混凝土框架结构房屋质量检测及抗震鉴定方法.pdf

113石材2023年11期SHICAI检测技术混凝土框架结构房屋质量检测及抗震鉴定方法雷帆（山东建筑大学鉴定检测中心有限公司，山东济南2 50 0 13）摘要：混凝土框架结构在房屋建筑中应用广泛，对于既有建筑物，其结构质量检测的重点内容为混凝土构件的抗压强度、钢筋配置、钢筋锈蚀情况、混凝土碳化深度、房屋垂直度、基础沉降量、抗震性能等。研究过程针对以上内容，结合具体案例和相关技术规范、技术标准，分析了各项检测内容的具体方法及检测结果。关键词：混凝土框架结构；房屋质量检测；抗震鉴定方法中图分类号：TU352.1+1；T U 7 46文献标识码：A依托工程项目某居住建筑为9 层结构，地下1层，地上7 层，建筑面积为10 0 0 0 m，建筑基础采用旋挖钻孔灌注桩施工工艺，主体为现浇钢筋混凝土框架，建筑构件包括框架柱、框架梁、预制板、现浇板，对应设计强度为C30、C3 0、C40、C2 5。二、混凝土框架结构质量检测内容及方法（一）混凝土构件强度检测在混凝土构件强度检测中，采用回弹-钻心综合法，构件表面以回弹法进行检测，再钻取混凝土结构芯样，进行强度试验，相关操作要点如下。（1）回弹法应用要点回弹法通过弹簧驱动的重锤弹击混凝土结构表面，将回弹值作为反映强度的指标，检测设备为回弹仪。由于该方法作用于混凝土结构表面，因而在操作时应该选择清洁、平整、质量较高的局部区域，避免破损、麻面、蜂窝等情况。在框架柱、框架梁等较大的构件上设置2 0 个检测区域。在无需进行单个构件推定时，测区数量应3 个，测区可按照表1进行布置。每一个测区内计取16 个回弹值，剔除3 个最大的回弹值和3 个最小的回弹值,剩余的10 个回弹值取平均值（2）钻芯法应用要点回弹法属于间接检测技术，存在一定的误差，此时应采用钻芯法对其结果进行修正。合理选择取芯位置是钻芯法评价构件混凝土强度的关键，在每个构件上选取5个测区，按照从大到小的顺序对回弹值进行排序，将前3 个测区作为取芯位置，每个测区的取芯数量为1个2。为减小误差和标准差，所有芯样采用相同的尺寸。通过芯样的强度试验确定实测抗压强度，再根据修正系数计算出修正后的强度值，计算出样本换算强度平均值和标准差等评价指标。当采用对应样本修正系数时，修正系数和相应修正按照以下方法计算。n lo=form/fc(1)Ccu,r,m（2)C式中，m loe表示对应样本的修正系数，fcu,ai 为修正前的测区混凝土换算前度，feo.m为芯样抗压强度的平均值，芯样对应测区的换算强度均值记为fcrm。样本换算强度平均值的计算方法为：表1回弹法测区布置方式测区面积单个构件测区数量测区与构件端部距离测区与施工缝边缘距离相邻测区的距离相邻测点的净距离0.04m10个0.2m0.2m2m20mm作者简介：雷帆（19 8 6 一），汉，山东济南人，中级工程师。研究方向房屋安全鉴定114STONE2023 No.11STONE检测技术石材1nmfccu,i(3)fJcun式中，将样本换算强度记为mf，样本换算的标准差按照使（4）计算。(a,-mfa)?(4)Sn-1式中，S为样本换算强度的标准差。（3）检测结果按照以上方法，对框架柱、框架梁等主要构筑物进行分类抽样检测，相应结果如表2。从中可知，框架柱的最低抗压强度为3 0.8 MPa，框架梁的最低抗压强度为3 0.3 MPa，均高于设计等级。预制板和现浇板也满足设计要求。