葉峰
(廣州市建設(shè)科技中心,廣東廣州 510300)
該建筑建于1985 年,分別為兩幢鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)五層倉庫樓,兩棟房屋在二到五層間設(shè)置連廊相連,朝向坐南向北,兩幢房屋平面形狀均呈矩形,結(jié)構(gòu)平面布置大致相同,其總建筑面積約14850m2,建筑總高度約為27.5m,首~五層層高均為5.5m。
圖1 房屋標準層平面
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙齊全,基礎(chǔ)型式采用天然地基淺基礎(chǔ)。混凝土強度標號首、二層柱為300#,第三層柱為250#,其余構(gòu)件均為 200#;鋼筋采用Ⅰ級(Rg=2400kg/cm2)、Ⅱ級(Rg=3400kg/cm2);設(shè)計樓面活荷載為15kN/m2。
根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》[1],建筑場地位于密實、均勻的中硬土,為有利地段。按照《建筑變形測量規(guī)范》[2]的規(guī)定,經(jīng)采用“GTS-311S”型電子全站儀檢測,整體傾斜觀測結(jié)果偏差最大值為22mm,測高26.32m,偏差率為0.07%,房屋沒有發(fā)現(xiàn)因地基不均勻沉降而導(dǎo)致超過《工業(yè)建筑可靠性鑒定標準》[3]及《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》[4]所規(guī)定的裂縫寬度、傾斜、滑移痕跡及其他異常情況,該建筑地基基礎(chǔ)正常工作。
鋼筋混凝土柱、梁及板均未發(fā)現(xiàn)有變形、開裂等損壞現(xiàn)象,局部墻體抹灰飾面酥松、脫落,無明顯靜力狀態(tài)缺陷。
(1)截面尺寸檢測柱構(gòu)件主要為500mm×800mm、500mm×500mm,大跨度主梁為 350mm×1000mm、300mm×1000mm。
(2)鋼筋配置檢測根據(jù)《混凝土中鋼筋檢測技術(shù)規(guī)程》[5],采用“ZBL-R620”型混凝土鋼筋探測儀對該房屋柱、梁及板構(gòu)件進行檢測,該房屋的柱、梁縱筋配置與圖紙相符,但箍筋間距及板底筋間距大于設(shè)計值。
(3)構(gòu)件強度檢測及結(jié)果分析根據(jù)《鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》[6],抽檢的各層柱、梁混凝土強度值離散性較大,部分柱、梁混凝土強度略低于《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》[7]最低標準C20的要求,驗算時各層構(gòu)件的強度取值如下:①柱:四號倉首~三層取C20、四~五層取C18;五號倉首層取C15、二層取C18、三層取C20、四~五層取C18;②梁:四號倉全部取C18;五號倉二~三層取C18、四~五層取C15、屋面層取C18;③各層樓板:全部取C18。
(1)根據(jù)實際現(xiàn)場的檢測數(shù)據(jù),采用PKPM(2010 版)結(jié)構(gòu)軟件鑒定加固模塊(89 版抗震設(shè)計規(guī)范)進行計算復(fù)核。
場地類別為有問題類場地,建筑物按Ⅶ度三級抗震設(shè)防,設(shè)計地震分組第一組,設(shè)計基本地震加速度為0.10g,基本風(fēng)壓值ω0=0.50kN/m2,倉庫樓面活荷載取原設(shè)計值15kN/m2,樓梯間取3.5kN/m2,不上人屋面取0.5kN/m2。鋼筋強度取值:Ⅱ級鋼筋取設(shè)計值340N/mm2,Ⅰ級鋼筋取240N/mm2,如圖2、圖 3 所示。
圖2 結(jié)構(gòu)驗算模型
圖3 軸壓比驗算結(jié)果
