某厂房结构屋面板损伤分析及结构安全性评估.pdf

安全质量建 筑 技 术 开 发146 Safety and QualityBuilding Technology Development第50卷第8期2023年8月1 工程概况厂房主体结构平面为矩形，南北向总长约75.0 m，东西向总宽约16.0 m，共8跨。屋面形式为高低跨双坡屋面，厂房A B 轴和CD轴跨度为8.4 m，B C轴跨度15.0 m、D E轴跨度为9.6 m，F G轴和H J 轴跨度为12.0 m和 E F 轴和GH轴跨度为4.8 m。厂 房 主 要 轴 网 尺 寸 为 6.0 m 8.4 m、6.0 m15.0 m、6.0 m4.8 m、6.0 m12.0 m。排架柱截面为380 mm440 mm、370 mm515 mm。屋 顶 大 梁 包 括 双 坡 薄 腹 式 工 字 形 截面 和 T 形 截 面，工 字 形 跨 中 截 面 尺 寸 为1640 mm400 mm220 mm80 mm，T形截面尺寸包括770 mm380 mm100 mm180 mm和1 000 mm400 mm100 mm200 mm。矩形框架梁截面为350 mm400 mm；所测楼板均为预制钢筋混凝土圆孔板和预制钢筋混凝土槽 形板。厂房检测结构平面布置示意如图1所示。1 23456 78910 11ABCDEFHIG图1 厂房检测结构平面布置示意2 现场检查及检测情况2.1 结构体系核查经现场检查，厂房结构构件外观质量如下：所测厂房地基未见不均匀沉降或因地基不稳定而出现的滑移、墙体开裂、房屋整体倾斜等现象；所测厂房未见因基础老化、腐蚀、酥碎等导致的上部结构倾斜、位移、开裂、扭曲等现象。所测厂房主要受力结构构件未见明显破坏性损伤和超出正常使用极限状态的变形。所测厂房7C排架柱抹灰层局部脱落。所测厂房79CD和47A B 区域预制板底部混凝土剥落、露筋。所测厂房610CD、48A B 区域屋顶大某厂房结构屋面板损伤分析及结构安全性评估张 超1，庄凤明2，王文欢3（1.中电投工程研究检测评定中心有限公司，北京 100142；2.北京市政建设集团有限责任公司，北京 100000;3.北京市燕通建筑构件有限公司，北京 102200）摘要 由于受到外界不同因素的影响，既有建筑在使用过程中逐渐受到不同程度的损伤，因此对其损伤原因分析和结构整体安全性进行安全性评估就尤为重要。对某混凝土结构厂房屋面板的损伤进行检测和分析，在此基础上对厂房主体结构安全性进行评估鉴定，给出了相应的处理建议和修复方法。可为相似安全评估工程提供参考和借鉴。关键词 排架柱；屋面板；损伤；安全性 中图分类号TU 755 文献标志码A 文章编号1001-523X（2023）08-0146-03DAMAGE ANALYSIS AND STRUCTURAL SAFETY EVALUATION OF ROOF SLAB FOR A FACTORY BUILDINGZhang Chao，Zhuang Feng-ming，Wang Wen-huan AbstractDue to the influence of different external factors，the existing buildings are gradually damaged to varying degrees in the process of use.Therefore，it is particularly important to analyze the damage causes and evaluate the overall safety of the structure.In this paper，the damage of the building panel of a concrete structure factory is detected and analyzed.On this basis，the safety of the main structure of the factory is evaluated，and the corresponding treatment suggestions and repair methods are given.It can provide reference for similar safety assessment projects.Keywordsbent column；roof slab;damage;security收稿日期：20230325作者简介：张超（1987），男，河北保定人，高级工程师，博士，主要研究方向为工程结构检测鉴定。