近现代历史建筑是在特定的历史环境下建造的,体现了西方建筑艺术的影响,具有较高的建筑艺术和历史人文价值 ^[1],目前国内大多数近现代建筑已被列为文物保护单位。我国近现代建筑中,大多采用砖木石结构,也有部分采用混凝土结构,或是其他混合结构形式。

　　 因建设年代较早,这些建筑都处于“高龄”阶段,性能退化、可靠度大幅降低,部分还存在很大安全隐患,而且建造时也未考虑抗震。因此对这类建筑进行鉴定与加固尤为必要,考虑到建筑的特殊性,加固时应采取保护性的方法 ^[2,3,4,5]。

　　 本文结合现行鉴定标准 ^[6,7,8]对某百年德式建筑安全性能进行了鉴定,根据其存在的主要问题,并结合工程的特点,提出了加固处理措施。

　　 济南市某近现代历史建筑,地下1层,地上2层,局部3层,建筑面积约4 000m²,1层结构平面示意图见图1。结构形式为砌体、木及混凝土等组成的混合结构。地下室层高3.3m,1层层高4.5m(除大厅外),2,3层层高3.9m。

　　 该建筑由德国于人20世纪初建造,之后进行过多次改造、加固及修缮。1939年日本人对该建筑进行了改造; 新中国成立后,政府相关部门又对该建筑大厅部分承重结构进行了加固,对部分变形及开裂的木屋架进行了加固处理; 2012年该建筑重新进行了装修,部分房间为陈列馆,其余房间作为办公室使用。

　　 该建筑基础形式为毛石基础,建筑物倾斜率满足现行《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011) ^[9]要求,现场检测未发现存在明显地基不均匀沉降现象,经过100多年的使用,地基变形已经稳定,而且地基承载力还有提高,地基基础满足安全使用要求。

　　 该建筑地下室窗台以下承重墙为石砌体,上部为砖砌体。地下室内外墙厚均为800mm; 1层外墙厚度400mm,内墙厚度530mm; 2层内外墙厚度均为400mm; 局部3层外墙厚度400mm,内墙厚度260mm。现场检测未发现承重墙体存在明显受力裂缝,但部分墙体存在温度裂缝,最大缝宽0.5mm; 部分墙体存在砂浆流失、表层风化问题。

　　 对承重墙砖、砂浆强度进行了检测,砖强度等级可评为MU10,砂浆强度等级可评定为M0.4。

　　 该建筑地下室窗洞过梁为工字钢过梁(高度为180mm,翼缘宽度为80mm),两工字钢之间及外侧采用砖砌体填充(图2),大部分工字钢梁锈蚀严重,下部抹灰层胀裂脱落,见图3。

　　 地下室门洞皆采用砖拱券形式,地下室顶楼盖形式绝大多数为砖拱楼盖,见图4。现场检测未发现砖拱楼盖存在明显裂缝或变形,部分门洞砖拱券跨内存在垂直于母线的裂缝,最大缝宽1.5mm,见图5。

　　 地下室顶、1层顶及2层顶个别房间采用型钢-混凝土组合楼板。型钢-混凝土组合楼板由工字钢和素混凝土组成,工字钢间距800mm,截面高度与混凝土相同,为180mm,见图6。

　　 型钢-混凝土组合楼板主要存在局部混凝土脱落、工字钢下翼缘锈蚀问题,部分锈蚀较严重,见图7,8。

　　 对楼板混凝土强度进行了检测,混凝土强度等级可评定为C20。

　　 绝大部分1层顶及2层顶楼盖采用木结构楼盖,由木梁、木地板、下层木板、木条、天棚木板条等组成,木楼盖中填充140mm厚土,起到保温、隔音等作用,填土通过下层木板支承于木梁两侧连接的木条上,见图9。木梁截面尺寸为150×300, 间距为800～1 000mm,木地板和下层木板厚度均为25mm。

