木结构古建筑安全性评定技术规范.doc

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1、木结构古建筑安全性鉴定技术规范Technical code for safety appraisal of ancient timber buildings(征求意见稿)木结构古建筑安全性鉴定技术规范编制组2019年6月前 言根据中国工程建设标准化协会建标协字2014028 号文的要求，由北京工业大学和北京市古代建筑研究所，会同有关单位共同编制了木结构古建筑安全性鉴定技术规范（征求意见稿），用于指导现有木结构古建筑的安全性评价工作，也可为相关政策制定提供参考。本规范在制订过程中，充分吸收了国内外的科研成果，调查总结了近年来木结构古建筑安全性鉴定的实践经验，开展了多项专题研究，并通过验证性试验和

2、试评价，在此基础上提出了本规范条文。经广泛征求有关文保、科研、设计、教学等单位和安全鉴定管理部门的意见，并反复修改充实后，形成征求意见稿。本规范共分 9 章。其主要技术内容有：基本规定、详细调查与检测、结构分析与校核、构件安全性鉴定、子单元的安全性评级、鉴定单元的安全性评级、鉴定报告等。本规范的具体解释工作由北京工业大学负责，各单位和个人在使用本标准时，如发现有疑难问题或意见，请随时函告：北京工业大学建筑与城市规划学院（地址：北京市朝阳区平乐园 100 号，邮编：100124）主编单位：北京工业大学北京市古代建筑研究所参加单位：北京三茂建筑工程检测鉴定有限公司华北理工大学西安建筑科技大学陕西省

3、建筑科学研究院山西省建筑科学研究院安徽城建检测科技有限公司本标准主要起草人员： 本标准主要审查人员：目 录1 总则.12 术语、符号.22.1 术语术语.22.2 符号符号.33 基本规定.43.1 一般规定一般规定.43.2 鉴定程序和基本要求鉴定程序和基本要求.43.3 鉴定标准鉴定标准.64 详细调查与检测.94.1 一般规定一般规定.94.2 调查要求调查要求.94.3 检测要求检测要求.105 结构分析与校核.125.1 一般规定一般规定.125.2 木构架的承载力验算木构架的承载力验算.125.3 直榫和燕尾榫的节点抗弯承载力验算直榫和燕尾榫的节点抗弯承载力验算.135.4 榫头局

4、部抗压承载力和梁（枋）抗弯承载力的计算榫头局部抗压承载力和梁（枋）抗弯承载力的计算.146 构件安全性鉴定.156.1 一般规定一般规定.156.2 承重木构件安全性鉴定承重木构件安全性鉴定.156.3 柱础、台基安全性鉴定柱础、台基安全性鉴定.167 子单元的安全性评级.227.1 一般规定一般规定.227.2 地基基础地基基础.227.3 柱架结构柱架结构.237.4 围护结构分级围护结构分级.258 鉴定单元的安全性评级.279 鉴定报告.28Contents1 General provision.12 Terms and symbols.22.1 Terms.22.2 Symbols

5、.33 Basic requirements.43.1 General requirement.43.2 Assessment procedures and basic requirements.43.3 Assessment criteria.64 Detailed investigation and testing.94.1 General requirements.94.2 Investigation requirements.94.3Testing requirements.105 Structural analysis and verification .125.1 General

6、requirements.125.2 Bearing capacity verification of Wood Frame.125.3 Bending capacity verification of straight mortise dovetail joint.135.4 Local compressive capacity verification of tenon and bending capacity verification of beam.146 Component safety assessment .156.1 General requirements.156.2 Saf

7、ety assessment of load-bearing wooden components.156.3 Safy assessment of column base and platform base.167 Security ratings for subunits.227.1 General requirements.227.2 Soil and foundation.227.3 Column frame structure.237.4 Building enclosure.258 Security rating of validation units.279 Appraisal r

8、eport.2811 总则总则1.0.1为贯彻执行中华人民共和国文物保护法，加强木结构古建筑安全的技术管理，特制定本规范。1.0.2本规范适用于以木构架承重的三层及以下木结构古建筑的安全鉴定以及改变用途、改变使用条件或修缮改造前的专门鉴定，其它类型木结构古建筑可参照执行。1.0.3木结构古建筑的安全性鉴定，除应符合本规范外，尚应符合国家和地区现行有关法律、法规和标准的规定。22 术语、符号术语、符号2.1 术语术语2.1.1木结构古建筑 timber structure of ancient building以木构件为主要竖向承重构件的古建筑。2.1.2重点部位 dominant positi

