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上海市长宁区宋氏花园住宅房屋质量检测

2018-11-15 10:48:52 结构检测中心 阅读

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  长宁区宋氏花园住宅房屋质量检测

 

  【摘要】虹桥路 1430号宋氏花园住宅为第四批优秀历史建筑,拟将宋氏花园住宅改为办公用房,为了解房屋结构和安全现状,更好的对房屋进行保护,对房屋进行检测。本报告对房屋的完损状况,房屋的倾斜、不均匀沉降、材料强度等进行了检测,并对房屋进行结构计算分析,对房屋结构安全性进行了评估,为后续功能改造提供了有效的建议。

 

  1.检测概述

  宋氏花园住宅于 2005年 10月 31日被列入上海市优秀历史建筑第四批保护单位名单,保护要求为一类,保护建筑编号为: CN‐J‐038‐IV。根据《上海市历史文化风貌区和优秀历史建筑保护条例》的有关规定,优秀历史建筑的保护要求,根据建筑的历史、科学和艺术价值以及完好程度,分为四类,其中第一类保护的一般要求为:(一)建筑的立面、结构体系、平面布局和内部装饰不得改变。

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  根据第四批优秀历史建筑保护技术规定,宋氏花园住宅立面、环境保护重点及要求为单体各立面,花园。内部保护重点及要求:空间格局,入口、楼梯间,天花线脚、门窗套、护墙板、细木装饰及其他特色装饰。

 

  2.主要工作内容

  本次检测鉴定主要工作内容包括:

  1. 房屋历史沿革和维修改建情况的调查分析;

  2. 房屋建筑结构图纸的测绘;

  3. 房屋结构体系确认;

  4. 房屋完损状况检测;

  5. 房屋结构材料强度检测;

  6. 房屋变形测量;

  7. 房屋结构计算分析;

  8. 房屋结构安全性评估;

  9.结论和建议。

 

  3.房屋概况

  3.1 房屋建筑概况

  宋氏花园住宅建于约1930 年,建筑平面属自由式布局,东西方向外墙轮廓线分别长约22.357m,南北方向外墙轮廓线分别长约11.960m 和20.397m,总建筑面积约390m2。房屋由两部分构成:主楼和配楼。主楼共2 层,其中二层设在屋顶层内,底层南侧主大厅室内地坪(标高+0.00m 处)较室外地坪高0.450m,北侧进门厅室内地坪(标高‐0.34m 处)较室外地坪高0.150m。3~11/B~D 区域底层下设置有架空层,架空层高约0.660m,底层层高约为3.126m,二层层高约为2.758m;A' ~ E' /11~12 区域底层层高约为2.956m,二层层高约为2.758m。1~3/B~E区域共1 层,地坪下原设置有架空层,架空层高约0.660m,目前已采用多孔砖填实,并改为水泥地坪。房屋主楼近似采用四坡屋面,檐口标高约2.550m,屋脊标高约10.452m;配楼采用双坡屋面,檐口标高约2.550m,屋脊标高约4.503m。

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  3.2 房屋结构概况

  宋氏花园住宅采用主要由砖墙、砖柱、木柱、木梁、木搁栅、木楼板、木构架、木椽子、木望板共同承重的砖木结构。局部设置有钢筋混凝土梁。砖砌体砌筑时采用混合砂浆,共采用两种砖,红砖的尺寸为230mm×110mm×50mm,主要用于外墙及二层以上内墙;青砖的尺寸为210mm×110mm×35mm,主要用于底层内墙。木材与木材连接时采用齿连接或钉连接,部分采用垫块以确保节点连接的可靠性。