　　 现场检测未发现木梁、木板等存在明显虫蛀及腐朽现象; 部分木梁轻微干裂,部分木地板干裂、局部破损; 个别支承填土的下层木板、木条损坏、脱落,见图10,11。

　　 该建筑屋盖形式为木结构坡屋顶屋盖,由木屋架、木梁、木檩、木望板等组成(图12),木望板上部为防水卷材及烧结瓦。

　　 屋盖存在的主要问题有:1)部分木构件存在干缩裂缝(图13); 2)屋盖局部漏雨,致使部分木梁、木望板腐朽、损坏严重,见图14,15。

　　 该建筑基本风压为0.45kN/m²,根据检测结果及实际使用荷载情况,楼面活荷载取1.5kN/m²、屋面活荷载取0.5kN/m²,经复核验算,该建筑承重墙体受压承载力满足要求; 型钢-混凝土楼板、大部分木楼盖木梁承载力不满足要求。

　　 按照当地抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,建筑场地类别为Ⅱ类进行抗震验算,墙体抗震承载力满足要求。

　　 该建筑已使用100多年,依据《建筑抗震鉴定标准》(GB 50023—2009) ^[8],按A类建筑物、当地设防烈度6度进行抗震鉴定。主要存在以下问题:1)部分横墙间距过大、部分承重墙体局部尺寸不满足规范要求; 2)砖拱楼盖、门洞砖拱券对抗震不利。

　　 该建筑部分抗震措施不满足要求,考虑到抗震加固后会对原建筑结构特点造成较大影响,而且依据《近现代历史建筑结构安全性评估导则》(WW/T 0048—2014) ^[6],抗震构造可按当地设防烈度的要求适当放松,因此可不进行抗震加固。主要对该建筑影响安全的问题采取适当的加固处理措施。

　　 对开裂的墙体,首先采用压力灌浆法将裂缝封闭; 然后将裂缝两侧各300mm宽范围水平灰缝内原砂浆剔除,灰缝内塞入细钢筋,最后用M10水泥砂浆填实。

　　 对存在砂浆流失的墙体,将灰缝内松散砂浆剔除干净,然后用M10水泥砂浆填实。

　　 对开裂的门洞砖拱券,首先采用压力灌浆法将裂缝封闭,然后采用钢筋混凝土内框进行加固,内框形式与原拱券相同,见图16。

　　 锈蚀严重的工字钢过梁,截面面积损失严重,承载力降低较多,存在安全隐患。采用以下方式进行加固:1)将工字钢过梁除锈; 2)将工字钢过梁下翼缘进行表面清洁、打磨后粘贴钢板(图17); 3)钢材表面进行防腐防火处理。

　　 锈蚀程度较轻的工字钢过梁,可仅进行除锈及防腐防火处理。

　　 对型钢混凝土楼板采取以下处理措施:1)对混凝土脱落部位的表层疏松混凝土剔除并凿毛,将表面清洗干净并充分润湿后,用高强砂浆分层压抹至原截面尺寸,脱落严重、形成较大坑洞的部位应采用高强灌浆料浇筑; 2)将工字钢梁下翼缘除锈,然后进行表面清洁、打磨后粘贴钢板加固。

　　 对部分损坏、脱落的下层木板、木条进行更换。对承载力不足的木梁,为尽量减小加固对原结构的影响,采取在木梁跨中下方增设工字钢梁的方法进行加固,见图18。

　　 对存在干缩裂缝的木屋架杆件、木梁、木檩采用钢箍进行加固; 对腐朽、损坏严重的木梁、木望板进行更换,因支承于墙体无法更换的可附加槽钢进行加固处理,见图19。对屋盖漏雨部位,重新进行屋面防水处理。

　　 该建筑已加固完成近3年,加固效果良好。通过对该建筑的鉴定及加固,有以下几点体会:

　　 (1)近现代历史建筑因服役时间过长,安全性能明显退化,对其进行鉴定和加固非常必要。

　　 (2)对近现代历史建筑进行加固,应充分考虑到其重要性及特殊性,选择合理可行的“保护性”加固方案。