9、on指影响该类建筑结构整体安全性能的关键部位和易导致局部倒塌的构件、部件，包括承重木构架、楼盖和屋盖等结构部位。2.1.3一般部位 common position除重点部位以外的其它非结构部位，包括围护、装饰结构等。2.1.4构件 member子单元中可以进一步细分的基本鉴定单位。它可以是单件或组合件。2.1.5主要构件 dominant member指对结构安全性能有整体影响的构件，包括承重木构架中的梁、柱、檩等主要受力构件及其连接。2.1.6一般构件 common member除主要构件以外的其它次要构件，包括屋盖中的望板、枋、椽等，以及墙体、门窗等其它附属构件。2.1.7子单元 sub-

10、system3古建筑中可以独自承担某种特定功能的构件或构件组合，一般可按地基基础、上部承重结构和围护结构划分为三个子单元。2.1.8鉴定单元 appraiser system根据木结构古建筑的构造特点和承重体系的种类，将其划分成一个或若干个可以独立进行鉴定的区段，每一区段为一鉴定单元。2.2 符号符号2.2.1 a、b、c、d构件或其检查项目的安全性等级；2.2.2 A、B、C、D子单元或其中某些组成部分的安全性等级；2.2.3 柱、柱架或墙的总高；H2.2.4 多层古建筑第 层墙体高度；iHi2.2.5 受弯构件计算跨度；0l2.2.6 结构构件的抗力；R2.2.7 结构构件的作用效应；S2

11、.2.8 受弯构件的挠度；43 基本规定基本规定3.1 一般规定一般规定3.1.1木结构古建筑的安全性鉴定，应收集下列有关文件：1 地质勘察报告。2 建筑的历史用途、变更和维修改建等情况。3 建筑的当前用途、结构体系、屋（楼）面实际荷载及其分布情况。4 建筑结构图和历次维修改造图。3.1.2对于木结构古建筑的安全性鉴定，应根据不同的建筑结构类型，合理区分重点部位与一般部位，主要构件与一般构件。3.1.3在木结构古建筑的安全性鉴定中，应关注局部损伤的构件可能坠落而导致伤人，或建筑布局在紧急事件发生时应有利于人员疏散逃生等。同时，特别应关注由于个别构件发生破损或变动结构主体而引发大范围倒塌的可能性

12、。3.1.4对木结构古建筑的每次安全性鉴定所进行的勘查、检测、计算等工作的记录、图纸、照片和审批文件等全套资料，均应由相应管理部门妥善保存。3.2 鉴定程序鉴定程序和基本要求和基本要求3.2.1木结构古建筑的安全性鉴定，应当按照下列程序（图 3.2.1）进行：5图 3.2.1 安全鉴定程序3.2.2初步调查宜包括下列基本工作内容1 收集和查阅图纸资料，包括岩土工程勘察报告、设计图纸资料、维修记录、历次加固改造图纸等相关图纸资料。2 收集和查询建筑物维修、改造情况，如历次修缮、加固、改造、用途变更、使用条件改变以及受灾等情况。3 现场查勘，按资料核对实物现状：调查建筑物实际使用条件和内外环境、查

13、看已发现的问题、听取有关人员的意见等。3.2.3详细调查与检测宜根据实际需要选择下列工作内容：1 结构体系基本情况勘查（1）结构布置及结构形式；（2）结构支承（支座）构造；构件及其连接构造；（3）结构细部尺寸及其他有关的几何参数。2 结构使用条件调查核实（1）结构上的作用（荷载）；（2）建筑物内外环境。3 地基基础调查与检测初步调查确定鉴定方案详细调查与检测安全性鉴定补充调查鉴定报告和处理建议委 托6（1）场地类别与地基土（包括土层分布及下卧层情况）；（2）地基稳定性（斜坡）；（3）地基变形及其在上部结构中的反应。（4）基础的形式（5）台基的形式4 承重结构检查：（1）构件的材质、年代、强度；

14、（2）构件及其连接方式；（3）结构支承（支座）的工作情况；（4）木结构构件腐朽、裂缝、虫蛀、碳化及其他损伤的情况。（5）建筑物侧向位移（包括基础转动）和局部变形；5 围护结构的情况调查。3.2.4在木结构古建筑的安全性鉴定中，若发现调查检测资料不足或不准确时，应及时进行补充调查、检测。3.2.5木结构古建筑的安全性鉴定，应对以往所采取的各项技术措施对建筑物价值与安全性造成的影响进行评估。3.2.6木结构古建筑的安全性鉴定工作完成后，应提出鉴定报告。鉴定报告的编写应符合本标准第 9 章的要求。3.3 鉴定标准鉴定标准3.3.1木结构古建筑的安全性鉴定，应划分为构件、子单元、鉴定单元三个层次。需要

