建筑工程结构检测与安全性鉴定研究论文_郝龙波

建筑工程结构检测与安全性鉴定研究论文_郝龙波

郝龙波

河南诚勇建筑工程有限公司 河南安阳 456550

摘要:建筑物在使用过程中不可避免会受到各种因素的影响使其工程结构发生改变。为了能够确保建筑物的安全使用,应定期对其工程结构进行检测获取相关数据,并对其进行安全性鉴定分析,以确定建筑物的实际使用状态水平。

关键词:建筑物;工程结构检测;安全性鉴定

引言

对民用建筑物的工程结构进行定期检测是保障安全使用的前提,根据相关检测数据并利用T-02C经纬仪、钢直尺、博远BY-HTS225B/A数字回弹仪等获取相关数据并结合相关规程对其安全性进行鉴定从而获取建筑物的安全状态。

1建筑物工程结构检测

1.1现场结构检测情况

采用ET-02C经纬仪、钢直尺对建筑物竖向构件进行垂直度观测,因场地所限仅对建筑物首层柱进行垂直度观测,由倾斜观测结果得知,该建筑物测量点A×15、A×3、15×D、13×D、F×13计算高度的倾斜量符合《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50292-2015中Au或Bu级要求。

同时,现场对该建筑物部分柱截面尺寸、部分梁截面尺寸、混凝土板厚度、混凝土柱、梁板抗压强度进行检测。其中柱共抽检20个构件,其受检柱混凝土强度修正值最大值为22.4MPa,最小值为12.8MPa。混凝土梁抗压强度修正值最大值为21.8MPa,最小值为12.1MPa。

1.2建筑物现场勘查结果

根据委托方提供的信息,该建筑物地基基础为天然地基基础,但委托方未提供施工过程的质量保证资料,实际施工质量不详。建筑物部分柱爆筋、钢筋锈蚀严重,部分梁出现裂缝,部分楼板出现裂缝渗漏现象等质量缺陷。

2安全性鉴定分析

一是地基基础子单元:根据该建筑物的基础类型和建筑位移观测结果,结合现场勘查情况,建筑位移观测结果换算为建筑物地基变形允许值,换算值符合《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011之5.3.4的规定;建筑物整体存在向西北侧倾斜及整体沉降现象,特别是东侧楼梯间部位地面破损明显,室外地埕及室内地埕均出现裂缝。依照《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50292-2015规定,该建筑物地基基础安全性等级评定为Cu级。

二是上部承重结构子单元:(1)是上部结构构件的安全性等级评定:该建筑物主要上部承重結构构件为柱、梁、板,根据现场检测结果,该建筑物框架柱的混凝土抗压强度批量推定值为15.3MPa,梁板的混凝土抗压强度批量推定值为13.9MPa,根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010(2015版)之4.1.2中要求,钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20。由于C15混凝土的轴心抗压强度与C20砼的轴心抗压强度之比远小于0.9,且考虑到砼强度是影响构件承载力的主要因素之一,由此可普遍认为该建筑物的柱、梁、板构件的承载能力R/(γ0S)<0.9,根据《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50292-2015中5.2.2规定,建筑物混凝土结构构件安全性等级为du级。结合勘查结果,该建筑物部分柱出现爆筋、钢筋锈蚀现象,部分梁受潮严重,天面板多处出现裂缝及渗漏现象。依据《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50292-2015的规定,该建筑物所有混凝土梁、柱、板类承重构件的安全性等级综合评定为Du级。上部结构构件安全性等级评定为Du级。(2)结构的整体牢固性等级评定:一是结构布置及构造:结构布置能形成完整的结构体系,但该建筑物1-3×A-M轴结构单体、4-13×M-P轴结构单体及13-15×A-M轴结构单体均为单跨结构,不符合国家现行抗震规范要求。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆二是支撑系统构造或其它抗侧力系统的改造:该建筑物支撑系统为柱、梁和板,建筑物能形成完整的支撑系统,但个别构件出现爆筋、钢筋锈蚀现象,结构构件强度低,不利于传递各种侧向作用。三是结构、构件间的联系:结构间的联系设计基本符合现行规范要求,但四层M轴、12轴原为走廊栏板,现改为围护墙体,增加该部位荷载,不利于整体承载。结构的整体牢固性等级评定为Cu级。(3)结构不适于承载的侧向位移等级的评定:结合倾斜观测结果和现场实际情况,该建筑物测量点计算高度的倾斜量符合《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50292-2015中Bu级的要求。结构不适于承载的侧向位移等级的评定为Bu级。结合子单元安全性鉴定结果,该建筑物上部承重结构安全性等级评定为Du级。