安全质量建 筑 技 术 开 发 147Safety and QualityBuilding Technology Development第50卷第8期2023年8月量积水，且防水层出现鼓起、开裂。2.2 构件截面尺寸检测使用钢卷尺对厂房柱、梁、板构件截面尺寸进行抽样检测。抽样工作依据DB11/6372015房屋结构综合安全性鉴定标准的规定进行，检测工作依据GB 502042015混凝土结构工程施工质量验收规范的规定进行，构件尺寸偏差均满足规范要求。2.3 构件材料强度检测（1）混凝土材料强度检测。本工程未见原结构设计图纸，采用回弹法对本工程混凝土构件混凝土强度进行抽样检测，检测工作依据JGJ/T 232011回弹法检测混凝土抗压强度技术规程规定进行，抽样工作依据DB 11/6372015房屋结构综合安全性鉴定标准规定进行；采用钻芯法对混凝土强度进行验证，检测工作依据JGJ/T 3842016钻芯法检测混凝土强度技术规程有关规定执行。回弹法检测结果表明：本工程所测厂房A E轴范围内柱混凝土强度平均值为31.3 MPa，标准差为1.94 MPa，推定值为28.1 MPa；A E轴范围内梁和板混凝土强度平均值为31.4 MPa，标准差为1.80 MPa，推定值为28.4 MPa；E J 轴范围内柱混凝土强度平均值为31.3 MPa，标准差为2.01 MPa，推定值为28.0 MPa；E J 轴 范 围 内 梁 和 板 混 凝 土 强 度 平 均 值 为31.3 MPa，标准差为1.93 MPa，推定值为28.1 MPa。表1和表2分别为 E J 轴柱混凝土强度回弹结果及芯样强度对比结果。表1 E J 轴柱混凝土强度回弹结果构件类型构件编号混凝土抗压强度换算值/MPa强度推定值/MPa按批量推定强度值/MPa平均值标准差最小值柱10 F31.82.2326.128.1fcu，e=28.0fcumc=31.3fcusc=2.01柱9 F31.12.6324.726.8柱8 F31.01.5328.428.5柱7H31.71.8227.828.7柱8G31.72.1126.828.2柱7 J30.41.8627.627.3柱5 F31.92.1029.128.4柱7 F31.11.9926.827.8柱4H30.81.9328.227.6柱10H32.32.2427.028.6柱3 F31.31.8826.828.2柱9G31.11.8826.828.0柱3H31.91.9227.928.7表2 混凝土构件芯样强度对比结果构件类型轴线编号芯样强度/MPa对应测区混凝土换算强度芯样与回弹强度差值/MPa柱10 F29.626.13.5柱8 F32.332.00.3柱7 J39.933.26.7柱10C35.234.01.2柱7B49.933.019.9柱7C33.232.21.0修正量由计算可得主体结构混凝土构件的修正量为5.4 MPa钻芯法检测结果表明：本工程所测厂房屋盖梁混凝土芯样抗压强度试验结果范围为：27.129.1 MPa。综合回弹法、钻芯法检测结果：修正后，本工程所测厂房 A E 轴范围内柱混凝土强度推定值为33.5 MPa。A E 轴范围内梁板混凝土强度推定值为33.8 MPa；EJ轴范围内柱混凝土强度推定值为33.4 MPa；E J 轴范围内柱混凝土强度推定值为33.5 MPa。（2）墙体砌筑用砖材料强度检测。采用回弹法对本工程墙体砌筑用砖强度进行抽样检测，抽样、检测工作按GB/T 503152011砌体工程现场检测技术标准的规定进行。依据GB/T503152011砌体工程现场检测技术标准的规定：烧结普通砖抗压强度平均值不小于15.0 MPa，变异系数不大于0.21时，抗压强度标准值不小于10.0 MPa，变异系数大于0.21时，抗压强度最小值不小于12.0 MPa，抗压强度推定等级为MU15。