既有鋸齒形工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)可靠性鑒定與抗震性鑒定

關(guān)鍵詞：鋸齒形工業(yè)廠房；可靠性鑒定；抗震性鑒定；PKPM 文章編號(hào)：2095-4085（2025）07-0163-03

0 引言

上世紀(jì)70年代，我國(guó)紡織業(yè)快速發(fā)展，對(duì)大規(guī)模廠房的需求日益增長(zhǎng)，為滿足大規(guī)模生產(chǎn)需求，大型單層鋼筋混凝土鋸齒形廠房因其獨(dú)特的建筑優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用 ?1-2? 。這類(lèi)廠房通過(guò)鋸齒形屋面設(shè)計(jì)，具有采光面積大、通風(fēng)性能好、可利用空間大等優(yōu)勢(shì)，成為紡織企業(yè)的典型建筑形式[3]。然而，隨著建筑安全標(biāo)準(zhǔn)體系的不斷完善與抗震設(shè)防要求的逐步提高，這類(lèi)服役已逾40年的工業(yè)建筑正面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)：其受限于材料性能、構(gòu)造措施及結(jié)構(gòu)體系缺陷，普遍出現(xiàn)構(gòu)件開(kāi)裂、鋼筋銹蝕等病害"^?4?"，而且現(xiàn)行鑒定標(biāo)準(zhǔn)體系中針對(duì)該類(lèi)廠房的專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)要求尚不完善。因此，如何針對(duì)大型單層鋼筋混凝土鋸齒形廠房進(jìn)行準(zhǔn)確的可靠性及抗震鑒定是目前房屋檢測(cè)中急需解決的技術(shù)難題。

1工程概況

擬鑒定廠房約建成于70～80年代，設(shè)計(jì)資料缺失，原建筑功能為棉紡廠，現(xiàn)為濟(jì)南市某藥品生產(chǎn)車(chē)間。廠房為混合結(jié)構(gòu)，主體結(jié)構(gòu)為鋸齒形排架，附屬結(jié)構(gòu)為磚混結(jié)構(gòu)，其中鋸齒形排架結(jié)構(gòu)為三角架承重式。廠房抗震設(shè)防類(lèi)別為丙類(lèi)，按建設(shè)時(shí)抗震設(shè)防烈度6度，設(shè)計(jì)地震分組為第三組進(jìn)行抗震鑒定。上部結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土柱、梁、板承重，屋面板采用鋼筋混凝土預(yù)制板，樓面局部采用彩鋼板。東西寬約42.4m，南北長(zhǎng)約178.4m，鋸齒形排架最大高度為7.2m，建筑面積約為7564m。

2 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

使用測(cè)距儀、混凝土回彈儀、鋼筋位置測(cè)定儀等對(duì)廠房進(jìn)行查勘、檢測(cè)，并繪制了平面布置圖（見(jiàn)圖1）。其中，1-34軸/B-E軸為鋸齒形排架結(jié)構(gòu)，1-34軸/A-B軸為磚混結(jié)構(gòu)。

圖1濟(jì)南市某生產(chǎn)車(chē)間平面布置圖

2.1 現(xiàn)場(chǎng)查勘

（1）主體結(jié)構(gòu)內(nèi)加建鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)，并與主體脫離，鋼結(jié)構(gòu)局部銹蝕；附屬結(jié)構(gòu)部分混凝土

梁使用包鋼法進(jìn)行加固，加設(shè)鋼柱支撐。

（2）局部梁、板、支承短柱開(kāi)裂，鋼筋外露且局部銹蝕，承重構(gòu)件局部破損，梁、屋面板的連接節(jié)點(diǎn)局部開(kāi)裂。

（3）圍護(hù)結(jié)構(gòu)局部鋸齒形門(mén)窗損壞，窗過(guò)梁保護(hù)層脫落；附屬結(jié)構(gòu)懸挑板混凝土酥碎；局部墻體潮濕、抹灰脫落。

2.2 檢測(cè)結(jié)果

依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50344-2019）及《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50144-2019）抽檢廠房承重構(gòu)件，其結(jié)果如下。

（1）利用鋼筋位置測(cè)定儀對(duì)外觀良好的柱、梁鋼筋配置，保護(hù)層厚度進(jìn)行抽檢，鋼筋保護(hù)層均gt;30mm；抽取7/A軸混凝土柱進(jìn)行破損，通過(guò)游標(biāo)卡尺測(cè)得鋼筋直徑19.74mm，可得混凝土柱配筋為320@200。

（2）采用回彈法抽取廠房 30% 混凝土構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正，該廠房混凝土構(gòu)件強(qiáng)度均不小于C20。