表2 混凝土构件检测结果构件构件强度实测总体批准原设计评定结果类型范围/MPa定值/MPa等级框架柱30.8 36.731.9C30满足设计要求框架梁30.3 36.531.1C30满足设计要求预制板42.8 48.944.3C40满足设计要求现浇板27.3 34.228.2C25满足设计要求（二）构件钢筋配置及锈蚀情况检测（1）钢筋配置检测混凝土钢筋检测的主要依据为建筑结构检测技术（GB/T50344-2019），检测内容包括钢筋在混凝土结构中的位置、钢筋的数量、钢筋间距、钢筋直径、保护层厚度、钢筋的锈蚀情况等3。对于既有建筑，应该在不破坏建筑结构的前提下开展检测活动，因而采用钢筋磁感扫描仪对构件内的钢筋进行扫描，以-1层6-C柱为例，其钢筋数量及保护层厚度的检测结果如表3 所示。最终的检测结果显示，仅有1层9-B柱、1层9-C柱、1层8-C柱、1层8-B柱存在工程质量问题，表现为主筋数量不足。（2）钢筋锈蚀情况检测关于混凝土中钢筋锈蚀情况的具体检测方法，表3 构件钢筋数量及保护层厚度检测结果构件编号检测内容检测结果设计要求评定结果南侧主筋数量/根77根满足要求-1层箍筋间距/mm105100满足要求6-C柱保护层厚度/mm35、2 9、2 5、2 7、3 0、2 7、2 925满足要求可依据混凝土中钢筋检测技术标准（JGJ/T152-2019）。由于钢筋表面存在涂层，故利用原位实测法实施检测，具体实施方法为采用钢筋探测仪确定待测钢筋的实际位置，剔除混凝土保护层，露出钢筋4。再使用游标卡尺直接测量钢筋的剩余直径、蚀坑深度和长度、锈蚀物的厚度，测量需精确至0.0 1mm。同一个部位重复三次，取其平均值作为该测点剩余直径的实测值。最后根据钢筋的公称直径和实测直径，计算出截面损失率，计算方法为：Ls.a=(d 2-d)/d 2 100%(5)式中，d为实测的钢筋剩余直径，d,为钢筋的公称直径。当钢筋的截面损失率小于5%时，认为钢筋轻微锈蚀，超过该指标时，认为钢筋严重腐蚀。该混凝土框架结构房屋保护层完整，现场抽样剔凿保护层，经检测，未发现钢筋锈蚀的情况。（三）混凝土碳化深混凝土碳化深度值能够反映出混凝土框架结构及构件的环境耐久性，检测时选择一个适宜的测区，通过机械工具形成一个直径约为1.5mm的孔，深度通常控制在1.0 cm。使用洗耳球将混凝土碎屑吹出，在利用胶头滴管吸取少量浓度为2%的酒精酚酞试剂，滴人小孔内。如果混凝土结构已经碳化，滴人溶液后不变色，未碳化的部分在滴入溶液后会发生变色5。原因在于碳化降低了混凝土的碱性，可根据未变色层的厚度判断碳化深度。实测结果显示，该房屋混凝土构件最小碳化深度3.0 mm，最大碳化深度为8.0 mm，部分检测结果如表4所示。表4混凝土构件碳化深度检测结果示例(mm)-1层3-B1层9-C2层5-B检测点3层2-C柱4层9-B柱柱柱柱碳化深度3.06.05.07.04.5（四）房屋垂直度和地基沉降检测（1）房屋垂直度检测房屋垂直度对建筑物的安全性具有重要影响，可利用经纬仪检测外立面的倾斜度。选择4个检测点，包括1-A、10-A、1-D、10-D。1-A测点在东西方向的倾斜度为10mm（向西倾斜），南北方向115石材2023年11期SHICAI检测技术的倾斜度为5.0 mm（向北倾斜）。1-D测点向西倾斜5.0mm，向南倾斜4.0 mm。10-A 测点向北倾斜5.0 mm，10-D向南倾斜9.0 mm。（2）房屋地基沉降检测地基沉降容易造成建筑主体结构开裂，是常见的建筑有害因素，尤其是既有建筑物，受到载荷、降雨以及地质因素的影响，有可能出现不均匀沉降的问题。