
g-d4
表示按预制构件连接部位裂缝宽度评价地基基础子单元变形的安全性指标得分。
[0152]
其中，不均匀沉降具体包括：
[0153]
《建筑地基基础设计规范》(gb50007-2011)
[23]
中对框架结构地基变形允许值规定如下：当地基土类别为中、低压缩性土时，相邻柱基的沉降差不应大于0.002l，当地基土类别为高压缩性土时，相邻柱基的沉降差不应大于0.003l，其中l表示相邻柱基的中心距离(mm)；
[0154]
不均匀沉降评分定量函数变量为相邻柱基沉降差
△
s(mm)。
[0155]
中、低压缩性土地基不均匀沉降安全性评分函数为：
[0156]sg-d1
(
△
s)＝100-12500
△
s/l
[0157]
高压缩性土地基不均匀沉降安全性评分函数为：
[0158]sg-d1
(
△
s)＝100-(25000
△
s/3l)
[0159]
连续两个月地基沉降量，其具体包括：
[0160]“连续两个月地基沉降量大于每月2mm”可理解为“连续两个月地基总沉降量大于4mm”。设连续两个月地基总沉降量为a(mm)，连续两月地基沉降量评分函数如下：
[0161]sg-d2
(
△
s)＝100-6.25a
[0162]
上部结构砌体部分裂缝宽度，其具体包括：
[0163]
设上部结构砌体部分裂缝宽度为wm(mm)，上部结构砌体部分裂缝宽度评分函数s
g-d3
(wm)如下：
[0164][0165]
预制构件连接部位裂缝宽度，其具体包括：
[0166]
设预制构件连接部位裂缝宽度为w
p
(mm)；
[0167]
预制构件连接部位裂缝宽度评分函数s
g-d4
(w
p
)为：
[0168][0169]
步骤s5.1.2、地基基础子单元承载力评定安全性得分，其具体包括：
[0170]
地基基础的安全性按其承载力评定时，应采用下列规定评级：1)当地基基础承载力符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》gb50007的规定时，可根据建筑物的完好程度评为au级或bu级；2)当地基基础承载力不符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》gb50007的规定时，可根据建筑物开裂、损伤的严重程度评为cu级或du级
[7]
。
[0171]
地基基础子单元按承载力评定安全性得分如下：
[0172]sg-bc
＝min{s
f-bc
|
t
}，t＝1,2,
…
,m
[0173]
其中，{s
f-bc
|
t
}表示t＝1,2,
……
,m，共m个基础构件的承载力评价安全性指标评分集；
[0174]
步骤s5.1.3、边坡场地稳定性安全性评价；
[0175]
参考《民用建筑可靠性鉴定标准》(gb 50292-2015)，地基基础的安全性按边坡场地稳定性项安全性评分标准为：
[0176]
地基稳定，无滑动迹象及滑动史,根据实际情况，得分大于90，且小于或等于100；
[0177]
地基在历史上曾有过局部滑动，经治理后已停止滑动，评价表明在一般情况下，不会再滑动，根据实际情况，得分大于75，且小于或等于90；
[0178]
地基在历史上发生过滑动，目前虽已停止滑动，但若触动诱发因素，今后仍有可能再滑动,根据实际情况，得分大于60，且小于或等于75；
[0179]
地基在历史上发生过滑动，目前又有滑动或滑动迹象，得分不大于60。
[0180]
s5.2、上部承重结构子单元的安全性评价，其具体包括：
[0181]
承载功能；
[0182]
建筑结构上部承载功能等级应由代表层等级进行评定，代表层选取规则如下：在多、高层建筑的标准层中随机抽取层为代表层，n为鉴定单元的层数，当为非整数时，多取一层，除随机抽取的标准层外还应增加底层和顶层，以及高层建筑的转换层和避难层为代表层；对一般单层建筑，宜以原设计的每一设计单元为一区，并应随机抽取区作为评定对象。
[0183]
本实施例上部结构承载功能等级安全性指标用s
u-befu
表示。
[0184]
分别统计上部结构au级、bu级、cu级、du级安全性代表层(区)的个数分别为：n fl,k
，k＝1,2,3,4。
[0185]
令：
[0186][0187]
对于单层建筑；
[0188]
计算单层建筑承载功能综合系数为：
[0189][0190]
计算au级承载功能安全性指标为：
[0191][0192]
计算bu级承载功能安全性评分为：
[0193][0194]
计算cu级承载功能安全性评分为：
[0195][0196]
计算du级承载功能安全性评分：
[0197][0198]
对于多/高层建筑；
[0199]