三是围护系统子单元:建筑物围护系统外墙出现渗漏,墙体饰面砖大面积空鼓,天面飘板出现裂缝、渗漏,局部出现爆筋现象;走廊栏板低于现行规范安全防护要求。该建筑物围护系统安全性等级评定为Cu级。

3结构鉴定

本次工程鉴定的结构复核验算采用中国建筑科学研究院开发的PKPM2010版(原设计采用PKPM2010版)建筑结构通用计算软件。通过初步计算分析,并与原设计、检测结果比对,发现存在以下问题:(1)极个别楼层位移比超过规范允许值;(2)部分连梁剪压比超限、实配箍筋面积不满足验算配筋面积;(3)剪力墙部分L型边缘构件纵向钢筋实配面积不满足验算配筋面积。通过深入理解规范标准、合理控制计算参数、正确判断与分析验算结果,经复算之后解决了初步验算时出现的问题。本文列举本次检测鉴定工作中结构复核验算的相关处理建议。

3.1计算参数

通过初步验算,即使将连梁刚度折减到GB50011—2010《建筑抗震设计规范》的最低要求,与原设计结果比对,部分连梁仍存在端部截面剪压比超限、实配箍筋面积不足等问题。针对这种情况,采取将连梁按梁系单元来建模,并在模型的特殊构件栏中定义为两端铰接构件。通过对连梁的特殊定义后再次复算,连梁截面剪压比均能满足规范要求,实配箍筋均能满足验算所需的箍筋面积,甚至个别连梁的箍筋实配面积与验算相比冗余量较大。

3.2验算结果

3.2.1上部结构整体指标位移比

该工程通过验算,发现上部结构首层X方向的楼层弹性位移比在考虑偶然偏心时为1.54,超过了GB50011—2010《建筑抗震设计规范》允许的最大值1.5。然而该工程位移比超限楼层对应的弹性层间位移角为1/2580,根据GB50011—2010《建筑抗震设计规范》当层间位移远小于其限值时,相应楼层位移比可适当放宽的规定,同时参考JGJ3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》,当楼层位移角不大于其限值的40%时,相应楼层的位移比限值可放宽至1.6。经计算,弹性层间位移角1/2580小于规范限值1/1000的40%(1/2500),所以本工程的整体性指标楼层弹性位移比是满足规范要求的。

3.2.2剪力墙边缘构件。该工程通过验算,发现剪力墙的部分L型边缘构件纵向钢筋的实配面积不满足验算配筋面积的要求,甚至个别构件差别很大。针对这种情况,可以考虑采用组合墙复核验算。通过对剪力墙边缘构件的进一步复算,其实配纵向钢筋均能满足验算要求。这也充分体现了传统剪力墙与考虑组合墙作用后边缘构件计算配筋的差别。其他类同。程序在计算剪力墙端部纵筋时,采用先将各种形状的剪力墙分解为多个直线墙段,然后对各直线墙段按单向偏心受力构件计算配筋,输出直线墙段单个端部暗柱的计算配筋,转角墙L型边缘构件的配筋是取2个直线墙段端部暗柱的配筋之和。而JGJ149—2006《混凝土异形柱结构技术规程》,按组合墙考虑的配筋计算基于平截面假定,按照双偏压原则进行。所以,转角墙L型边缘构件的配筋分段计算之后再相加一般比直接计算的要大,从而使边缘构件的配筋较为保守。

4结论与建议

通过对某住宅楼实体工程的检测鉴定,提出以下几点建议,供广大从事检测鉴定工作的同行参考与商榷:1)为满足后期结构鉴定工作的需要和保证鉴定结果的准确,前期结构检测对混凝土抗压强度标准值的确定应采用检验批混凝土抗压强度推定值,不建议按抽检构件的单构件混凝土抗压强度推定值给出;2)针对龄期超过1000d既有工程的混凝土抗压强度回弹检测,老龄混凝土回弹值龄期修正的规定弥补了回弹法检测混凝土抗压强度技术规程的空白;3)结构鉴定复核验算时,要深入理解规范标准,根据具体工程的需要合理控制计算参数,正确判断与分析验算结果,进而才能给出合理正确的鉴定结论。

参考文献

[1]宋卫中,宋卫杰。建筑工程结构的安全性与耐久性的探讨[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2015(06).

[2]高小旺, 王伟, 高炜, et al. 既有建筑安全与抗震性能检测鉴定的若干问题[J]. 建筑结构, 2017(S1):248-251.

论文作者:郝龙波

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年13期

论文发表时间:2019/10/9

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