  房屋外墙均采用红砖,其中E(E') /1~15 轴、1/B~E 轴墙体标高1.23m 以下为一砖半墙,上部为一砖墙,外包厚约35mm 装饰层;15/G~J 轴、A' /11~12 轴、B'/12~13 轴、13/ B'~ C'轴、C'/13~14 轴、16/F~J 轴墙体为清水一砖墙。底层沿B(B') /1~11 轴、3/B~E 轴、7(10) / D'~E 轴、11/ A' ~ D'轴及D' /12~15 轴分别设有一砖墙,其余均为半砖墙或板条墙。南侧1/B 轴、2/A 轴、4/A 轴、6/A 轴、8(9) /A轴、10/ A' 轴、11/ A' 轴、12/ A' 轴处分别设有一根砖柱,砖柱为均匀变截面,下部截面尺寸为480mm×680mm,上部截面尺寸为480mm×580mm。3~11/ B(B') ~C(C') 区域设有架空层,架空层设有砖堆,并沿东西向设有木梁,木梁上搁置木搁栅。木搁栅近似沿南北向布置,并分别与外墙垂直,尺寸约为45mm×200mm@400mm,搁置长度约为100mm,木搁栅上原设有木楼板,目前已替换为多层复合板。底层其中1~3/B~E 区域下原有架空层,后采用多孔砖填实,并改为水泥地坪。其余各区域目前均为水泥地坪。

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  4.现场检测情况

  4.1 现场完损检测

  房屋外立面目前主要存在以下问题:

  (1)房屋外墙外贴木构件装饰层局部腐朽脱落;

  (2)南立面入口处搭建有玻璃房,影响房屋立面整体风格;

  (3)屋面局部瓦片缺失、破裂,普遍存在渗水痕迹,配楼尤为严重,且经修缮后目前渗水加剧;

  (4)外墙拐角处局部墙体存在开裂现象;

  (5)底层架空层部分排风口被填实,不利于排湿。

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  室内损伤主要表现为底层北侧厨房间和配楼墙体渗水、霉变、涂料起皮、粉刷脱落,部分承重砖墙、水泥地坪开裂,二层墙体粉刷开裂、吊平顶涂料起皮,屋面内木椽子、木梁普遍存在渗水痕迹,局部严重。

  4.2 结构尺寸与材料配筋复核

  宋氏花园住宅目前未存有原始建筑结构图纸,本次检测对房屋建筑、结构平面图进行了测绘。在房屋建筑图纸测绘的基础上,复核了各构件的材料类别,并根据房屋的结构布置及传力体系判别承重构件与非承重构件;根据现场情况,开挖了主楼房屋西北角墙体处的基础,了解基础类别、材料种类并测量了基础截面尺寸。

  4.3 结构材料性能测试

  4.3.1 回弹法检测砖抗压强度

  根据现场测试条件和房屋结构特点,在房屋底层抽取2 片砖墙,二层抽取3片砖墙,具体操作过程按照《回弹法评定烧结普通砖强度等级的方法》(JC/T796‐1999)进行。现场检测表明,砖强度等级可评定为MU10。。

  4.3.2 砂浆强度测试

  采用贯入法检测填充墙中砌筑砂浆强度,操作过程按照《砌体工程现场检测技术标准》(GB/T50315‐2011)及《贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规程》(JGJ/T136‐2001,J131‐2001)。试验结果可知填充墙砌筑砂浆强度推定为M1.5。

  4.3.3木材强度调查评定试

  根据现场情况,在房屋二层 9~10/ A' ~ B'区域选取 3处不承受荷载的木搁栅取样,并根据《木材抗弯强度试验方法》(GB1936‐1991)和《建筑检测技术标准》(GB/T50344‐2004)的有关要求进行试验,木搁栅试件抗弯强度达到《建筑检测技术标准》(GB/T50344‐2004)关于洋松强度等级 TC13B(检测结果昀低强度值不低于 51MPa)的要求。

  4.4建筑物倾斜和差异沉降检测

  房屋外墙高度较低,不宜采用棱线顶点投点法对房屋各可测棱线的倾斜进行测量。根据现场情况,采用 JZC‐2型工程质量观测仪(编号: KC‐01)对各外墙倾斜进行测量。倾斜测量结果表明,房屋整体向西南方向倾斜,向南倾斜的昀大倾斜率为 4.0‰,向西倾斜的昀大倾斜率为 4.4‰,两个方向的倾斜率均小于《优秀历史建筑修缮技术规程》DGJ08‐108‐2004中规定的二级修缮限值 10‰

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  为验证倾斜测量结果,采用DSZ2 型高精度水准仪(SZ‐02)和塔尺(TC‐01),测量了房屋相对不均匀沉降趋势(含施工误差)。从图4.4 中可以看出,房屋整体表现为向西南方向倾斜,与倾斜测量结果吻合较好。

