左恩勝

1 工程概況

上海市某幢三層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋建于1921年,1998年該房屋的二層改作停車庫(kù)使用,2005年發(fā)現(xiàn)二層樓板有開裂受損情況,為確保該房屋的結(jié)構(gòu)安全和正常使用,對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全性鑒定。其后該房屋的底層、二層局部作停車場(chǎng)使用,其余部分裝修后作辦公室使用。2008年對(duì)底層部分柱和二層局部樓面進(jìn)行了結(jié)構(gòu)加固。

2 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查檢測(cè)情況

2.1 房屋概況

該房屋東西長(zhǎng)約46.0 m,南北寬約28.5 m,房屋頂標(biāo)高為13.41 m。房屋主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸如下:

底層柱:550 mm×550 mm,450 mm×450 mm;

二層柱:550 mm×550 mm,450 mm×450 mm;

三層柱:550 mm×550 mm,450 mm×450 mm～250 mm×250 mm;

二層框架梁:縱向305 mm×584 mm,橫向279 mm×533 mm;

二層連系梁:279 mm×533 mm;

二層現(xiàn)澆板厚:133 mm。

2.2 房屋開裂損壞調(diào)查

調(diào)查到的開裂損壞情況如下:

1)房屋北側(cè)第一跨與后建披屋間拉開。

2)二層車庫(kù)樓板面多處有裂縫,部分裂縫發(fā)生在梁板交接處(板支座),部分裂縫呈無規(guī)則狀。

3)外部的車道與房屋之間有明顯的拉裂現(xiàn)象。

4)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)由房屋地基基礎(chǔ)引起的任何損壞。

2.3 鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度

鉆芯法檢測(cè)混凝土質(zhì)量和強(qiáng)度具有直觀、可靠和精度高的特點(diǎn),但對(duì)混凝土有一定損傷,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,在底層柱上鉆取了1個(gè)芯樣,二層樓板鉆取了3個(gè)芯樣,底層柱的芯樣在鉆取過程中已破碎,無法成型。鉆芯法檢測(cè)結(jié)果表明:二層樓板芯樣混凝土抗壓強(qiáng)度換算值為21.1 MPa;底層柱的混凝土質(zhì)量差。

2.4 樓板厚度檢測(cè)

采用取芯法直接檢測(cè)二層樓板厚度,樓板厚度為133 mm。其上有較厚的素混凝土后澆面層,面層厚薄不等,從南向北由80 mm減薄到55 mm,所以二層車庫(kù)樓面標(biāo)高呈南高北低狀。

2.5 構(gòu)件中鋼筋配置情況檢測(cè)

采用瑞士PROFORMETER 5鋼筋探測(cè)儀和開鑿方法對(duì)該房屋部分構(gòu)件的鋼筋直徑、數(shù)量和布置情況進(jìn)行了抽檢。結(jié)構(gòu)受力鋼筋為方竹節(jié)鋼,相當(dāng)于Ⅰ級(jí)鋼筋,設(shè)計(jì)強(qiáng)度為215 N/mm2。

2.6 混凝土碳化深度測(cè)定

采用酚酞酒精溶液測(cè)試混凝土的碳化情況,結(jié)果表明,目前混凝土的碳化深度超過6 mm。

3 房屋結(jié)構(gòu)安全性分析

3.1 抗震設(shè)防及荷載取值

該房屋為7度抗震設(shè)防,結(jié)構(gòu)驗(yàn)算荷載取值及材料強(qiáng)度取值情況如下:

屋面活荷載取值為0.5 kN/m2。

二層車庫(kù)活荷載取4 kN/m2,其余各層使用荷載按荷載規(guī)范取值。

基本風(fēng)壓:0.55 kN/m2,B類地面粗糙度。

雪荷載:0.2 kN/m2。

混凝土強(qiáng)度等級(jí):梁、板為C20;柱為C15。

結(jié)構(gòu)受力鋼筋為方竹節(jié)鋼,相當(dāng)于Ⅰ級(jí)鋼筋,設(shè)計(jì)強(qiáng)度為215 N/mm2。

3.2 驗(yàn)算結(jié)果及處理

1)工況一:二層作車庫(kù)使用,其余不變。

三層柱截面尺寸太小,其構(gòu)造不滿足規(guī)范要求;房屋結(jié)構(gòu)構(gòu)件強(qiáng)度不滿足規(guī)范要求,應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固。

2)工況二:二層改作辦公用房,其余不變。

三層柱截面尺寸太小,其構(gòu)造不滿足規(guī)范要求。但是考慮到房屋已使用80多年的實(shí)際情況,在二層改作辦公用房,其余部位保持現(xiàn)狀情況下,該房屋可觀察使用,暫不作加固。如發(fā)現(xiàn)房屋有異常情況時(shí),應(yīng)采取加固措施。

4 房屋結(jié)構(gòu)鑒定結(jié)論

1)在過去80多年的使用中,房屋存在一些人為和自然的損壞。

2)房屋有些裂縫是歷次改建時(shí),不同時(shí)期的構(gòu)件變形不協(xié)調(diào)所致。有些裂縫是由于汽車荷重作用所致,如:二層樓面素混凝土面層開裂;外車道與房屋之間拉開等。

3)二層作車庫(kù)使用,其結(jié)構(gòu)安全性不能滿足規(guī)范要求,應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固。

4)二層改作辦公用房(活荷載控制在2.0 kN/m2),可考慮觀察使用。

5)二層可作車庫(kù)或辦公用房,三層柱截面尺寸太小,其構(gòu)造不滿足規(guī)范要求,應(yīng)作加固處理。

6)高陽(yáng)商務(wù)中心一號(hào)樓后部經(jīng)上述加固處理后,房屋結(jié)構(gòu)是安全的。

5 結(jié)構(gòu)加固方案

加固部位主要是二層?軸～?軸之間的樓板以及其下部的框架柱。需要加固范圍內(nèi)的柱,由于受到已裝修部分的影響,部分柱無法加固,可以加固的柱根據(jù)周邊條件的不同分為四類,具體見圖1。GZ1,GZ2采用外粘型鋼法進(jìn)行加固;GZ3,GZ4采用增大截面法進(jìn)行加固。柱截面加固詳圖見圖2。

樓板加固:將后澆筑的素混凝土層全部鑿掉,重新澆筑70 mm厚的鋼筋混凝土層,新澆板的通長(zhǎng)配筋為單層雙向Φ 10@150,在車道范圍內(nèi)的板,沿車道縱向在Φ 10@150的基礎(chǔ)上再配置Φ 8@150的鋼筋。為了增加結(jié)構(gòu)的整體性,對(duì)板柱節(jié)點(diǎn)部分進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng),具體做法見圖3。

6 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)有建筑物若改變用途,應(yīng)該進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定,根據(jù)鑒定的結(jié)果對(duì)建筑物進(jìn)行加固,以確保結(jié)構(gòu)的安全使用。加固設(shè)計(jì)應(yīng)主要考慮建筑物的使用要求和可能的加固施工條件。

[1]GB 50367-2006,混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]余 瓊,李思明.柱加大截面與粘鋼法加固框架節(jié)點(diǎn)的比較分析[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào),2003,31(10):8-12.

[3]呂西林.建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)[M].北京:科學(xué)出版社,2001.

[4]阮金奎.常見建筑結(jié)構(gòu)加固方法選擇與優(yōu)缺點(diǎn)[J].山西建筑,2008,34(10):73-74.