15、时，可对构件或子单元单独鉴定安全性等级。如需对鉴定单元进行整体鉴定，应按下列层次进行：1 构件安全性等级鉴定。应根据构件各检查项目鉴定结果，确定单个构件安全性等级。2 子单元的安全性等级鉴定。在构件安全性等级鉴定的基础上，综合鉴定地基7和台基、上部承重木结构和围护结构三个子单元的安全性等级。根据结构的检查项目及各构件的鉴定结果，确定上部结构的安全性等级；3 鉴定单元的安全性等级鉴定。在子单元的安全性等级鉴定的基础上，综合确定鉴定单元的安全性等级。根据地基基础和台基、上部结构和围护结构子单元的鉴定结果，确定单元的安全性等级；3.3.2构件（包括构件本身及构件间的连接点）的安全性等级按下列标准鉴定

16、：a 级：构件具有足够的承载能力和构造要求且没有明显的变形与损伤，不需要采取措施。b 级：构件承载能力略低于安全性要求或构造存在一般缺陷或存在轻微损伤，尚不明显影响承载能力，可不采取措施。c 级：构件承载能力低于安全性要求或构造存在缺陷或存在较多损伤，显著影响承载能力，应采取措施。d 级：构件承载能力不符合安全性要求或构造存在严重缺陷或存在严重损伤，已严重影响承载能力，必须及时或立即采取措施。3.3.3子单元的安全性等级按下列标准鉴定：A 级：符合本规范的安全性要求，无残损构件，或残损构件已正确处理，不影响子单元整体承载，不必采取措施；B 级：略低于本规范的安全性要求，有轻微损伤，个别一般构件

17、残损或处理不当，或个别构件缺失，尚不明显影响结构整体承载，可不采取措施；C 级：不符合本规范的安全性要求，已发生中等程度损坏，梁、枋、柱等重要受力构件残损或缺失，或部分残损构件比较集中，明显影响子单元承载，应采取措施；D 级：严重不符合本规范的安全性要求，已发生严重损坏，处于危险状态，必须及时或立即采取措施。3.3.4鉴定单元的评级标准：一级：符合本规范的安全性要求，各子单元工作可靠，承重结构无残损或原有的残损均已得到正确处理，不影响整体安全，可能有极少数一般构件宜采取适当措施；8二级：略低于本规范的安全性要求，各子单元安全性能略低于一级要求，仍能满足结构安全性的下限水平要求，尚不明显影响整体

18、安全，可能有少数构件存在残损现象，应采取措施，极个别一般构件必须立即采取措施；三级：不符合本规范的安全性要求，关键部位存在危害结构安全的残损，或者子单元存在较多残损构件，其组合已影响整体安全，应采取措施，且可能有少数构件必须立即采取措施；四级：严重不符合本规范的安全性要求，结构的局部承载力或整体稳定性已处于危险状态，随时可能发生意外事故必须立即采取抢修措施。94 详细调查与检测详细调查与检测4.1 一般规定一般规定4.1.1木结构古建筑的安全性鉴定，应通过调查，了解和掌握建筑物的使用条件、历史及现状等情况，分析影响建筑物结构安全的主要因素。4.1.2木结构古建筑的安全性鉴定，应根据木结构古建筑

19、检测技术标准的规定进行检测。其检测方案应考虑建筑物的特点，并满足建筑安全性鉴定的需求。4.2 调查要求调查要求4.2.1使用条件的调查应包括古建筑上的作用，使用环境和使用历史三个部分，调查中应考虑使用条件可能发生的变化。4.2.2结构上作用的调查，应根据建筑物的具体情况以及鉴定的内容和要求，按照表 4.2.2 中所列的项目进行调查。表 4.2.2 结构上的作用调查作用类别调查项目永久作用结构构件、配件、吊顶等自重可变作用屋（楼）面活荷载、风荷载、雪荷载等偶然作用地震作用、爆炸、雷击、火灾等4.2.3建筑物的使用环境调查，应包括气象条件、地质环境和结构工作环境三项内容，按照表 4.2.3 所列的

