【摘要】上海市閔行區(qū)某公司生產(chǎn)車間,擬進行樓面功用改造。由于原始設(shè)計荷載條件不明,需對樓面允許荷載進行技術(shù)鑒定。本報告對結(jié)構(gòu)的傾斜、不均勻沉降、混凝土構(gòu)件強度、構(gòu)件尺寸與配筋等進行了復核測試,對結(jié)構(gòu)建立計算分析模型,推算樓面允許承載能力,為后續(xù)功能改造提供了有效支撐。
一、檢測概述
上海某公司生產(chǎn)車間,由3個結(jié)構(gòu)單體組成。其中的B區(qū)4-12軸、A-E軸區(qū)域,為獨立結(jié)構(gòu)單元,共2層,總建筑面積約3600㎡。目前擬對該區(qū)域二層樓面進行功能改造。由于原始設(shè)計荷載條件不明,擬委托進行檢測評估,以確定樓面可承載的重量。B區(qū)原設(shè)計日期為1995年6月。我廠房檢測站受業(yè)主委托,對上海某公司生產(chǎn)車間B區(qū)進行結(jié)構(gòu)承載能力檢測鑒定,以便為結(jié)構(gòu)加固設(shè)計及后續(xù)增加樓面設(shè)備等提供技術(shù)依據(jù)。
1、檢測鑒定的范圍
本次檢測鑒定的范圍為上海某公司生產(chǎn)車間房屋(4~12)/(A~E)軸線之間結(jié)構(gòu)(B區(qū))。
2、主要工作內(nèi)容
本次檢測鑒定主要工作內(nèi)容包括:
1)復核房屋建筑布置、結(jié)構(gòu)布置,復核構(gòu)件尺寸、結(jié)構(gòu)構(gòu)造;
2)對鑒定范圍內(nèi)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的完損進行檢查和檢測;
3)對混凝土抗壓強度、填充墻砂漿強度進行測試;
4)對房屋的差異沉降和傾斜量進行測試;
5)對房屋結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件進行內(nèi)力分析和驗算;
6)根據(jù)檢測和驗算結(jié)果,推定允許荷載情況;
7)提出檢測鑒定結(jié)論;
8)提出建議加固處理措施。
二、主要技術(shù)標準及依據(jù)
1、建設(shè)單位提供的資料
?。?)房屋原建筑設(shè)計圖紙
(2)房屋原結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙
2、國家有關(guān)規(guī)范及有關(guān)規(guī)程
三、房屋概況
房屋原設(shè)計作為生產(chǎn)車間使用。此次檢測前基本未改變使用用途。
四、現(xiàn)場檢測情況
現(xiàn)場完損檢測:經(jīng)現(xiàn)場檢查,該車間基本情況較好,結(jié)構(gòu)存在的損傷主要為房屋個別填充墻和框架梁柱交界處出現(xiàn)裂縫。房屋二層E/4~5間樓梯間框架梁出現(xiàn)裂縫。
結(jié)構(gòu)尺寸復核:現(xiàn)場實測結(jié)構(gòu)軸線尺寸與原結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙尺寸吻合較好。
結(jié)構(gòu)材料性能測試、混凝土強度及碳化測試:現(xiàn)場采取回彈法對混凝土構(gòu)件的混凝土強度進行了隨機抽查測試,具體操作過程按照《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T23-2011)進行。現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn),混凝土現(xiàn)狀良好,碳化深度較淺。綜合評定梁板柱混凝土強度為C25,可達到原設(shè)計強度。
砂漿強度測試:采用貫入法檢測填充墻中砌筑砂漿強度,操作過程按照《砌體工程現(xiàn)場檢測技術(shù)標準》(GB/T50315-2011)及《貫入法檢測砌筑砂漿抗壓強度技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T136-2001,J131-2001)。試驗結(jié)果可知填充墻砌筑砂漿強度推定為M5.0。
1、建筑物傾斜和差異沉降檢測
根據(jù)現(xiàn)場的實際情況,采用DSZ2水準儀對房屋屋面測試了平面高差(含施工誤差)。數(shù)據(jù)表明房屋最大水平傾斜率向北5.69‰,略超出《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007-2002)關(guān)于該高度范圍內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)相對傾斜率的限值(4‰)。
現(xiàn)場檢測時,根據(jù)房屋結(jié)構(gòu)特點和現(xiàn)場測試條件,采用經(jīng)緯儀測量了房屋外墻轉(zhuǎn)角處的水平偏差,從傾斜的測試結(jié)果可以看出,整體傾斜方向為西向和北向。其中房屋最大豎向相對傾斜率在房屋(1/A)/12轉(zhuǎn)角處,最大傾斜率為向北5.16‰。數(shù)據(jù)表明房屋豎向傾斜率略超出《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007-2002)關(guān)于該高度范圍內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)相對傾斜率的限值(4‰)。
五、結(jié)構(gòu)驗算分析
根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)圖紙,結(jié)合現(xiàn)場檢測資料,采用軟件對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)在現(xiàn)有使用狀態(tài)下進行建模計算分析,考慮地震作用。
