摘 要:本文結(jié)合工程實(shí)例,從結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算、混凝土抗壓強(qiáng)度檢測、現(xiàn)場勘查、框架整體情況等方面對其結(jié)構(gòu)安全鑒定進(jìn)行了詳細(xì)分析闡述,并對其加固處理措施進(jìn)行了深入分析探討。
關(guān)鍵詞:框架結(jié)構(gòu);安全鑒定;抗壓強(qiáng)度;加固處理
中圖分類號:TU746.3
文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B
文章編號:1008-0422(2009)06-0192-02
1工程概況
湖南益陽某綜合辦公樓建筑原設(shè)計(jì)為五層宿舍,現(xiàn)改為六層,作商業(yè)及辦公樓用,鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),該房屋底層高為4.5m,建筑總高為21.4m,高寬比為3??蚣苤孛娉叽鐬?50mm×550mm,主要柱網(wǎng)尺寸為5.0m×7.0m,房屋粱、柱配筋相對較小,結(jié)構(gòu)采用雙向布置,見圖1。
為了評估該房屋的安全性,對其現(xiàn)狀進(jìn)行查勘,主要是檢查該房屋是否有裂縫、傾斜及結(jié)構(gòu)損壞;對房屋主要構(gòu)件的材料強(qiáng)度進(jìn)行檢測,主要是檢測粱、柱構(gòu)件的混凝土抗壓強(qiáng)度;對房屋結(jié)構(gòu)承載力進(jìn)行驗(yàn)算等,并對房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全性鑒定。
2綜合樓結(jié)構(gòu)安全鑒定
為了更好的對該房屋進(jìn)行檢測,本次安全性鑒定工作,先對該房屋的承載力進(jìn)行驗(yàn)算、分析計(jì)算結(jié)果,并時(shí)承載力較大,配筋不足的主要構(gòu)件進(jìn)行重點(diǎn)檢查。
2.1承載力驗(yàn)算
采用PKPM軟件對該房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載力驗(yàn)算,在驗(yàn)算中粱混凝土抗壓強(qiáng)度等級取為C25,柱混凝土抗壓強(qiáng)度等級取為C25和C30兩種,二層Y 粱(短向?yàn)閅向)及底層柱X 向配筋情況見表1、表2 ,其中Y向粱從( 1 ) 軸到(11) 軸編號為Ll到L1l,柱編號Z1A為( 1 )×( A) 軸柱。在計(jì)算荷載中,樓面及上人屋而使用荷載取2.0 kN/m2;基本風(fēng)壓為0.7kN/ m2,地面粗糙度為B類;抗震改防烈度取為7度,框架抗震等級為三級。
由表1看出,梁端負(fù)彎矩處計(jì)算配筋比實(shí)際配筋大,初步評估Y向梁無法滿足承載要求。由表2看出,柱在C30砼強(qiáng)度等級下計(jì)算配筋與實(shí)際配筋相差不多,除2根柱外其余配筋滿足實(shí)際承載需要。
計(jì)算結(jié)果還表明,樓層最大位移角為地震組合作用下的位移角,最大值為1 /535(見表3),不滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》1 /550的限值要求,建筑物的振動(dòng)周期見表4 。
2.2混凝土抗壓強(qiáng)度檢測
根據(jù)結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算結(jié)果,有針對性的對梁、柱構(gòu)件采用回彈法檢測其混凝土抗壓強(qiáng)度,主要是底層柱及各層Y向梁砼抗壓強(qiáng)度,其中底層柱抗壓強(qiáng)度檢測結(jié)果見表5。從上面表2中可看出,(A)軸柱只有在C30的砼強(qiáng)度等級下計(jì)算配筋才與實(shí)際配筋相差不大,于是檢測強(qiáng)度時(shí)對(A)軸柱進(jìn)行重點(diǎn)檢測,檢測數(shù)量較多,看實(shí)際強(qiáng)度與計(jì)算強(qiáng)度是否相符。
根據(jù)《回彈法檢測混凝上抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》對表5柱構(gòu)件進(jìn)行按批評定,得出所檢柱構(gòu)件混凝土抗壓強(qiáng)度推定值為30.9MPa,滿足C25強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。所檢梁構(gòu)件混凝土抗壓強(qiáng)度推定值滿足C25強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。從回彈檢測結(jié)果可看出,對該房屋砼強(qiáng)度標(biāo)號梁取C25、柱取C30進(jìn)行承載力驗(yàn)算是可行的,也是有效的。
2.3現(xiàn)狀勘查
現(xiàn)場根據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果,底層柱端及Y向粱端負(fù)彎矩處鋼筋較大,對結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查時(shí)重點(diǎn)檢查這些部位的結(jié)構(gòu)裂縫。檢測結(jié)果表明,梁端出現(xiàn)細(xì)小裂縫,雖然裂縫寬度不大,但與受力有一定關(guān)系。對外墻及柱表檢查未見明顯結(jié)構(gòu)裂縫缺陷。