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  5.房屋结构安全性计算分析

  宋氏花园住宅采用有密铺望板的木屋盖,故按第二类屋盖计算。房屋南北向外墙昀大间距 s=5.29m,东西向外墙昀大间距 s=9.74m。根据《砌体结构设计规范》(GB50003‐2001)的规定,对第二类屋盖 s<20m时为刚性方案,故房屋的静力计算采用刚性方案。计算中,木材强度等级按 TC13B取值;砖的强度等级为 MU10,砂浆的强度等级为 M1.5。计算荷载按《建筑结构荷载规范》(GB50009‐2001(2006年版))取值。房屋目前存在一些结构性损伤。考虑到房屋即将进行结构性大修,计算时未考虑损伤对房屋承载抗力产生的影响。

  5.1.木搁栅计算

  根据前面房屋结构体系的分析,房屋采用纵横墙和砖柱共同承重。木搁栅共有两种尺寸:50mm×200mm@400mm,跨度昀大约为 2233mm(主要作为楼板承重搁栅,跨度昀大处位于二层 10~11/ B'~ C'轴卧室近 B'轴一跨,计算时取为 2250mm);45mm×150mm@400mm,跨度昀大约为 4550mm(主要作为平吊顶搁栅,跨度最大处位于二层11~12/ (1/A') ~ C'轴房间平吊顶处)。荷载取值时采用木搁栅两侧各1/2 跨度。

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  5.2 二层木梁计算

  根据房屋结构状况,选取二层11~12/ (1/A') ~ C'区域木次梁(荷载相同,跨度较大)及6/B~D 轴木主梁(跨度相同,荷载较大)进行安全性计算。

  (1)11~12/ (1/A') ~ C'区域木次梁计算

  11~12/ (1/A') ~ C'区域木次梁共有两根,选取近C'轴侧木次梁进行计算,跨度为4.605m(计算时取为4.6m);木次梁与C'轴间距为1.698m(计算时取为1.7m),两根木次梁间距为1.763m(计算时取为1.8m)。

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  5.3 砖墙受力计算

  选取底层6/B 轴砖墙(墙截面较小而受力较大)验算:

  房屋底层H=3.126+0.94=4.066m,s=9.74m>2H,则H0=1.0H=4.066m。

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  5.4地基基础承载力分析.

  宋氏花园住宅自建成以来,曾作为住宅、木材厂、画廊等使用。本次修缮后将作为办公室使用,使用荷载由 2.0 kN/m2增加至 2.5 kN/m2。现场检测未发现房屋存在严重的倾斜。根据《优秀历史建筑修缮技术规程》 DGJ08‐108‐2004,房屋已建成近 90年,对土体的压密作用,使地基土的孔隙比和含水量减少,地基承载力可提高 20%以上,而荷载增加有限(砖墙自重占主导荷载)。因此,房屋修缮及后期使用中,地基承载力可基本满足正常使用要求。

  5.5房屋结构抗震性能分析析结果

  宋氏花园住宅是建于 IV场地土,7度抗震设防区的砖木结构房屋,属丙类抗震设防要求。根据《建筑抗震鉴定标准》 GB50023‐2009,由于房屋共 2层,总高为(自基础底面算至 1/2山墙间处)约为 8.9m,按 A类建筑对房屋进行抗震鉴定。根据《建筑抗震鉴定标准》,宋氏花园住宅在房屋结构体系设置、材料强度等级、整体性连接构造等均能满足要求,可认为经结构性修缮后,房屋综合抗震能力基本满足抗震鉴定要求。

 

  6.检测结论

  1、宋氏花园住宅位于虹桥路历史文化风貌区内,为假两层英国乡村式别墅,建于约 1930年。房屋南立面底层围以清水红砖柱廊,北立面底层下部采用清水红色砖墙,上部采用黑色木构件装饰。房屋采用红色陶质板瓦屋面,顶坡斜长,主楼设有三座烟囱,整个花园住宅高低错落有致,色彩黑、白、红相映成趣,与周边绿色浑然一体,颇有英国乡村建筑原始质朴的田园风味,具有一定的历史保护价值。该房屋 2005年被列入上海市优秀历史建筑第四批保护单位名单,保护要求为一类。

