某洗煤廠主廠房可靠性鑒定

郭 軍

1 概述

某洗煤廠主廠房于1985年設計，同期施工，建設周期歷時8年，直至1992年主體竣工，1994年6月才正式投產使用。其建筑主體為多層多跨不對稱框架結構，廠房東西向布置，長約110.0 m，寬14.0 m，21.0 m不等，總建筑面積約8000 m2。

框架結構基本柱距7.0 m，框柱截面大小不一，多以700 mm×700 mm，800 mm×800 mm，900 mm×900 mm為主，建筑整體設兩道變形縫分割(見圖1，圖2)。結構混凝土強度劃分如下:梁、板結構混凝土標號同為200號(C18);標高21.100 m以下柱混凝土為300號(C28);標高21.100 m以上柱混凝土為200號(C18)。

圖1 主廠房平面柱網布置示意圖

2 主廠房基本狀況

主廠房體型復雜，大部分生產設備直接安裝在廠房的各層梁板上，廠房結構承受的荷載巨大，設備振動明顯，工作狀態相鄰結構層位置振感顯著。大體狀況如下:

1)結構構件框架梁、柱、板由下至上逐層好轉，在結構層21.000標高以下構件表觀均較差，特別是 ±0.000，7.300標高層構件混凝土普遍存在開裂破損、鋼筋外露銹蝕等不良現象。

2)結構層21.000標高往上構件表觀質量相對好轉，除表觀存在輕微堿蝕、局部開裂破損外，未見明顯缺陷，但由于生產設備激增，設備振動加劇，導致結構整體略有欠缺，設備振動明顯，振感逐層加強。

圖2 主廠房立面結構布置示意圖

3 主廠房振動測試

根據現場結構普查定位，針對主要振動設備所在樓層位置，掌握其基本參數，布置拾震設備，進行振動測試。測試結論及建議:

1)樓板的豎向自振頻率為16.5 Hz，樓板的豎向振幅值在0.05 mm～0.85 mm范圍內;而動力設備的運行頻率為12.47 Hz～24.7 Hz，引起樓板的“拍振”和共振，影響了結構的正常使用。

2)結構水平方向(東西、南北)的固有頻率均為1.513 Hz，不在動力設備運行的頻率范圍內，故動力設備對結構的水平作用影響不大。

3)建議對樓板振動明顯的部位進行針對性加固處理。

4 主廠房混凝土強度測試

根據設計混凝土強度要求并結合施工工藝確定本次混凝土強度檢測批次，具體混凝土芯樣試驗結果如下:

1)標高21.00 m以下柱現齡期混凝土強度分布較離散，不滿足標準要求，應按單個構件混凝土構件評定。但從本次測試數據可見，現齡期混凝土強度較高，測試數據普遍超過20.0 MPa，但與原設計(C28)要求相比仍存在一定差距。

2)標高21.00 m以上柱現齡期混凝土強度推定區間為17.0 MPa～21.7 MPa間，現齡期21.00 m以上柱混凝土強度推定值為21.7 MPa，滿足原設計(C18)要求。

3)主廠房梁、板現齡期混凝土強度推定區間為19.2 MPa～24.1 MPa間，主廠房梁、板現齡期混凝土強度推定值為24.1 MPa，滿足原設計(C18)要求。

5 主廠房整體傾斜測量

對主廠房四周進行傾斜觀測，受周邊環境限制，本次測量不能盡觀全貌，僅對建筑個別角部及沉降縫位置進行測量，具體測量情況見圖3。

圖3 主廠房傾斜測量示意圖（單位：mm）

根據本次測量結果，依據GBJ 144-90工業廠房可靠性鑒定標準第4.3.6條相關規定知，建筑現狀傾斜量小于規范“多層廠房框架總體水平變形≤H/500”的規定，說明建筑現狀框架結構未出現傾斜變形情況，本次傾斜測量數值均在允許誤差范圍內。