20、项目进行调查。表 4.2.3 建筑物使用环境的调查环境条件调查项目气象条件大气温度、大气湿度、干湿变化、降雨、降雪、霜冻、冻融 交替、风向、土壤冻结深度地理环境地形、地貌、工程地质、建筑物方向、周围建筑物情况等结构工作环境结构所处局部环境（如振动、污染等）4.2.4建筑物的使用历史调查，应包括建筑物的建造、用途和使用时间、维修与加10固、用途变更与改扩建、以及受灾害等情况。4.2.5建筑物现状的调查，应包括基础形式、结构体系、连接方式、几何尺寸、损伤情况、使用现状等内容。4.3 检测检测要求要求4.3.1木结构古建筑地基基础的检测应符合以下要求：1 应根据地质勘察报告或周围地质情况检查持力层土

21、壤的情况、土的类别、有无浸水、不良地质现象和土洞等内容，并检测地基不均匀沉降及其对上部结构的影响程度。2 检查和检测台基或墙基有无开裂，有无明显腐蚀、酥碎等现象，检测持力层土壤性质及地基允许承载力。3 在木结构古建筑的周边、角部，或其他有沉降现象的部位，应检测不少于 2个柱基础或 2 个部位的墙基础。4.3.2木结构古建筑承重木构架的检测，应获取主要结构构件的材质性能、构件尺寸、变形情况、损伤部位、损伤类型、损伤程度等指标，并应符合以下要求：1 对于材料强度的检测，应满足木结构古建筑结构安全性鉴定承载力验算的需求。2 对承重木构架的检测，应获取主要结构材料的强度、弹性模量等指标。进行材料性能检

22、测，应选择具有代表性的部位进行抽样。如需取样检测，应确保检测取样不影响结构的安全。3 构件损伤检测时，对损伤严重以及受力较大、自身现状较差、所处环境恶劣、暴露缺陷较多的构件和节点，应进行全数检测。4 结构和构件的变形检测，应包括结构的顶点和层间位移、构件的倾斜和错位、受弯构件的挠度和侧弯等内容。对其中有明显变形的部位和构件，应进行重点检测。4.3.3对于围护结构的检测，主要包括非承重墙体、瓦、灰背、望板和容易脱落的附属构件，以及与其主要承重构件的连接情况。检测时，应考虑墙体的抹灰以及装11饰层的影响。5 结构分析与校核结构分析与校核5.1 一般规定一般规定5.1.1木结构古建筑上的作用一般情况

23、下可根据实际情况并考虑不利位置确定，或参照古建筑木结构维护与加固技术规范（GB50165）的规定确定。验算木结构古建筑时，其木材设计强度和弹性模量应按实测值采用，但不得高于木结构设计规范（GB50005）所规定的同种木材的强度等级。5.1.2结构或构件的几何参数应取实测值，并应计入腐蚀、虫蛀、风化、裂缝、缺陷等的影响。5.2 木构架的承载力验算木构架的承载力验算5.2.1木构架的承载力应根据节点的抗弯承载力、榫头局部抗压承载力和梁（枋）的抗弯承载力共同确定。图 5.2.2 承重木构架计算简图125.2.2在竖向荷载作用下，由榫卯节点连接梁、柱构件组成的古建筑木构架可简化为如图 5.2.2 所示

24、的结构体系。木构架支承的屋盖结构简化为作用在木构架柱顶的集中荷载。梁和柱节点可简化为铰节点，枋和柱节点可简化为半刚性节点，柱底与基础可根据情况简化为铰或半刚性节点。木结构古建筑的梁、柱和节点的内力可按照图 5.2.2 的计算模型，采用结构力学方法计算。5.3 直榫和燕尾榫的节点抗弯承载力验算直榫和燕尾榫的节点抗弯承载力验算5.3.1直榫节点（包括透榫和半榫）抗弯承载力可按下式计算：（5.3.1）1 1=+2lMblkh式中， 榫的有效长度（mm），；l1/3lD榫的有效高度（mm）；h榫的有效厚度（mm）；b直榫与卯口接触面上的压应力（N/mm2），采用木结构设计规范1（GB50005）的木材

25、横纹承压设计强度（全表面）；,90cf摩擦系数，取 0.43；考虑拔榫对节点承载能力的影响系数，对于透榫，取，1 0.15x ；对于半榫，。其中，为节点拔榫00.4x21 0.5630. 75- 0xx 00.4x x长度与榫头长度之比，对于透榫节点，榫头长度按等比例的半榫节点榫头长度确定。直榫节点承载力调整系数；采用单向木楔填充卯口涨眼时，节点角变1k形比原有夹角增大时取 1，节点角变形比原有夹角减小时取 0.6。5.3.2燕尾榫抗弯承载力按下式计算：（5.3.2）2 22=0.35cos+sinyMlhk式中，燕尾榫榫头斜面角度（ ），； 2bb l13榫截面最大有效宽度（mm）；b榫截面