（3）依據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50315-2011）的規(guī)定，現(xiàn)場(chǎng)抽檢附屬結(jié)構(gòu)砌體部分磚及砌筑砂漿強(qiáng)度，部分墻體的磚強(qiáng)度等級(jí)

3 建模分析

使用PKPM軟件對(duì)主體結(jié)構(gòu)、附屬結(jié)構(gòu)分別建模，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，將主體鋸齒形結(jié)構(gòu)進(jìn)行分層，示意圖見(jiàn)圖2（a）。廠房材料強(qiáng)度、構(gòu)件的截面尺寸及結(jié)構(gòu)布置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)查勘檢測(cè)確定，模型屋面恒載取值為4.0KN/m（含板重），不上人屋面活載取值0.5KN/m，并按照現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)車(chē)間增設(shè)的設(shè)備實(shí)際重量布設(shè)荷載，見(jiàn)圖2（b）。

圖2 （a） 鋸齒形結(jié)構(gòu)模型分層

圖2 （b） 鋸齒形結(jié)構(gòu)模型

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，對(duì)控制指標(biāo)進(jìn)行匯總（見(jiàn)表1）。其中，廠房Y側(cè)向剛度不規(guī)則、結(jié)構(gòu)自振周期、最大層間位移/平均層間位移不滿足規(guī)范要求；廠房局部牛腿柱剪跨比不滿足規(guī)范要求，軸壓比基本滿足規(guī)范要求；磚混結(jié)構(gòu)墻體承重能力滿足規(guī)范要求。

表1控制指標(biāo)匯總

4可靠性評(píng)級(jí)

根據(jù)《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50144-2019）的要求，采用相應(yīng)現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范、現(xiàn)場(chǎng)查勘、

檢測(cè)及模型計(jì)算結(jié)果，該廠房可靠性評(píng)定為三級(jí)，應(yīng)采取相應(yīng)措施，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2可靠性評(píng)級(jí)表

5抗震性鑒定

依據(jù)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50023-2009）及相關(guān)規(guī)范，按建造時(shí)本地區(qū)設(shè)防烈度6度的要求進(jìn)行抗震鑒定，其結(jié)果見(jiàn)表3。

表3抗震鑒定表

5加固建議

5.1 結(jié)構(gòu)整體性加固

增設(shè)上弦橫向支撐，可采用角鋼或槽鋼制作，與屋架上弦節(jié)點(diǎn)焊接；每隔 24m 在柱頂三角剛架平面內(nèi)布設(shè)通長(zhǎng)水平壓桿，壓桿應(yīng)與相鄰構(gòu)件通過(guò)螺栓或焊接固定，形成剛性支撐體系；對(duì)梁、板與屋面板的開(kāi)裂節(jié)點(diǎn)進(jìn)行注漿修復(fù)，并用碳纖維布包裹，增強(qiáng)連接可靠性。

5.2 構(gòu)件加固

對(duì)剪跨比不滿足要求的牛腿柱采用包鋼法或增大截面法加固；對(duì)混凝土構(gòu)件開(kāi)裂、破損部位進(jìn)行注漿修補(bǔ)，更換鋼筋嚴(yán)重銹蝕的混凝土構(gòu)件；對(duì)銹蝕構(gòu)件進(jìn)行除銹防腐處理。

5.3抗震性能提升

對(duì)廠房抗震不滿足的構(gòu)造進(jìn)行加固，對(duì)磚強(qiáng)度不足的墻體增設(shè)構(gòu)造柱或圈梁，增強(qiáng)廠房整體抗震能力。

6結(jié)論

（1）通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查勘檢測(cè)，利用PKPM對(duì)廠房進(jìn)行建模分析，分析廠房的計(jì)算指標(biāo)，其多項(xiàng)指標(biāo)不滿足規(guī)范限值要求。

（2）依據(jù)《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50144-2019）對(duì)濟(jì)南某鋸齒形工業(yè)廠房進(jìn)行了可靠性鑒定，得到其可靠性等級(jí)為三級(jí)，不符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的要求，影響廠房整體安全。

（3）按照《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50023-2009）對(duì)鋸齒形工業(yè)廠房進(jìn)行抗震性鑒定，得出其不滿足抗震鑒定要求。

（4）采用“現(xiàn)場(chǎng)勘查 $$ 材料檢測(cè) $$ 結(jié)構(gòu)復(fù)核→可靠性評(píng)級(jí) $$ 抗震分析 $$ 加固建議”的技術(shù)路線，可直接應(yīng)用于其他大型鋸齒形廠房的鑒定，具有顯著的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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