检测结果表明：所测厂房墙体砌筑用砖抗压强度均满足砖抗压强度等级MU15的要求。（3）墙体砌筑用砂浆材料强度检测。采用回弹法对墙体砌筑用砂浆强度进行抽样检测，抽样、检测工作按GB/T 503152011砌体工程现场检测技术标准进行。检测结果表明：所测厂房墙体砌筑用砂浆强度推定值为6.5 MPa。砂浆强度检测结果见表3。表3 所测墙体砌筑用砂浆强度检测结果构件编号换算强度/MPa平均值/MPa最小值/MPa推定强度/MPa89E6.26.55.66.556E6.067D5.634D6.278A7.034A6.4910E6.423E6.4910E6.923D8.2安全质量建 筑 技 术 开 发148 Safety and QualityBuilding Technology Development第50卷第8期2023年8月2.4 构件钢筋配置情况检测本工程未见原结构设计图纸，使用磁感仪、钢卷尺、游标卡尺对本工程厂房混凝土构件钢筋配置情况进行抽样检测，检测工作依据JGJ/T 1522019混凝土中钢筋检测技术标准有关规定进行。3 结构建模3.1 计算参数根据现场检查结果，依据GB 500102010混凝土结构设计规范、GB 500032011砌体结构设计规范、GB 500092012建筑结构荷载规范、GB 500682018建筑结构可靠性设计统一标准等规范标准，应用盈建科建筑结构分析软件（YJK2.0.3）对本工程厂房结构构件承载力进行 验算。验算时，结构布置依据该建筑具体实际情况以及现场检测情况进行，计算采用的基本参数为结构层数为单层，层高8.8 m，结构安全等级为二级地面粗糙度B类，基本风压为0.45 kN/m2，基本雪压为 0.40 kN/m2，主要可变荷载载取值为不上人屋面0.50 kN/m2。3.2 几何模型车间结构三维模型如图2所示。图2 车间结构承载力三维计算模型4 承载力计算结果4.1 混凝土柱、梁承载力验算结果对本工程按照现有构件性能状况与荷载布置进行结构承载力验算，本工程混凝土柱、梁构件承载力均满足规范要求。4.2 预制板承载力验算结果厂房屋面板均为预制板，查阅图集64G10长向空心板图号B9，B60（3）楼板设计荷载为3.3 kN/m2，屋面（不上人）可变荷载为0.5 kN/m2，永久荷载（不含自重）设计值为0.5 kN/m2，荷载组合设计值为2.6 kN/m2，除有外观损伤的预制板外，其余预制板承载力均满足规范要求。4.3 砌体承载力计算结果对本工程按照现有构件性能状况与荷载布置进行结构承载力验算，验算结果为本工程砌体墙承载力均满足规范要求；本工程砌体墙高厚比满足规范要求。5 屋面板损伤原因分析根据现场调查结果可知，厂房屋面板出现大量损伤，板底混凝土大量脱落，受力钢筋裸露且钢筋锈蚀较为严重，屋面承载力降低较为严重。屋面板损伤部位集中在轴线A B 和CD区域，主要原因在于厂房屋面形式为高低跨，轴线A B 区域和CD区域为低跨，轴线 B C区域为高跨。当雨雪天时，水流由高跨流至低跨；同时，屋面防水卷材粘贴施工质量不满足要求，且屋顶排水构造缺失，导致水流汇聚至屋顶后聚集无法正常排出，逐渐对楼板造成损伤，发生钢筋锈蚀现象。6 处理建议屋面防水层老化严重，应及时对屋面防水层进行修缮或更换。部分预制板存在露筋和渗水等情况，应对预制板进行修复或更换。7 结束语对于既有建筑结构，由于使用过程中的实际情况有所不同，如使用条件、环境条件的改变或遭受自然或人为灾害（地震、火灾、台风等），以及建筑物的地基不均匀沉降、结构温度变形、屋面超重等，导致建筑结构在使用过程中经常会产生安全和质量的 问题。本研究针对厂房屋面板进行检测鉴定和损伤原因分析，说明屋面板损伤主要原因在于施工原因以及防水材料耐久性问题导致屋面防水失效，从而低跨屋面板长期受到雨雪侵蚀，钢筋逐渐裸露并锈蚀，承载力和耐久性均有较大程度的降低。可为类似的单层工业厂房项目提供参考。参考文献1 混凝土结构工程施工质量验收规范:GB 502042015S.2 回弹法检测混凝土抗压强度技术规程:JGJ/T 232011 S.3 钻芯法检测混凝土强度技术规程:JGJ/T 3842016 S.4 砌体工程现场检测技术标准:GB/T 503152011 S.