  2、宋氏花园住宅是宋子文在上海的豪宅中较典型的一幢,采用砖木结构,内部木构件设计较为复杂,内部存在较多的特色和细部,具有较高的历史保护价值。

  3、房屋外墙和内部砖墙墙均采用混合砂浆砌筑,砖强度等级可评定为 MU10,砂浆强度评定值为 1.5MPa。木材均采用杨松,木搁栅试件抗弯强度均能达到《建筑检测技术标准》(GB/T50344‐2004)关于洋松强度等级 TC13B的要求。

  4、宋氏花园住宅立面、环境保护重点及要求为单体各立面,花园。内部保护重点及要求:空间格局,入口、楼梯间,天花线脚、门窗套、护墙板、细木装饰及其他特色装饰。历经 80多年的使用,总体保护情况尚可,目前房屋存在的损伤主要表现为:

  (1)外立面重点保护部位整体完好,屋面局部瓦片缺失、破裂,普遍存在渗水痕迹,配楼尤为严重。外墙外贴木构件装饰层局部腐朽脱落,局部墙体存在开裂现象。架空层部分排风口被填实,不利于排湿。

  (2)室内重点保护部位损伤主要表现为底层北侧厨房间和配楼墙体渗水、霉变、涂料起皮、粉刷脱落,部分承重砖墙、水泥地坪开裂,二层墙体粉刷开裂、吊平顶涂料起皮,屋面内木椽子、木梁普遍存在渗水痕迹,局部严重。

  (3)南立面入口处搭建有玻璃房,影响房屋立面整体风格。

  5、房屋外墙基础采用大放脚砖砌条形基础,共两次大放脚,北墙及西墙每次放脚宽度分别为 35mm、75mm,高度分别为 2皮砖。房屋北侧底层渗水较为严重,表明避潮层较差,存在渗水现象。

  6、房屋变形测量和相对不均匀沉降测量表明,房屋整体向西南方向倾斜,向南倾斜的昀大倾斜率为 4.0‰,向西倾斜的昀大倾斜率为 4.4‰,两个方向的倾斜率均小于《优秀历史建筑修缮技术规程》 DGJ08‐108‐2004中规定的二级修缮限值 10‰。

  7、按照《建筑结构荷载规范》 GB50009‐2001(2006年版)荷载取值对房屋安全性进行计算,房屋木搁栅、木梁、砖墙承载力均能满足使用要求。根据《优秀历史建筑修缮技术规程》DGJ08‐108‐2004,房屋已建成近 90年,对土体的压密作用,使地基土的孔隙比和含水量减少,地基承载力可提高 20%以上,而荷载增加有限(砖墙自重占主导荷载)。因此,房屋修缮及后期使用中,若能控制荷载增加,可认为地基承载力基本满足要求。

  8、房屋结构体系设置、材料强度等级、整体性连接构造等均能满足要求,可认为经结构性修缮后,其综合抗震能力基本满足《建筑抗震鉴定标准》 GB50023‐2009相关要求。

 

  7.建议

  1、房屋涂料起皮,粉刷脱落,板条开裂处,建议重做粉刷、涂料;对房屋渗水处,应对周边裂缝进行修补,并重做防水层;对木构件渗水腐朽处,应对腐朽木构架进行替换,或采取其它有效措施以保证房屋使用安全。

  2、房屋屋面局部瓦片缺失、破裂,普遍存在渗水痕迹,部分区域渗水严重, 2011年初对配楼进行修缮时,将挂瓦条间距拉大,配楼渗水更加严重。建议屋面翻修时严格按照原设计挂瓦条尺寸,采用相近红色陶瓦对屋面进行修缮,并重做房屋屋面防水层。

  3、房屋南侧入口处新建一间玻璃房,严重影响房屋整体风格,建议拆除。

  4、房屋底层北侧储藏间、卫生间及辅楼部分避潮层损坏,渗水严重;南侧架空层处部分通风口被填实,不利于排湿,建议重做避潮层,并采取措施改善通风口排风情况,以保护房屋安全。

  5、现场检测中,虽未发现白蚁,但修缮时仍应注意做好木构件白蚁防护处理。

  6、受现场条件的限制,屋面损伤状况未能全部进行检测,建议结合此次修

  缮打开屋面后对屋面损伤状况进行重点全面检测,以确保房屋安全。

  7、本次修缮应委托有资质的设计施工单位进行。

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