某办公楼安全性检测研究.pdf

39第3 8 卷2023年第8 期CONSTRUICTiONSAFETY结构安全建筑全某办公楼安全性检测研究王娟娟！马晓雯？金铭任琦1（1 中电投工程研究检测评定中心有限公司，北京100142；2.中国建筑技术集团有限公司，北京100013)摘要：经过一定的服役期后，钢筋混凝土结构常因老化而出现承载力降低、变形过大的情况，因此有必要对其安全性现状进行分析和评估。以某办公楼为例，对其进行的安全性检测内容包括：结构体系核查、构件混凝土强度检测、构件钢筋配置情况检测等，同时也对结构承载力进行了验算。研究结果显示，结构本身仍可满足承载力需求，建议对墙体渗水部位进行修复处理。关键词：钢筋混凝土框架结构；结构检测；承载力；数值分析中图分类号：TU746.3文献标志码：A0引言钢筋混凝土结构由于材料的老化，会导致安全性能逐渐下降1-3 。因此,在投入使用一定年限后，有必要对房屋进行安全检测，以保障建筑结构的安全性不受影响4-6 。有鉴于此,本文针对一座既有办公楼进行了安全性检测鉴定，以分析后期继续服役的安全性。1工程概况该办公楼建筑位于北京市丰台区，建造于2 0世纪9 0 年代，结构形式为钢筋混凝土框架结构。地上4层，局部屋顶有预留的电梯机房，总高度约16.8m，建筑面积约1 8 3 3 m。建筑结构平面大体为矩形，建筑物竖向规则，无改造经历。建筑实际使用功能为业务用房，如图1 所示。图1建筑主要功能区基本结构形式由于该建筑物后期计划改造为公寓，为了解其安全现状，并为后续改造设计提供依据，需要对其进行安全性鉴定。2检验内容本文针对该房屋进行了安全性检测，主要检测项目包括结构体系核查、结构外观质量和损伤情况检查、构件混凝土强度检测、结构平面布置复核、构件钢筋配置情况检测、建筑垂直度测量和结构承载力验算等。在此基础上，进行结构有限元数值建模分析。两者相互结合，形成最终的安全性鉴定结论。3检测结果3.1结构体系核查经核查确认，本工程结构类型为现浇钢筋混凝土框架结构。结构平面布置规则，建筑东西向长约31.7m，南北向长约1 4.3 m，建筑总高度约为16.8m，地上4层，有局部突出屋面的电梯机房，14层高均为4.2 m。结构体系选择和结构布局合理，结构整体性良好（图2、图3）。3.2结构构件外观质量及损伤情况检查建筑地基基础的外观质量基本良好，未发现明显不均匀沉降及地面开裂现象。与之对应，上部结构构件外观质量保存完好，未发现明显混凝土开裂、作者简介：王娟娟，女，1 9 8 6 年生，硕士研究生，高级工程师，研究方向为工程检验检测。E-mail：w a n g j u a n j u a n c e e d i.c n40第3 8 卷CONSTRLICTiONSAFETY2023年第8 期结构安全建筑容全234567839003900390039003900390039003900ND00090009008L008L39003900390039003900390039003900348图213层结构检测平面356839003900390039003900390039003900ND00090009CC008L008L390039003900390039003900390039002345678图34层结构检测平面露筋、破损等缺陷，不存在由于不均匀沉降引起的裂缝、倾斜或明显变形等现象。不过，所测混凝土构件表面普遍存在蜂窝、麻面等现象；部分墙体留有渗水痕迹；屋面防水材料普遍老化，并且局部存在破损情况（图4）。图4墙面渗水痕迹3.3构件截面尺寸检测混凝土框架柱主要截面尺寸为50 0 mm500mm，框架梁主要截面尺寸分别为3 0 0 mm1000 mm,300 mm700 mm 和3 0 0 mm400 mm三种规格。