湘潭厂房抗震检测

1某钢铁厂1号高炉出铁场主厂房是80年代末建成投入使用,主厂房为单层单跨排架结构,主厂房排架柱是钢筋混凝土工字形截面,屋架,天窗架,支撑,檩条均为钢结构,吊车梁为预应力钢筋混凝土结构。无围护结构,局部有雨遮。现因环保除尘要求,需将1号高炉出铁主厂房封闭和安装除尘设备。
2现场勘察
现有建筑物的抗力取决于材料性能、几何参数和计算模型。它随着时间推移而衰退,其主要原因是混凝土老化、钢筋锈蚀导致截面减小和钢筋与混凝土握裹力的下降而引起结构抗力下降,结构承受持续震动荷载而产生的疲劳损伤逐步发展而导致抗力下降。因此要准确计算既有建筑物抗力,就必须以结构的现有条件为基础。现以有代表性的排架柱(PZ4)为对象,分析其承载能力。
(1)依据设计图纸,厂房排架柱为预制工字形柱,混凝土等级为300号(相当于C28) ,受力钢筋为25M nSi(相当于钢)。
(2)截面尺寸测量和钢筋位置探测经现场测量,排架柱截面尺寸基本满足设计要求(具体尺寸见图1)。钢筋探测无损检测方法是一种新的检测技术。
目前主要有两种钢筋检测方法:一是利用电磁波波动原理的检测,二是利用电磁感应原理的钢筋检测仪检测。**种方法由于设备较为昂贵、定量性较差,应用面较小,目前国内外广泛使用电磁感应原理进行检测。仪器通过传感器在被测结构内部局部范围发射电磁场,同时接收在发射电磁场内金属介质产生的感应电磁场,并转换为电信号,主机系统实时分析处理数字化的电信号,从而判定钢筋位置、保护层厚度和钢筋直径。经现场检测,并结合图纸,略去由于施工因素的影响,为研究问题的方便,取保护层厚度为30 mm。
3材料强度检测
考虑到混凝土钻芯检测对结构有所损伤,且混凝土龄期已**过1000天,按一般回弹法检测混凝土强度已不适用。所以排架柱采用回弹超声综合法无损检测方法检测混凝土材料的强度。
3. 1超声波检测
采用超声波检测混凝土质量,一般是根据构件或结构的几何形状、所处环境、尺寸大小以及所能提供的测试表面等条件,选用不同的测试方法。一般常用的检测方法有以下几种:
(1)对测法当混凝土被测部位能提供一对相互平行的测试表面时,可采用对测法检测。即将一对厚度振动式换能器(发射简称F换能器,接收简称S换能器) ,分别耦合于被测构件同一测区两个相互平行的表面逐点进行测试, F、S换能器的轴线始终位于同一直线上; (2)角测法当混凝土被测部位只能提供2个相邻表面时,无法进行对测,可以采用丁角方法检测。即将一对F、S换能器分别耦合于被测构件的2个相邻表面进行逐点测试,两个换能器的轴线形成90度夹角; (3)平测法当混凝土被测部位只能提供一个测试表面时,可采用平测法检测。将一对F、S换能器置于被测结构同一个表面,以一定测试距离进行逐点检测。由于排架柱截面为工字形截面,为了能够准确的检测混凝土的强度,在工字形的腹板处采用对测方面,在翼缘处采用对测和平测2种方法。

1 现场检测情况综述
　　现场调查结果表明，十幢房屋的上部结构均为砖混结构纵横向承重体系。126~128号房屋共五层，承重墙体厚度为240mm，为烧结多孔砖砌筑，其余房屋原结构为三层，承重墙体厚度220mm，为烧结普通砖砌筑实心墙体，其中一层外墙后采用烧结普通砖加厚至340mm。后加盖二层承重墙体为空斗墙，墙体厚度220mm，十幢房屋的砌筑砂浆均为混合砂浆。
　　十幢房屋楼面、屋面均为预制板，126~128号房屋二层、四层及五层**设有圈梁，其余房屋三层至五层**设有圈梁；十幢房屋均未设置构造柱。房屋均采用**地基， 对部分房屋基础进行开挖，111~113号、114~115号及119~122号房屋采用砌体大放脚基础，基础宽度为0.68~0.69m；126~128号房屋为混凝土条形基础，基础宽度为1.28m。
　　材料强度检测结果表明，102~128号十幢房屋烧结砖抗压强度评定为MU10、MU15或MU20；砌筑砂浆抗压强度评定为M0.5~M2.5；混凝土抗压评定为C15。
　　现场倾斜测量结果表明，十幢房屋东西向大倾斜率为2.66‰，南北向大倾斜率为向南5.04‰。各单元室内外相对高差在0.006m~0.170m之间。
　　2 主要损伤及原因分析
　　现场调查结果表明，102~128号房屋室内公共区域主要存在的损伤为：
　　(1) 部分墙面和楼屋面渗漏普遍，主要是由于墙面和楼屋面防水层老化造成。
　　(2) 局部预制板拼接处开裂，主要是由于材料温度收缩变形或预制板受力变形协调不一致造成。
　　(3) 部分**板及墙体存在粉刷起壳、剥落、开裂等现象，主要是房屋面层材料老化、温度收缩及受潮所致。
　　(4) 个别墙面门窗洞口角部斜向开裂，主要是由于材料温度收缩应力集中造成。
　　曹杨三村102~128号房屋外墙损伤主要表现为墙面涂料起皮脱落普遍，部分窗角有斜裂缝，裂缝宽度在0.2mm~1.0mm之间，个别墙体存在水平裂缝，主要是由于材料老化及温度收缩造成。
　　3 房屋安全性评价
　　经验算，102~103号、104~106号、107~108号、119~122号房屋一~二层部分承重墙体的竖向承载力不满足要求，三层承重墙体的竖向承载力均满足要求；109~110号、111~113号、116~118号、123~125号房屋一层部分承重墙体的竖向承载力不满足要求，二~三层承重墙体的竖向承载力均满足要求；114~115号、126~128号房屋承重墙体的竖向承载力均满足要求