(2)第一級抗震鑒定(結(jié)構(gòu)布置與構(gòu)造鑒定)
按照《建筑抗震鑒定標準》[8],該房屋建筑年代為1985 年,后續(xù)使用年限不宜少于40 年,根據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防分類標準》[9],倉庫屬于標準設(shè)防類(丙類)建筑,廣州抗震設(shè)防烈度為Ⅶ度,抗震措施按本地區(qū)設(shè)防烈度考慮。
房屋總高度、受力體系、構(gòu)件截面、柱縱筋最小配筋率、柱端箍筋均符合鑒定標準要求,填充墻與框架柱間的拉筋基本符合鑒定標準要求,柱、梁構(gòu)件強度部分低于C20、不符合鑒定標準要求,柱軸壓比部分大于0.9、不符合鑒定標準要求。
(3)結(jié)構(gòu)驗算結(jié)果
部分柱縱筋承載力不滿足規(guī)范要求,且柱因混凝土強度偏低,出現(xiàn)超筋現(xiàn)象。大部分框架梁底縱筋承載力不滿足規(guī)范要求。
部分框架梁梁端支座抗剪扭截面不足、出現(xiàn)超筋現(xiàn)象,不滿足規(guī)范要求。
取有代表性的第三層 9~10×F~G 軸(70mm 厚)進行了承載力驗算:其中參數(shù)按實際板厚、混凝土強度等級按設(shè)計強度C18、板配筋按實測配筋量,樓面使用活荷載取15kN/m2,樓面附加恒載按40mm 厚水泥砂漿面層+15mm 厚紙筋抹灰層考慮。計算結(jié)果表明該樓板承載力仍能滿足規(guī)范要求。
(4)變形驗算
水平地震作用下各層的最大彈性層間位移角為838/1~2158/1 區(qū)間,均滿足規(guī)范1/450 的要求,該結(jié)構(gòu)的整體抗側(cè)力剛度滿足規(guī)范要求。
該房屋的框架梁端未設(shè)箍筋加密區(qū);部分梁、柱混凝土強度低于C20;部分梁、柱抗震承載力不滿足規(guī)范要求,即房屋的綜合抗震性能不滿足國家Ⅶ度標準設(shè)防類(丙類)建筑的抗震設(shè)防要求,應(yīng)對房屋的梁、柱作綜合抗震加固處理。
依照《工業(yè)建筑可靠性鑒定標準》的要求,該房屋的安全性等級評定為C 級,正常使用性等級評定為A 級,可靠性等級評定為三級,即可靠性不符合國家標準規(guī)范的要求,在目標使用年限(40 年)內(nèi)明顯影響整體正常使用,應(yīng)對承載力不滿足要求的梁、柱構(gòu)件采取加固措施。
(1)若按原設(shè)計樓面活荷載15kN/m2的使用狀況下,對承載能力不滿足要求的框架柱、梁采用包鋼法加固處理,對配筋超限的混凝土柱、混凝土梁采取增大截面法加固處理。
(2)若不采取上述大面積的加固措施:
①使用單位應(yīng)將倉庫樓面活荷載控制在4kN/m2以內(nèi),并對承載力尚不滿足要求的首層 6×G、9×D、5×C、6×C、10×C、6×B、第二層 6×B、第三層 7×G 柱,軸壓比大于 1.05 的首層 6×G、5×C、6×C、9×C、10×C、6×B、10×B 采取包鋼法或增大截面法加固;②框架梁端采取包鋼法加固;③應(yīng)對抽檢混凝土強度低于C15 的梁、柱進行采取包鋼法加固處理。
國家的繁榮富強,基建設(shè)施日新月異,國家標準關(guān)于房屋建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范更新迭代,對建筑物結(jié)構(gòu)的安全儲備要求也逐步提高。從筆者參與接觸大量的可靠性鑒定閱歷來看,舊建筑物在經(jīng)歷較長使用年限后,需涉及繼續(xù)服役或改造使用,鑒定工作可以較全面發(fā)現(xiàn)建筑物結(jié)構(gòu)內(nèi)部、外部安全或使用缺陷以及安全儲備等是否滿足現(xiàn)行規(guī)范要求,并為建筑物可否繼續(xù)安全服役或加固改造提供準確的技術(shù)數(shù)據(jù)。由此可見,該類建筑物的可靠性及抗震性鑒定是很有必要的。