某廠房結(jié)構(gòu)抗震鑒定及加固處理

曾 小 勇

(福建省建筑科學(xué)研究院，福建 福州 350025)

0 引言

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工業(yè)技術(shù)的不斷革新，對(duì)廠房的承載及抗震能力提出了更高要求。目前很多舊廠房不能滿(mǎn)足現(xiàn)在的生產(chǎn)需要，為節(jié)約資源及成本，建筑物的改造和加固越來(lái)越多的受到關(guān)注和重視，本文結(jié)合工程實(shí)例，談?wù)剬?duì)廠房進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震鑒定及給出相應(yīng)的加固處理方案。

1 工程概況

安溪縣某廠房為4層框架結(jié)構(gòu)房屋，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓屋面板，采用樁基礎(chǔ)，建于2011年。該樓3層總長(zhǎng)約為72 m，總寬約為36 m，建筑面積約為2 500 m2。該樓3層活荷載設(shè)計(jì)值為5.0 kN/m2，現(xiàn)需改變3層使用功能，活荷載取值為7.4 kN/m2。為了解改變使用功能后3層樓板安全性及抗震性能，現(xiàn)對(duì)該樓3層樓板進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全性鑒定。

該樓3層結(jié)構(gòu)平面布置圖見(jiàn)圖1。

2 現(xiàn)場(chǎng)檢查、檢測(cè)

2.1 混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)采用回彈法檢測(cè)該樓3層梁構(gòu)件混凝土抗壓強(qiáng)度[6]。所檢3層梁檢測(cè)批構(gòu)件現(xiàn)齡期混凝土抗壓強(qiáng)度具有95%保證率[2]的標(biāo)準(zhǔn)值的推定區(qū)間上限值為23.1 MPa，略低于設(shè)計(jì)C25強(qiáng)度等級(jí)要求。

2.2 鋼筋掃描

現(xiàn)場(chǎng)抽取部分3層梁構(gòu)件采用鋼卷尺量測(cè)其截面尺寸，并采用磁感墻體探測(cè)儀掃描構(gòu)件鋼筋分布。現(xiàn)場(chǎng)所檢梁構(gòu)件截面尺寸、梁底第一排縱筋根數(shù)均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)及驗(yàn)收規(guī)范要求，箍筋間距基本滿(mǎn)足設(shè)計(jì)及驗(yàn)收規(guī)范要求。

現(xiàn)場(chǎng)抽取部分3層板構(gòu)件，并采用磁感墻體探測(cè)儀掃描構(gòu)件鋼筋分布。所檢3層板板底短跨方向的鋼筋實(shí)測(cè)平均間距略大于設(shè)計(jì)間距。

2.3 樓板厚度檢測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)采用非金屬板厚度測(cè)試儀檢測(cè)該樓3層樓板厚度，所檢3塊樓板構(gòu)件的樓板厚度均大于設(shè)計(jì)值，超出《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》[4]的允許正偏差。

2.4 裂縫現(xiàn)狀檢測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)3層樓板構(gòu)件進(jìn)行裂縫檢查，未發(fā)現(xiàn)肉眼可見(jiàn)明顯裂縫。

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)3層梁構(gòu)件進(jìn)行裂縫檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 梁構(gòu)件裂縫分布示意圖

所檢梁構(gòu)件裂縫主要表現(xiàn)為梁側(cè)結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生豎向及斜向裂縫；所檢最大裂縫寬度為0.29 mm，接近《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》表6.2.5主要混凝土構(gòu)件不適于承載的裂縫寬度限值(0.3 mm)，所檢3L-(8)-(C-D)，3L-(4)-(A-B)軸梁構(gòu)件支座處出現(xiàn)斜裂縫，不符合《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》[1]6.2.5條規(guī)定的要求。

3 結(jié)構(gòu)承載能力分析

3.1 承載力計(jì)算參數(shù)