该建筑结构框架柱和框架梁各抽样1 2个，检测结果皆符合要求。3.4构件材料强度检测参考本工程原结构设计图纸，本工程框架柱和框架梁的混凝土设计强度等级均为C25，板的混凝土设计强度等级为C30。采用回弹法对本工程中的混凝土柱、梁和板构件的混凝土强度进行抽样检测，采用钻芯法对混凝土强度进行修正。检测结果表明：所测1 层和2 层混凝土柱的抗压强度推定值为3 9.7 MPa，所测3 层和4层混凝土柱的抗压强度推定值为3 8.1 MPa，均满足原设计C25强度等级的要求，实际施工过程中可能采用的混凝土强度等级为C30。所测1 层和2 层混凝土梁的抗压强度推定值为3 6.8 MPa，所测3 层和4层41王娟娟，等安全性检测研究混凝土梁的抗压强度推定值为3 5.8 MPa，均满足原设计C25强度等级的要求，实际施工过程中可能采用的混凝土强度等级为C30。所测1 层和2 层混凝土板的抗压强度推定值为3 7.2 MPa，所测3 层和4层混凝土板的抗压强度推定值为3 8.4MPa，均满足原设计C30强度等级的要求。3.5构件钢筋配置情况检测为检测构件的配筋率，采用磁感仪对本工程混凝土构件钢筋配置情况进行抽样检测，框架柱和框架梁各抽样1 2 个，检测发现混凝土构件的钢筋配置情况皆满足设计要求。3.6房屋垂直度及变形检测现场使用全站仪等设备对房屋的整体垂直度进行检测。该建筑所设测点的高度约1 7.7 m，所设各测点的侧向位移方向及倾斜值如图5所示。各测点侧向位移的最小值为1 mm，最大值为4mm，各测点倾斜值均满足规范要求。42mm40mm1 mm1mm2mm3mm14mm1 mmv图5各测点侧向位移方向及数值4结构建模4.1计算建模及参数选取依据DB11/6372015房屋结构综合安全性鉴定标准7 的有关规定，采用PKPM结构计算软件鉴定加固建立本工程的结构计算模型，如图6 所示。对该建筑进行鉴定条件下的结构承载力验算时，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详见表1。图6主体结构几何模型表1计算基本参数参数名称数值结构层数地上4层房屋高度/m16.8结构安全等级二级地面粗糙度B类基本雪压/(kNm-2)0.40基本风压/(kN m-2)0.45主要活荷载取值/楼面活荷载2.5(kN m 2)结构材料强度原设计值和实测值中的较小者构件截面尺寸原设计值和实测值中的较小者注：房屋结构形式为钢筋混凝土框架结构。4.2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非地震作用的结构承载力验算，1 层至屋面层混凝土柱、梁承载力及结构承载力计算结果均满足规范要求。楼板按照设计荷载8.7 5kN/m进行验算时，挠度变形满足要求5安全性鉴定评级依据DB11/6372015房屋结构综合安全性鉴定标准，在进行建筑房屋安全性的鉴定评级时，可按构件、子单元和鉴定单元分三个层次，每一层次分为四个安全性等级，5.1构件安全性鉴定评级该房屋主体结构主要承重的结构构件为柱和主梁，一般承重结构构件为次梁、楼面板和屋面板。各构件按承载能力、构造和连接、变形与损伤三个项目评定，并取其中较低一级作为该构件的安全性等级。5.1.1承载能力该建筑以混凝土框架柱及框架梁作为主要承重构件和抗侧力构件。经计算，根据承载力计算结果，本工程混凝土构件承载力均满足规范要求，构件承载能力均评定为A，级（符合国家现行标准规范的安全性要求，不影响整体安全性能，可能有个别一般构件应采取措施）5.1.2构造和连接依据原设计图纸及改造图纸，结合现场检查和检测结果可知：结构构造布置合理、连接方式正确、42上接第3 8 页）第3 8 卷CONSTRUCTiONSAFETY2023年第8 期结构安全建筑安全传力路线明确，形成完整的承重体系，构件构造与连接均评定为A，级。