6 結構計算分析

采用中國建筑科學研究院PKPM計算軟件，依據GB 50010-2002混凝土結構設計規范、GB 50011-2001建筑抗震設計規范(2008年版)相關規定，并結合本次現場檢測材料實際強度情況，對主廠房現狀結構進行建模驗算。

通過計算復核知:1)結構現狀⑨軸～?軸范圍一、二層框架柱軸壓比普遍超出規范0.8的要求。2)框架柱實際配箍率普遍小于計算配箍要求。3)25.600標高層①軸～⑤軸間鋼平臺鋼柱位置梁承載能力欠缺，結構斷面偏小。4)結構層振感明顯的位置構件承載基本滿足，但結構剛度明顯不足，自身頻率與設備頻率相近，引起樓板拍振和共振，對結構耐久不利。

7 主廠房抗震鑒定

主廠房主體結構具備一定的抗震能力，但結構抗震構造措施局部欠缺，在房屋計算復核和實際普查中多處暴露抗震不利狀況，如局部框架柱軸壓比超標、空間剛度變化明顯及混凝土構件破損嚴重等情況均對結構整體抗震造成不利影響，導致主廠房抗震能力下降，建議采取加固或其他相應措施。

8 主廠房可靠鑒定

主廠房現狀結構布置合理，傳力路線明確，但建筑外觀多有破損，特別是底部二層破損相對嚴重，加之部分(21.000 m標高以下)框架柱混凝土強度不滿足原設計要求，結構部分區域存在抗震構造缺陷，尤其是部分設備層振感明顯，均對主廠房的結構安全構成隱患。其中，結構混凝土破損，露筋等不良狀況，會直接影響到構件耐久性;而設備層振感明顯，長此以往，結構疲勞強度不足，將直接影響結構安全。

因此，綜合判定主廠房現狀可靠性等級為三級，即，可靠性不符合國家現行標準規范要求，影響正常使用，有些項目應采取措施，個別項目必須立即采取措施。

9 結論與建議

9.1 檢測結論

1)主廠房一層框架柱及頂板破損嚴重，結構配筋普遍外露，鋼筋銹蝕。

2)振動測試揭示:樓板的豎向自振頻率為16.5 Hz，樓板的豎向振幅值在0.05 mm～0.85 mm范圍內;而動力設備的運行頻率為12.47 Hz～24.7 Hz，引起樓板的“拍振”和共振，影響了結構的正常使用。結構水平方向(東西、南北)的固有頻率均為1.513 Hz，不在動力設備運行的頻率范圍內，故動力設備對結構的水平作用影響不大。

3)主廠房標高21.00 m以下柱現齡期混凝土強度分布較離散，不滿足原設計(C28)要求;標高21.00 m以上柱現齡期混凝土強度推定區間為17.0 MPa～21.7 MPa間，混凝土強度推定值為21.7 MPa;主廠房框架梁、板現齡期混凝土強度推定區間為19.2 MPa～24.1 MPa間，混凝土強度推定值為24.1 MPa。

4)結構主體不存在明顯的結構傾斜及變形的缺陷。

9.2 鑒定結論

1)主廠房主體結構局部存在抗震構造措施欠缺，如局部框架柱軸壓比超標、空間剛度變化明顯及混凝土構件破損嚴重等情況均對結構整體抗震造成不利影響，導致主廠房抗震能力下降，建議采取加固或其他相應措施。

2)主廠房現狀可靠性等級為三級，不符合國家現行標準規范要求，影響正常使用，有些項目應采取措施，個別項目必須立即采取措施。

9.3 建議

1)對主廠房一層、二層框架柱進行加固處理，另對結構單元中承載及剛度不足的區域進行局部加固處理。2)對樓板振動明顯的部位進行針對性加固處理。

[1]魏保敏.工業建筑結構設計體會[J].山西建筑，2011，37(14):33-34.