房屋最大傾斜值為0.18%未超過《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》0.22%的結(jié)構(gòu)側(cè)向位移限值,且測點(diǎn)傾斜方向不具有一致性,表明上部結(jié)構(gòu)未產(chǎn)生明顯整體傾斜。
2.4框架整體情況
根據(jù)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》對該框架進(jìn)行抗震鑒定:
1)該房屋結(jié)構(gòu)體系為雙向框架結(jié)構(gòu)體系,滿足規(guī)范要求;
2)柱截面邊長均大于300mm,梁、柱箍筋為Φ8,加密處間距為100 mm,滿足規(guī)范要求;
3)填充墻無明顯開裂或與框架脫開;主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件無明顯變形、傾斜或歪扭。所檢柱、梁構(gòu)件混凝土最低強(qiáng)度為25.0MPa,滿足規(guī)范要求。
由上部結(jié)構(gòu)未產(chǎn)生明顯的整體傾斜及地基不均勻沉降產(chǎn)生的裂縫,地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)安全性間接評定滿足要求。根據(jù)結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算及梁裂縫檢查結(jié)果,須對原框架上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理。
3框架結(jié)構(gòu)加固處理方案
由前面的分析計(jì)算可看出,在砼標(biāo)號粱為C25、柱為C30的情況下,框架柱除少數(shù)外配筋基本滿足要求,而Y向框架梁端負(fù)彎矩處配筋則普遍不足,并且與實(shí)際配筋相差較大。為了有效的解決這種問題,提出了以下的一些加固方案:
1)擴(kuò)大柱截面法,增加其側(cè)向剛度;
2)改變Y向梁受力特性,在梁中點(diǎn)處增加構(gòu)造柱;
3)增加Y向梁兩端截面,即采用粱端加翼緣法;
4)考慮到梁端負(fù)彎矩處配筋,較大可能是由于水平荷載作用框架側(cè)向剛度不足造成的,對其Y向采用增加剪力墻的方法。
建筑物在7度地震作用下的最大位移角及振動(dòng)周期見表6,二層Y向粱及底層柱X向配筋情況見表7、表8 ( 表中“-”為剪力墻布置處的梁柱配筋未寫出) 。
由表6至表8可看出,該房屋采用增加剪力墻法加固效果最明顯。增加剪力墻后,房層側(cè)向剛度得到極大的提高,樓層Y向最大位移角由原來的1/535降到l/1751,周期由原來的1.23降到0.67秒,同時(shí)顯著的降低了梁端負(fù)彎矩配筋及柱的配筋,較好地解決了梁、柱配筋不足的問題。
4結(jié)論
4.1在本次檢測鑒定中,改變了以往常用的先對結(jié)構(gòu)現(xiàn)場進(jìn)行檢測,再到結(jié)構(gòu)承載力分析計(jì)算,最后綜合分析得出鑒定結(jié)論的方法,而是采用了先對房屋結(jié)構(gòu)按設(shè)計(jì)及現(xiàn)場構(gòu)件情況進(jìn)行初步驗(yàn)算,再對結(jié)構(gòu)進(jìn)行有目的、有針對性的檢測,最后綜合分析得出鑒定結(jié)論,這樣做的優(yōu)點(diǎn)可以避免檢測的盲目性,減少對非主要構(gòu)件中,非薄弱環(huán)節(jié)的檢測時(shí)間。
4.2在對該建筑物的分析計(jì)算中可以看出,若沒有采取一些特別措施加強(qiáng)框架側(cè)向剛度,高寬比較大的扁型框架結(jié)構(gòu)在水平荷載(地震或風(fēng)載)的作用下,雖然它也是多層構(gòu)架,但它的一些結(jié)構(gòu)特性則表現(xiàn)為高層建筑的性質(zhì),框架梁端、柱配筋都較大,在檢測時(shí)需要特別注意這些地方,看它是否產(chǎn)生裂縫或變形、配筋是否滿足。
4.3從前面幾種加固方法分析比較可以看出,對這種扁型的框架結(jié)構(gòu)最為有效的加固方法是對其增加剪力墻,因?yàn)榧袅Σ粌H可以提高它的側(cè)向剛度,還可以較好的抵抗框架的水平剪力。
參考文獻(xiàn):
[1] G B50292-1999.民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].
[2] 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范.GB50009-2001.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2001.
[3] 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范.GB50007-2002.北京,中國建筑工業(yè)出版社,2002.
[4] 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范.GB50010-2002.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002.
[5] 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范.GB50011-2001.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2001.