5.1.3变形与损伤结合现场检查结果，混凝土构件表面普遍存在蜂窝、麻面现象，构件变形与损伤均评为B，级（略低于国家现行标准规范的安全性要求，仍能满足结构安全性的下限水平要求，尚不明显影响整体安全性能，可能有个别构件应采取措施）。5.1.4构件评级综合以上评定结果，本项各构件安全性等级可评为B级。5.2子单元安全性鉴定评级5.2.1地基基础将地基基础视为一个共同工作的系统,通过观测其整体和局部变形（沉降）情况或其在上部结构中的反应，来评估其传力与承载状态，地基变形鉴定单元内的基础整体性较好，能够较为有效地防止房屋的不均匀沉降。从现场调查结果看，主体结构构件现状良好，未发现结构由于地基不均匀沉降造成明显结构倾斜或者承重构件变形、开裂或位移现象。根据基础现状与损伤情况，地基基础子单元现状的安全性等级评定为A，级。5.2.2上部承重结构上部承重结构子单元的安全性鉴定评级，应根据其结构承载功能等级、结构整体性等级以及结构侧向位移等级的评定结果进行确定。该结构布置基本合理，基本形成了完整的体系，结构选型及传力路线基本正确。上部承重结构子单元的安全性鉴定评级为B，级。5.3鉴定单元安全性鉴定评级根据地基基础和上部承重结构的安全性鉴定评级结果，评定该建筑整体结构安全性等级：该建筑的整体结构安全性等级为B。u 级，即略低于国家16徐中华，王卫东.敏感环境下基坑数值分析中土体本构模型的选择J.岩土力学,2 0 1 0,3 1(1)：2 58-2 6 4+3 2 6.17中华人民共和国住房和城乡建设部，国家市场监督管理总局.城市轨道交通工程监测技术规范：GB509112013S.北京：中国建筑工业出版社，2 0 1 4.18焦宁，丁建文，吉锋，等.土岩复合地层中深基坑开挖现行标准规范的安全性要求，仍能满足结构安全性的下限水平要求，尚不明显影响整体安全性能，结构中可能有极少数构件应采取措施。6结论和建议根据检测结果，可形成以下安全性鉴定结论：本工程中钢筋混凝土构件的承载力、连接与构造情况完好，满足规范要求，但构件表面存在轻微损伤；地基基础单元状况良好，上部结构单元各项指标也能满足要求。在此基础上，评定该建筑整体结构安全性等级为Bsu级，略低于Au级，尽管结构中可能有极少数构件应采取一定的处置措施，但尚不显著影响整体承载性能，结构的整体安全性仍可得以保证。此外，由于建筑物中墙体、墙面有渗水的情况，需要对其进行修复处理，以免影响正常使用。参考文献1徐兴刚.混凝土框架结构办公楼的检测、抗震鉴定及加固J.中国建材科技，2 0 1 5,2 4（3）：1 2-1 3+6 6.2邱冬瑞，凡俊，周阿娜，等.某钢框架结构整体检测方法探讨J.工程质量，2 0 1 5,3 3（3）：4.3刘永军，岳自慧.回弹法检测混凝土强度技术探讨J.内蒙古水利,2 0 2 1（1 1)：48-49.4王惠娜.钻芯修正回弹法在混凝土强度检测中的应用J.江西建材,2 0 2 1(2：1 7-1 8.5赵东拂，刘杨，刘栋栋.钢筋混凝土构件承载力问题的三个要点J.东南大学学报，2 0 1 2，1 4（S2）：1 6 3-165.6胡燕.某框架结构办公楼既有结构安全性鉴定J.安徽建筑,2 0 2 1,2 8(9):6 2-6 4.7北京市住房和城乡建设委员会，北京市质量技术监督局.房屋结构综合安全性鉴定标准：DB11/637一2015S,2015.(本文收稿：2 0 2 2-1 1-0 3)对邻近管线变形影响分析J.东南大学学报（自然科学版）,2 0 2 2,52(2）：2 2 9-2 3 6.19施有志，华建兵，连宇新，等.地铁深基坑施工扰动下邻近管线安全评价及保护措施J.工程地质学报，2018,26(4):1043-1053.（本文收稿：2 0 2 2-0 9-0 2）