考虑到较下楼层对结构整体安全性影响大于较上楼层，令第r层楼层权重为n+1-r，楼层越往上权重越小。
[0200]
定义多高层建筑承载功能综合系数如下：
[0201][0202]
i)上部结构承载功能评定为au级时：
[0203]au
级安全性评分最低分90分对应n
fl,2
取η
fl,2
小于30％时可取的最大值，根据η
fl,2
取值是否可以小于30％，即小于等于0.3n的最大整数[0.3n]是否大于0分为两种情况：
[0204]
1、n＝2,3时，[0.3n]＝0，au级安全性评分最低分90分对应所有楼层均为au级最低分，其对应的承载功能综合系数为：
[0205][0206]
2、n≥4时，[0.3n]存在向上逼近30％的情况，au级安全性评分最低分90分对应第1层至第[0.3n]层为bu级最低分，第[0.3n]+1层至第n层为au级最低分情况，其对应的承载功能综合系数为：
[0207][0208]au
级安全性评分可按下式计算：
[0209][0210]
ii)当η
fl,4
＝0且η
fl,3
≤15％，或η
fl,3
＝0，η
fl,4
＝0，且η
fl,2
》30％时，上部结构承载功能评定为bu级；
[0211]bu
级安全性指标最高分90分时，η
fl,3
＝0，η
fl,4
＝0，且η
fl,2
应略高于30％。由n≥2可得[0.7n]≥1。故bu级安全性指标最高分90分对应第1层至第[0.7n]层为au级最高分，第[0.7n]+1层至第n层为bu级最高分，其对应的承载功能综合系数为：
[0212][0213]bu
级安全性指标最低分75分应对应：η
fl,3
向上逼近15％，η
fl,2
向下逼近85％。根据[0.15n]是否大于0分为两种情况：
[0214]
1、n＝2,
…
,6时，[0.15n]＝0，bu级安全性指标最低分75分对应所有楼层均为bu级最低分，其对应的承载功能综合系数为：
[0215][0216]
2、n≥7时，[0.15n]存在向上逼近15％的情况，bu级安全性指标最低分75分对应第1层到第[0.15n]层连续全为cu级最低分，第[0.15n]+1层至第n层全为bu级最低分，其对应的承载功能综合系数为：
[0217][0218]bu
级安全性评分为：
[0219][0220]
iii)η
fl,4
＝0且15％《η
fl,3
≤50％，或η
fl,3
＝0且η
fl,4
≤10％，或0《η
fl,3
≤25％且0《η
fl,4
≤5％，上部结构承载功能评定为cu级。
[0221]cu
级安全性评分最高分75分可能对应情况为：
[0222]
1、η
fl,4
＝0，η
fl,3
向下逼近15％，即：即第1层至第[0.85n]层为au级最高分，第[0.85n]+1层至第n层为cu级最高分；
[0223]
2、n≥10时，存在η
fl,3
＝0，η
fl,4
向上逼近10％的情况，cu级安全性指标最高分75分可能对应η
fl,3
＝0，n
fl,4
＝1，即：即第1层至第n-1层为au级最高分，第n层为du级最高分；
[0224]cu
级安全性最高分75分对应承载功能综合系数为：
[0225]
2≤n≤9时:
[0226]
[0227]
n≥10时:
[0228][0229]cu
级安全性指标最低分60分可能对应多种情况:
[0230]
1、η
fl,4
＝0且η
fl,3
向上逼近50％：第1层至第[0.5n]层为cu级最低分，第[0.5n]+1层至第n层为bu级最低分；
[0231]
2、n≥10时，存在η
fl,3
＝0，η
fl,4
向上逼近10％的情况，即第1层至第[0.1n]层为du级最低分，第[0.1n]+1层至第n层为bu级最低分；
[0232]
3、n≥20时，存在η
fl,3
向上逼近25％，η
fl,4
向上逼近5％的情况。承载功能综合系数最低对应第1层至第[0.05n]层为du级最低分，第[0.05n]+1层至第[0.05n]+[0.25n]层为cu级最低分，第[0.05n]+[0.25n]+1层至第n层为bu级最低分。
[0233]cu
级安全性最低分60分对应承载功能综合系数为：
[0234]
2≤n≤9时：
[0235][0236]
10≤n≤19时：
[0237][0238]
n≥20时：
[0239][0240]cu
级安全性评分可按下式计算：
[0241][0242]
iv)η
fl,4
＝0且η
fl,3
》50％，或η
fl,3
＝0且η
fl,4
》10％，或η
fl,3
》25％且η
fl,4
》5％时，上部结构承载功能评定为du级。
[0243]du
级安全性指标最高分60分可能对应情况：
[0244]
1、η
fl,4
＝0且η
fl,3