26、最小有效宽度（mm）； b榫的有效长度（mm）；l榫头斜面上的正压应力（N/mm2），采用木结构设计规范2（GB50005-2003）的木材横纹承压设计强度（全表面）；,90cf摩擦系数，取 0.43；考虑拔榫对节点承载能力的影响系数，取；21 0.3150. 52- 0xx 燕尾榫节点承载力调整系数，按照表 5.3.2 选用。2k表 5.3.2 节点承载力调整系数燕尾榫节点工况2k无平板枋、节点角变形比原有夹角减小时0平板枋在柱顶对接时1.5平板枋在柱顶以外区域对接时2.05.4 榫头局部抗压承载力和梁（枋）抗弯承载力的计算榫头局部抗压承载力和梁（枋）抗弯承载力的计算5.4.1榫头局部抗压承

27、载力计算，可按照榫头在卯口内的有效承压面积和木材的局部表面横纹承压强度计算。其中，木材的局部表面横纹承压强度可按照实测，或者根据树种，按照木结构设计规范（GB50005）中规定的木材横纹承压设计强度（局部表面）取值。5.4.2梁（枋）抗弯承载力的计算，可参照木结构设计规范（GB50005）中受弯构件进行。其中净截面抵抗矩应考虑构件残损位置和程度的影响。146 构件构件安全性鉴定安全性鉴定6.1 一般规定一般规定6.1.1木结构古建筑单个构件的安全性等级，应根据实际情况按下列规定鉴定：1 构件的安全性等级应结合构件承载能力（构件的抵抗力与作用效应的R0S比值）的校核、变形和裂缝、危险性的腐朽和虫

28、蛀以及构件间的连接构造等0/RS鉴定项目，分别鉴定每一受检构件的等级，并取其中最低一级作为该构件的安全性等级。2 当构件的状态处于危险状态时，构件的安全性等级应鉴定为 d 级；3 对原有加固措施发生损坏的构件，如无规定，可直接按照未加固构件的残损情况鉴定。6.1.2木结构古建筑单个构件的划分应符合下列规定：1 独立柱础应以一根柱的单个基础为一构件；条形基础应以一个自然间一轴线长度为一构件。2 墙体应以一层高、一个自然间的一轴线为一构件。3 柱应以一层高、一根为一构件。4 梁、枋、椽、檩、搁栅等应以一个跨度、一根为一构件。5 板应以一个自然间面积为一构件。6.1.3单个构件的安全性等级，应按承载

29、能力、连接构造和变形、缺陷、损伤三个项目评定，并取较低一级作为该构件的安全性等级。6.2 承重木构件承重木构件安全性鉴定安全性鉴定6.2.1当木结构古建筑承重木构件及其连接的安全性按承载能力鉴定时，应根据承载力项目验算结果按表 6.2.1 的规定分别评定各类构件的等级，并取其中最低等级作为该构件承载能力的安全性等级。15表 6.2.1 承重木构件承载能力鉴定等级0/RS 构件种类a 级b 级c 级d 级主要构件1.01.0 0.950.95 0.900.90一般构件1.01.00.900.900.850.85注：1 承重木构件的抗力与作用效应的比值，应取各受力状态验算R0S0/RS结果中的最低

30、值。6.2.2木结构古建筑承重构件的连接构造项目包括纵向梁枋及其联系、构架间的纵向联系和梁柱间的联系，应根据对结构安全的影响按表 6.2.2 的规定评定等级，并应取三个检查项目中较低等级作为构件连接构造的安全性等级。表 6.2.2 承重木构件构造的安全鉴定项 次检查项 目a 级b 级c 级d 级1纵向梁 枋及其 联系构 件的现 状构件无残缺， 连接方式符合 形制要求，无 缺陷构件仅有局部表面 缺陷，通风良好， 工作无异常构件有残缺，或连 接方式不符合形制 要求构造有严重缺 陷，已导致连 接松弛变形、 滑移、沿剪面 断开或其它破 坏。2构架间 的纵向 檩枋联 系纵向连接牢固纵向连接较牢固纵向连接出现松弛 变形或滑移纵向连接出现 松弛变形、滑 移、沿剪面断 开或其它破坏 特征。3梁柱间 的联系 （包括 柱与梁 间、柱 与檩/ 枋间的 联系） 拉结情 况及榫 卯现状1、 抬梁式结构 榫头拔出卯口 的长度不超过 榫头长度的 1/5。 2、 穿斗式结构 榫头拔出卯口 的长度不超过 榫头长度的 1/4。1、 抬梁式结构 榫头拔出