采用中國(guó)建筑科學(xué)研究院編制的PKPM系列軟件對(duì)該樓3層梁、板構(gòu)件承載力驗(yàn)算，計(jì)算時(shí)，抗震設(shè)防烈度取為7度(0.10g)，地震分組為第三組[5]；場(chǎng)地類(lèi)別按設(shè)計(jì)取為Ⅲ類(lèi)；框架抗震等級(jí)為三級(jí)；基本風(fēng)壓取為0.65 kN/m2；地面粗糙度類(lèi)別取為B類(lèi)；風(fēng)載體型系數(shù)取1.3；在豎向荷載的作用下，鋼筋混凝土框架梁考慮混凝土的塑性變形內(nèi)力重分布，適當(dāng)減少支座負(fù)彎矩，梁端彎矩調(diào)幅系數(shù)取為0.85；樓屋面恒荷載板厚按設(shè)計(jì)取值，二次裝修的樓面恒荷載按設(shè)計(jì)取1.2 kN/m2，活荷載按設(shè)計(jì)取為7.4 kN/m2；混凝土抗壓強(qiáng)度按現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢測(cè)結(jié)果取值；其余計(jì)算參數(shù)均按規(guī)范要求進(jìn)行取值。

構(gòu)件承載能力按式Z=R/γ0S進(jìn)行計(jì)算，其中，R為結(jié)構(gòu)抗力；S為荷載作用效應(yīng)；γ0為結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，按國(guó)家現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范取1。

3.2 3層梁板構(gòu)件承載能力分析

根據(jù)結(jié)構(gòu)電算結(jié)果與梁、板構(gòu)件的鋼筋實(shí)際檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果表明：該樓層梁構(gòu)件支座負(fù)筋及梁底縱筋承載能力基本不滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)安全性要求；該樓3層板構(gòu)件板底短跨方向承載能力不滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)安全性要求。

4 加固處理

根據(jù)以上鑒定結(jié)果及《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》[5]，充分考慮現(xiàn)有結(jié)構(gòu)實(shí)際情況以及加固后結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，按以下方案進(jìn)行加固處理。

4.1 框架梁

除四周邊梁及個(gè)別梯間梁外，框架梁采用梁底外粘型鋼、梁面粘貼鋼板加固，梁底兩側(cè)通長(zhǎng)粘貼規(guī)格為90 mm×8 mm(邊長(zhǎng)×厚度)的角鋼，梁面負(fù)彎矩區(qū)粘貼規(guī)格為200 mm×5 mm(寬度×厚度)的鋼板，沿梁軸線(xiàn)方向粘貼規(guī)格為50 mm×5 mm(寬度×厚度)的U形鋼板箍，加固大樣圖見(jiàn)圖2～圖4。

4.2 次梁

除個(gè)別梯間梁外，次梁采用梁底、梁面粘貼鋼板加固，梁底通長(zhǎng)、梁面負(fù)彎矩區(qū)粘貼規(guī)格為200 mm×5 mm(寬度×厚度)的鋼板，梁底鋼板端部及中間部位沿梁軸線(xiàn)方向粘貼規(guī)格為200 mm×4 mm(寬度×厚度)的U形鋼板箍進(jìn)行錨固，加固大樣圖見(jiàn)圖5，圖6。

4.3 樓板

除梯間板外，樓板沿短跨方向的板底通長(zhǎng)、板面支座負(fù)彎矩區(qū)采用粘貼碳纖維布加固，板面短跨方向支座負(fù)彎矩區(qū)粘貼規(guī)格為100 mm×0.167 mm(寬度×厚度)、間距為350 mm的碳纖維布、板底短跨方向粘貼規(guī)格為100 mm×0.167 mm(寬度×厚度)、間距為400 mm的碳纖維布，加固大樣圖如圖7～圖9所示。

5 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)以上檢測(cè)、鑒定結(jié)果，該廠房3層梁、板加固后現(xiàn)狀可滿(mǎn)足樓面使用活荷載7.4 kN/m2的安全性要求。