通常使用水准仪检测地基沉降情况，同时配合房屋四角可测棱线的倾斜度测量结果，综合判断地基是否存在沉降问题，经检测，该房屋未发现不均匀沉降问题。（五）外观损伤检测建筑物在使用过程中受到环境因素、人为因素的共同作用，难免出现结构受损，外观损伤检测是质量检测的重要组成部分，大部分外观损伤可通过肉眼直接观察。该房屋在检测中发现存在墙体饰面砖开裂、混凝土麻面、混凝土局部蜂窝等。三、混凝土框架结构抗震鉴定方法该建筑物的后续使用年限为3 0 年，故按照A类建筑进行抗震鉴定。根据所在地区的特点，其抗震设防烈度为6 度。抗震鉴定方法及结果如下。（一）抗震鉴定方法（1）抗震鉴定的内容影响建筑物抗震性能的因素较多，因而抗震鉴定中覆盖了一系列内容。具体包括地基、基础、混凝土构件的外观完整性、混凝土构件的抗压强度、混凝土中的配筋情况、混凝土结构承载力验算、混凝土结构安全性评定、结构抗震鉴定等。（2）抗震鉴定的标准混凝土框架房屋抗震鉴定的主要依据为建筑抗震鉴定标准（GB50023-2009），其中A类钢筋混凝土房屋的抗震鉴定分为第一级鉴定和第二级鉴定。第一级鉴定在第一级鉴定中对建筑框架的结构特征、抗震墙的楼盖和屋盖长宽比、建筑构件的混凝土强度等级、钢筋配置等作出了明确的规定。例如，当抗震设备烈度为6 度或者7 度时，要求梁、柱、墙的混凝土强度等级不低于C13，该建筑物设计为C25以上，满足要求。第二级鉴定对既有钢筋混凝土房屋进行第二级抗震鉴定时，需要合理选择平面结构。相关要求为在两个主轴方向分别选择具有较强代表性的平面结构，如果承重的砌体结构与框架结构相连，还应选取连接处的平面结构。楼层综合抗震能力指数的计算方法为：S=t1428yL8y=V,/V.(6)式中，将平面结构楼层的综合抗震能力指数记为，中,和中2 分别为体系影响系数、局部影响系数，楼层的屈服强度系数记为8 y，V,和V.分别为楼层现有受剪承载力、楼层弹性地震剪力。（3）实施要点在具体实施过程中，关键步骤为结构承载力验算、周期比计算、剪重比计算、有效质量系数计算等。例如，结构抗侧力构件的平面布置方式能够影响其在地震情况下的扭转效应，通过有限元分析法，模拟出该房屋的周期及周期比，部分结果如表5所示。表5结构周期及振型振型扭振X侧振Y侧振阻尼周期(s)方向度类型号成分成分成分比10.957790.38Y0%0%100%5%20.89458.99T88%13%0%5%30.8421178.78X12%88%0%5%40.310991.15Y0%0%99%5%(二）抗震鉴定结果根据建筑抗震设计规范、评定标准以及抗震设防烈度等要求，该房屋建筑的抗震性不满足6 度地区的框架抗震等级，主要问题表现在层间位移角度、结构周期比等方面。从成因来看，部分现浇混凝土板、预制混凝土板存在开裂，需进行加固，可采用碳纤维材料达到加固效果。参考文献1王立.石库门建筑房屋质量检测评定特色分析D.城市住宅，2021,28(01):189191.2梁冠吕.框架结构建筑的检测及结果分析D.建材与装饰,2019(13):52-53.3韩东晓.底层混凝土框架二层门式刚架结构的既有建筑的抗震鉴定D).建筑结构,2 0 2 2,52(S1):2233-2237.4马翠红.钢筋混凝土框架结构加层改造的应用研究D.南昌大学,2 0 19.5】齐特,尹醉.混凝土框架结构教学楼抗震加固设计与施工研究D).工程建设与设计,2 0 2 2(2 4):141-143.