向下逼近50％时：第1层至第[0.5n]层为au级最高分，第[0.5n]+1层至第n层为cu级最高分；
[0245]
2、η
fl,3
＝0且η
fl,4
向下逼近10％时：第1层至第[0.9n]层为au级最高分，第[0.9n]+1层至第n层为du级最高分；
[0246]
3、η
fl,3
向下逼近25％且η
fl,4
向下逼近0时：第1层至第[0.75n]-1层为au级最高分，第[0.75n]层至第n-1层为cu级最高分，第n层为du级最高分；
[0247]
4、η
fl,3
向下逼近0且η
fl,4
向下逼近5％时：第1层至第[0.95n]-1层为au级最高分，第[0.95n]层为cu级最高分，第[0.95n]+1层至第n层为du级最高分。
[0248]du
级安全性指标最高分60分对应承载功能综合系数为：
[0249][0250]du
级安全性指标最低分0分对应：所有楼层均为du级最低分，
[0251]du
级安全性指标可按下式计算：
[0252][0253]
不适于承载的侧向位移，其具体包括：
[0254]
对于单层建筑：
[0255]su-d
(δx
top
)＝100-3750δx
top
/h
[0256]
其中，s
u-d
表示上部结构不适于承载的侧向位移安全性评分；
△
x
top
表示建筑顶点位移(mm)；h表示结构顶点高度(mm)；
[0257]
对于多层建筑：
[0258]su-dt
(δx
top
)＝100-5000δx
top
/h
[0259]su-di
(δxi)＝100-3750δxi/hi[0260]su-d
＝min{s
u-dt
,s
u-di
}
[0261]
其中，s
u-dt
表示上部结构不适于承载的顶点侧向位移安全性评分；s
u-di
表示第i层不适于承载的层间侧向位移安全性评分；
△
xi表示第i层层间位移(mm)；{s
u-dt
，s
u-di
}表示s
u-dt
与包含i＝1,2,
…
,n时s
u-di
的评分集合。
[0262]
对于高层建筑：
[0263]su-d
(δx
top
)＝min(100-6250δx
top
/h，100-δx
top
/12)
[0264]su-di
(δxi)＝100-3750δxi/hi[0265]su-d
＝min{s
u-dt
,s
u-di
}
[0266]
结构整体性；
[0267]
上部结构整体性等级安全性评分用s
u-f
表示。钢筋混凝土框架结构结构整体牢固性等级按以下规定确定：
[0268]au
级或bu级：结构布置合理，形成完整的体系，且结构选型及传力路线设计正确，符合国家现行设计规范规定；构件长细比及连接构造符合国家现行设计规范规定，形成完整的支撑系统，无明显残损或施工缺陷，能传递各种侧向作用；结构、构件间的联系设计合理、无疏漏，锚固、拉结、连接方式正确、可靠，无松动变形及其他残损；
[0269]cu
级或du级：结构布置不合理，存在薄弱环节，未形成完整的体系，或结构选型、传力路线设计不当，不符合国家现行设计规范规定，或结构产生明显振动；构件长细比或连接
构造不符合国家现行设计规范规定，未形成完整的支撑系统，或构件连接已失效或有严重缺陷，不能传递各种侧向作用；结构、构件间的联系设计不合理、多处疏漏，或锚固、拉结、连接不当，或已松动变形，或已残损。
[0270]au
级或bu级应根据其实际完好程度确定，au级安全性指标大于或等于90且小于或等于100，bu级安全性指标大于或等于75且小于90；cu级或du级根据其实际严重程度确定，cu级安全性指标大于或等于60且小于75，du级安全性指标小于60。
[0271]
步骤s5.3、围护系统承重结构子单元的安全性评价；
[0272]
本步骤的围护系统承重结构影响因子为承载能力与结构整体性，其评分计算方法与上部承重结构一致，故不再赘述其过程。
[0273]
步骤s6、子单元安全性等级及量化得分；根据各子单元影响因子安全性等级及评分，评价子单元安全性等级，并计算子单元安全性评分，其具体包括：
[0274]
步骤s6.1、地基基础子单元的安全性等级包括评定地基变形等级、承载力等级与边坡场地稳定性等级，取其中最低一级作为地基基础子单元安全性等级，其安全性评分为：
[0275]
sg＝min(s
g-d
,s
g-bc
,s
g-w
)
[0276]
其中，sg表示地基基础子单元安全性评分；s
g-d
表示地基基础子单元按地基变形评价得分；s
g-bc
表示地基基础子单元按地基承载力评价安全性得分；s
g-w
表示地基基础子单元按边坡场地稳定性评价安全性的得分。
[0277]
步骤s6.2、计算上部承重结构子单元的安全性评分；
[0278]