一般工业建筑在设计建造时会有的设计
其中有一项就是关于厂房楼面使用活荷载限值的设计规定（即通俗的厂房承重限值），这里的活荷载对应于恒荷载，恒荷载即为厂房建造时自带的、不可移动的荷载，这里要注意，有的大型厂房在设计时采用设计，直接将所需要放置的设备作为恒荷载进行设计计算，这里我们只针对一般通用的工业厂房，即首先明确，设计中楼面使用活荷载限值即为我们一般所说的楼面承重能力限值。根据活荷载限值大小，一般可将厂房分为轻型厂房、中型房及重型厂房。一般轻型厂房楼面活荷载限值为3.5kN/㎡，重型厂房楼面活荷载限值为7.5kN/㎡以上，中间即为中型厂房。这里要重点解答一下这个限值的含义，这也是广大市民为关心也是误区多的问题。拿3.5kN/㎡举例：kN/㎡中文称千牛每平米，牛为力的单位，3.5kN/㎡即一平米能承受3.5kN的力。这里可以近似通俗地把这个值转化为较好理解的数字，即3.5kN/㎡可以近似的理解为350公斤一平方。概念解释清楚了，问题也就来了。按照上面的理解，一平方只能承受350公斤的重量，但一般的机器设备轻则上千公斤，重则几千公斤（好几吨），那岂不是根本放不了。其实不然，这里的350公斤一平方，指的是楼面的平均承载力，所谓平均承载力，就是指一块楼板（以梁为边界）上的的平均承载力为350公斤一平方，局部是允许**过350公斤的，因为**过的部分可由板内其他部分分摊重量。假设一块楼板面积10平米，活荷载限值3.5kN/㎡，那这块楼板可承受总重量为35kN/㎡，即3500公斤，局部**过350公斤是完全没问题的。那具体能**过多少，这个就需要再对楼板进行局部抗冲切验算，以防止由于局部受力过大，导致力尚未传导就已将楼板破坏的情况发生。由于这里牵涉的建筑结构力学知识太过，不适于作为常识普及。
1、调查厂房建造信息资料。包括：查阅工程地质勘察报告、设计图纸、施工记录、工程竣工验收资料，以及能反映厂房屋建造情况的其他有关资料信息。
2、调查厂房的历史沿革。包括：使用情况、检查检测、维修、加固、改造、用途变更、使用条件改变以及灾害损坏和修复等情况。
3、检查核对厂房实体与图纸（文字）资料记载的一致性。
4、检查厂房的结构布置和构造连接及结构体系。
5、检查测量厂房的倾斜和不均匀沉降。
6、调查厂房现状。包括：建筑的实际状况、使用情况、内外环境，以及目前存在的问题。
7、调查厂房今后使用要求。包括：厂房的目标使用期限、使用条件、内外环境作用等。
8、抽样或全数检查测量承重结构或构件的裂缝、位移、变形或腐蚀、老化等其他损伤，采用文字、图纸、照片或录像等方法，记录厂房主体结构和承重构件损坏部位、范围和程度及损伤性质。
9、根据结构承载能力验算的需要，抽样检查结构材料的力学性能。
10、必要时可检测结构上的荷载或作用。
11、必要时应补充勘察工程地质情况。
12、必要时可通过荷载试验检验结构或构件的实际承载性能。
13、当有较大动荷载时应qHLORUX1测试结构或构件的动力反映和动力性能。

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