近现代建筑遗产保护与再利用：结构检测鉴定方法

结构鉴定能够检测出建筑遗产结构现状及稳定性，包括结构上的老化变形以及在历经多次改造中可能造成的建筑组件破坏等情况。结构鉴定报告中涉及的对结构特征、潜力、缺陷等方面的综合描述与评估是建筑综合调研的重要内容，同时将结构现状通过图纸记录下来也是了解建筑结构的必要前提，并为后续改造再利用设计阶段收集信息并提供依据。

归纳起来，建筑遗产改造再利用前进行结构检测鉴定的主要内容包括：

1）概况了解

对建筑的基本结构情况加以了解，包括建筑的大小、层高、总面积，柱网的类型、尺寸、标距及地基基础状况等。

2）结构普查

对结构的现状进行一般调查，包括结构上的作用，建筑物内外环境的调查；对各种构件（混凝土梁、板、柱、砖墙、屋架等）的外观结构缺陷进行逐个检查；对地基状况、基础的形式和埋深进行检测。

3）结构与材料的力学性能检测

由于多数历史建筑都经历了相当的使用年限，这就使现有建筑物的结构状况与原设计时相比有一定偏差。有的建筑物由于使用不当或受地震等自然因素作用部分结构可能有损坏。鉴于此，现场的结构检测是必不可少的^[14]。检测对象是与改建相关的梁、柱、楼板的现状和强度，主要包括钢筋及混凝土强度检测、钢筋保护层及碳化深度检测、钢筋锈蚀情况检测、砖抗压强度检测、砂浆抗压强度检测、混凝土构件中钢筋配置情况检测等。

4）结构及构件变形的检测

主要包括变形观测、倾斜观测、裂缝检测等。

5）结构分析

根据调查、检测得到的技术参数，对该建筑的主要结构构件进行承载力（包括抗震）计算，并对改建方案及结构可行性进行分析。建筑遗产更新改建的前提是要保证改建后结构使用安全，同时应尽可能考虑投资效益与施工进度，在上述目标下考虑改建方案，结构专业人员提出一种或几种结构方案，进行模拟计算，以验算结构方案的可行性。

6）可靠性鉴定

根据现场测绘、勘察、测试得到的结构信息，结合计算分析结果，参照国家标准《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB　50292—1999）及相关结构规范对结构的可靠性现状进行评价，给出结构改建要求或限定条件，并对加固维修方案提出建议（表2－4）。(www.xing528.com)

表2－4　可靠性鉴定评级的层次、等级划分及工作内容

续表2－4

资料来源：《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB　50292—1999）

对近现代建筑遗产的结构鉴定不仅要检测最初始的结构，还要检测后加建的结构。大部分的建筑遗产采用的都是比较简单直接的结构形式，所以大部分的案例中，借助于老建筑的平面图来辨明原先结构类型并非难事。而后期的改扩建往往采用更现代的结构形式，于是整个结构系统逐渐复杂起来。在很多木构建筑中，一些木撑或小构件被视作多余而通过现代手段移除，实际上却削弱了抵御变形的能力；对承重墙体开洞也往往影响了传递荷载的路径与效率；不恰当的维修与材料的老化均会导致结构的破坏，以至无法完成全部效能；在有些案例中，原先结构的缺陷似已通过加固措施弥补，然而整个建筑剖面已面目全非，原先的空间形态遭到了很大破坏。所有这些情况都需要耐心细致的结构鉴定。只有掌握了建筑结构的所有信息，并科学合理地作出检测鉴定，后续的加固维修才有可能正确地完成。

结合建筑病理学的研究，结构缺陷的判断也有一些常用的方法，如在调研中发现的墙体抹灰开裂往往是内部结构缺陷的反映。虽然并不是所有的开裂或变形都意味着严重的后果，但仍需仔细检查核实。具体而言，在建筑最表层的可见裂缝往往还会继续发展扩大，而若将裂缝填补修复后在相当时间内仍保持完好，则往往说明破坏原因被控制。位于房屋四角的垂直裂缝，或是更为显眼的墙面对角交叉裂缝，都可能是不均匀沉降或应力重分配的后果。为了准确地鉴定其安全性，所有的裂缝均需逐层标注清楚，当所有残损变形通过系统化的图示表达以后，其范围分布与肌理特征立现。裂缝常沿着最短的受力路径分布，并围绕在墙体开口处，而在鼓胀墙体节点处出现的裂纹也被视为内部结构老化的信号。通过对裂纹变形进行量化分析与评估，就可以判定出结构退化与破坏的具体程度。众所周知，老建筑退化过程可能会十分复杂，其变形与裂缝的形态与内因也是种目繁多，因此，如有可能，尤其是对一些历史文化价值较大的老建筑，有必要进行长期的建筑结构跟踪监控。外力或气候变化都无时无刻不在对建筑遗产产生着细微的影响，通常需要至少一年的跟踪监控才可捕获有用的数据和结果。

在建筑师或调研人员对建筑结构稳定性作出评估并预估修缮费用之前，应对诸如金属构件锈蚀、混凝土中钢筋腐蚀、木梁老化等情形的起因、范围做详细检测，这种对建筑遗产材料的技术与力学性能的检测是结构鉴定的重要步骤。调研评估一座遗产类建筑，就是复现其历史，并揭示其历经破坏的原因。如果只是修复破坏点而不从源头起因上纠正，带来的往往是一修再修。

为了科学地鉴定建筑遗产的结构稳定性与承载力，结构工程师常会在现场检测与抽样试验的基础上建立建筑结构的计算模型。以南京中山东路1号原工商银行的结构检测为例，其将该建筑作为一个鉴定单元并划分为地基基础、上部承重结构和围护系统的承重部分三个子单元进行安全性鉴定^[15]。根据分析，建筑的地基为Au级，基础为Bu级，砌体墙体为Cu级，混凝土梁为Du级，混凝土板为Du级，混凝土柱为Cu级等。最终的安全性等级取各项指标中的最低者，故该鉴定单元的安全性等级为Dsu级。（图2－9）

图2－9　南京中山东路1号原建筑结构安全等级

图片来源：淳庆绘制

在完成结构检测鉴定并获得鉴定报告之后，建筑师方可展开建筑改造再利用设计工作，在此过程中还应及时与结构工程师等沟通探讨，明确结构加固与改造利用策略、新旧结构衔接、新旧材料使用等问题，最终得出既符合建筑师设计意图，同时又具有经济技术可行性的改造再利用设计方案。