上部承重结构的安全性等级，应按其承载功能等级、不适于承载的侧向位移等级与结构整体性评定结果，按下列原则确定：
[0279]
a)按上部结构承载功能和结构侧向位移或倾斜的评级结果，取其中较低一级作为上部承重结构(子单元)的安全性等级，即上部承重结构子单元的安全性评分为：
[0280]
su＝min(s
u-befu
,s
u-d
)
[0281]
b)当上部承重结构按a)规定评价为bu级，即su∈[75,90)，但发现各主要构件集所含的cu级构件处于下列情况之一时：出现cu级构件交汇的节点连接；或不止一个cu级存在与人群密集场所或其他破坏后果严重的部位，则按下式对上部承重结构子单元的安全性评分进行调整，使其等级降为cu级：
[0282]
s'u＝s
u-15
[0283]
c)当上部承重结构按a)规定评价为cu级，即su∈[60,75)，但发现其主要构件集出现下列情况之一时：多层或高层房屋中，其底层柱集为cu级；多层或高层房屋的底层，或任一空旷层的柱集为du级；在人群密集场所或其他破坏后果严重部位，出现不止一个du级构件；任何种类房屋中，有50％以上的构件为cu级，则按下式对上部承重结构的安全性评分进行调整，使其等级降为du级：
[0284]
s'u＝4s
u-240
[0285]
d)当上部承重结构按a)规定评价为au级或bu级，但结构整体性等级为cu级或du级时，即su∈[75,100]而s
u-f
∈[0,75)时，应按下式对上部承重结构安全性评分进行调整，使其等级降为cu级：
[0286]
s'u＝0.6su+15
[0287]
e)当上部承重结构按考虑了以上需要进行调整的规定后仍评为au级或bu级，即su∈[75,100]，但发现被评为cu级或du级的一般构件集，已被设计成参与支撑系统或其他抗侧力系统工作，或已在抗震加固中，加强了其与主要构件集的锚固时，则按下式对上部承重结构的安全性评分进行调整，使其降为cu级：
[0288]
s'u＝0.6su+15
[0289]
步骤s6.3、围护系统承重部分的安全性评分se，根据承载功能安全性指标s
e-befu
与结构整体性指标s
e-f
确定：
[0290]
当仅有au级和bu级时，即s
e-befu
∈[75,100]且s
e-f
∈[75,100]时，计算围护系统承重部分的安全性评分：
[0291]
se＝min(s
e-befu
,s
e-f
)
[0292]
当cu级或du级属于承载功能问题时，子单元安全性等级取两者最低等级，即s
e-befu
∈[0,75)时，计算围护系统承重部分的安全性指标：
[0293]
se＝min(s
e-befu
,s
e-f
)
[0294]
当cu级或du级属于结构整体性问题时，子单元安全性等级可定为cu级，即：s
e-befu
∈[75,100]且s
e-f
∈[0,75)时，计算围护系统承重部分的安全性评分；
[0295]
se＝0.6s
e-befu
+15
[0296]
步骤s7、根据各子单元评级与评分，判断鉴定单元安全性等级并计算其评分；
[0297]
依据《民用建筑可靠性鉴定标准》(gb 50292-2015)中相关规定，民用建筑第三层次鉴定单元的安全性鉴定评级，应根据其地基基础、上部承重结构和围护系统承重部分等的安全性等级，以及与整幢建筑有关的其他安全问题进行评定；
[0298]
计算鉴定单元安全性指标：
[0299]
s＝min(sg,su)
[0300]
当地基基础和上部承重结构最低为au级，围护系统承重部分为cu级时，鉴定单元安全性等级应由a
su
级调整为b
su
级；即：s＝min(sg,su)∈[90,100]且se∈[60,75)时，鉴定单元安全性评分为：
[0301]
s’＝1.5s-60
[0302]
当地基基础和上部承重结构最低为au级，围护系统承重部分为du级时，鉴定单元安全性等级应由a
su
级调整为c
su
级。即：s＝min(sg,su)∈[90,100]且se∈[0,60)时，鉴定单元安全性评分为：
[0303]
s’＝1.5s-75
[0304]
当地基基础和上部承重结构最低为bu级，围护系统承重部分为du级时，鉴定单元安全性等级应由b
su
级调整为c
su
级，即：s＝min(sg,su)∈[75,90]且se∈[0,60)时，鉴定单元安全性评分为：
[0305]
s’＝s-15
[0306]
当建筑物处于有危房的建筑群中且直接受到其威胁，或建筑物朝一方向倾斜且速度开始变快时，可按下式对鉴定单元安全性等级指标进行调整，使建筑物直接评为d
su
级：
[0307]
s’＝0.6s
[0308]
虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。