5.1房屋使用荷載的調(diào)查與分析
為了對房屋結(jié)構(gòu)的安全性做出正確的評價,對房屋的使用荷載進行了調(diào)查分析,為房屋結(jié)構(gòu)性能的計算分析提供依據(jù)。荷載調(diào)查主要包括使用活荷載和樓面板結(jié)構(gòu)層厚度、建筑面層做法及其厚度等全面調(diào)查?;詈奢d的取值主要是根據(jù)委托方提供的改造方案按照國家標準《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001,2006年版)確定,樓(屋)面恒載的確定根據(jù)樓板設(shè)計厚度、建筑構(gòu)造做法確定,分隔墻荷載根據(jù)墻體材料、厚度、高度確定。
?。?)活荷載:根據(jù)后續(xù)使用要求,二層樓面活荷載取5.0kN/㎡。樓梯活荷載標準值取2.0kN/㎡,不上人屋面活荷載標準值為0.7kN/㎡。
(2)恒荷載:二層結(jié)構(gòu)樓板為現(xiàn)澆板,板厚100mm,根據(jù)建筑圖紙樓面裝修做法,并考慮板底吊頂,二層樓面恒荷載標準值近似取為3.5kN/㎡。屋面結(jié)構(gòu)樓板為現(xiàn)澆板,板厚80mm,考慮保溫層和防水層,恒荷載標準值均取為4.0kN/㎡。
(3)墻體荷載:原有外墻為MU10多孔磚,考慮雙面20mm厚抹灰的重量及外墻貼8mm厚的瓷面磚重量,取2.5KN/㎡。內(nèi)隔墻均為泡沫板,取0.85KN/㎡。
(4)風荷載:基本風壓為0.55kPa,地面粗糙程度為C類。
(5)梁柱荷載:梁柱構(gòu)件自重由軟件計算導荷,混凝土容重取25kN/m3。
5.2結(jié)構(gòu)計算條件
結(jié)構(gòu)計算按照二層框架結(jié)構(gòu),三級框架、7度抗震設(shè)防第1組(設(shè)計基本地震加速度值為0.10g,設(shè)計特征周期0.9s)、Ⅳ類場地情況、丙類建筑,不考慮地基液化的可能性,考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)作用進行計算。計算時,不考慮施工缺陷、鋼筋銹蝕等不利影響。
根據(jù)測試結(jié)果,房屋混凝土強度取C25。荷載取值按實際調(diào)查結(jié)果、建筑布置和現(xiàn)行國家規(guī)范取值。柱、墻及基礎(chǔ)計算時考慮活荷載折減。
結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力驗算分析結(jié)果
(1)地基及基礎(chǔ)
本次鑒定對象基礎(chǔ)已經(jīng)過十多年的使用,其地基承載力有所提高。現(xiàn)場對房屋平面差異沉降和傾斜進行測量發(fā)現(xiàn),房屋整體不均勻沉降和傾斜超過規(guī)范限值較少,可以觀察使用。地基基礎(chǔ)可評定為無嚴重靜載缺陷。
?。?)框架柱、框架梁
經(jīng)計算,現(xiàn)有結(jié)構(gòu)混凝土框架梁承載力基本可以滿足要求。
?。?)樓板
經(jīng)計算二層樓板局部(A軸~1/A軸的2.5米寬度范圍)承載力不滿足5.0kN/㎡的使用要求,其余區(qū)域樓板承載力滿足5kN/㎡的要求。
結(jié)構(gòu)抗震變形驗算分析結(jié)果:框架結(jié)構(gòu)在多遇地震作用下縱橫向彈性位移不滿足彈性變形要求。結(jié)構(gòu)第1振型為平動。
六、檢測鑒定結(jié)論
根據(jù)廠房檢測站檢測工程師現(xiàn)場結(jié)構(gòu)檢測,進行結(jié)構(gòu)計算分析后,對上海某公司B區(qū)生產(chǎn)車間房屋提出如下鑒定結(jié)論:
1、房屋的整體現(xiàn)狀良好,無嚴重結(jié)構(gòu)性損傷,僅存在局部的損傷,如填充墻體與框架脫開,混凝土梁收縮裂縫,局部墻面滲水。
2、房屋實測整體向北沉降較大,北向的水平和豎向傾斜率均超出規(guī)范限制4‰。在進行改造及日后的使用過程中,應(yīng)加強房屋的沉降觀測,觀察房屋沉降是否有繼續(xù)發(fā)展的趨勢,并根據(jù)發(fā)展的程度決定是否需要采取相應(yīng)措施。
3、采用回彈法評定房屋混凝土框架柱、梁、板強度為C25,滿足原設(shè)計要求;填充墻砌筑砂漿抗壓強度為M5.0。
4、經(jīng)計算,按照5.0kN/㎡使用活荷載考慮,房屋框架柱、梁承載力滿足要求。二層樓板局部承載力不滿足5.0KN/㎡的使用要求。
5、經(jīng)計算,房屋在多遇地震作用下一層縱橫向彈性位移不滿足彈性變形要求。
七、建議加固措施
1、改善外墻及屋面保溫隔熱和防水措施。
2、填充墻與框架脫開處增設(shè)與框架的拉結(jié)。若改造時有新增墻體,應(yīng)加強與原有結(jié)構(gòu)的拉結(jié),盡量采用輕質(zhì)材料。
3、對不滿足承載力要求的二層樓板,可采取板底粘貼碳纖維或者粘鋼的方式加固?;?qū)υ搮^(qū)域控制使用荷載。
4、裂縫處理時寬度小于0.3mm的采用多功能聚合物砂漿進行封閉即可,裂縫大于0.3mm的采用灌環(huán)氧樹脂漿,灌縫前需將混凝土表面清理干凈。
5、后續(xù)使用中加強沉降觀測。根據(jù)不均勻沉降發(fā)展的程度決定是否需要采取相應(yīng)措施。施工監(jiān)測報警值建議:任一測點的豎向沉降速率達到2mm/天(連續(xù)兩天),累積沉降值達到30mm,或傾斜率增量達到2‰,或墻體裂縫擴展寬度增量1mm或新增裂縫寬度達1mm。施工完畢后可繼續(xù)進行觀測,平均沉降速率小于0.04mm/天則視為穩(wěn)定。