平面不规则钢筋混凝土框架结构抗震鉴定及加固建议.pdf

建筑技术开发 B u i l d i n g T e c h no l o g y De v e l o p me n t 建筑结构 Bu i l d i n g S t r u c t u r e 第4 3 卷第5 期 2 0 1 6 年5 月 平面不规则钢筋混凝土框架结构 抗震鉴定及加固建议 黄桦 ( 广州建设工程质量安全检测中心有限公司，广州 5 1 0 4 4 0 ) 摘要 由于地震产生各种不同的波，会对各类结构产生不同的影响。就平面不规则钢筋混凝土框架结构的抗震鉴定及加 固进行探讨，结合工程 实例，通过现场检测、结构复核验算，得出抗震鉴定结论，并提出加 固建议，旨在为同行的房屋抗震鉴 定工作提供相关的参考。 关键词 钢筋混凝土 ； 框架结构 ； 抗震鉴定 中图分类号 T u 3 7 5 4 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 1 5 2 3 X ( 2 0 1 6 )0 5 - 0 0 4 3 0 2 Fi a t I r r e g u l a r Re i n f o lr e e d Co n c r e t e F r a me S t r u c t u r e S e i s mi c Ev a l u a t i o n a n d S t r e n g t h e n i n g Re c o mme n d a t i o n s Hua ng Hua A b s t r a c t D u e t o v a r i o u s e a h q u a k e wa v e s wi l l h a v e d i f f e r e n t e f f e c t s o n v a r i o u s t y p e s o f s t r u c t u r e I n t h i s p a p e r ，s e i s mi c e v a l u a t i o n a n d s t r e n g t h e n i n g fl a t i r r e g u l a r r e i n f o r c e d c o n c r e t e f r a me s t r u c tur e s a r e d i s c u s s e d ， wi t h a n e n g i n e e r i n g e x a mp l e ，t h r o u g h o n s i t e i n s p e c t i o n ， c h e c k i n g t h e s t r u c t u r e o f t h e r e v i e w， s e i s mi c q u a l i fi c a t i o n d r a w c o n c l u s i o n s a n d ma k e r e c o mme n d a t i o n s r e i n f o r c e me n t ， d e s i g n e d t o h o u s e t h e s e i s mi c a p p r a i s a l c o u n t e r p a r t s p r o v i d e the r e l e v a n t r e f e r e n c e K e y wo r d sr e i n f o r c e d c o n c r e t e； fl a me s t r u c tur e； s e i s mi c e v a l u a t i o n 我国是一个多地震的国家，地震区分布范围广，历次大 地震对我国人民生命财产造成 了极大损失I既有房屋的抗震 鉴定工作受到了国家相关部门的高度重视。为确保结构的稳 定，减少地震灾害带来的损失，我国许多地震区的建筑需要 进行抗震鉴定，并对抗震不足的结构构件进行必要的加固补 强处理 。 本文就平面不规则钢筋混凝土框架结构抗震鉴定及加 固 进行了探讨，结合工程实例，通过现场检测、结构复核验算， 得 出抗震 鉴定结 论，并提 出加 固建议 ， 旨在 为 同行的房屋 抗 震鉴定工作提供相关的参考。 1 工程概况 某栋平面不规则建筑，开间进深尺寸分别为4 2 ，6 6 m， 地上共5 层 ( 局部 6 层 ) ，檐高2 1 2 m，建筑面积 7 0 5 6 m2 ，采 用现浇混凝土框架结构。构件混凝土设计强度等级均为 C 3 0 。 基础采用预应力管桩，桩外径4 0 0 r n i n ，长度约2 2 m，竖向承 载力特征值为1 0 0 0 k N。抗震设防为7 度、框架三级。平面图 如图 1 所示 。 图1 教学楼建筑平面 收稿日期 ： 2 0 1 6 - 0 1 1 8 作者简介 ： 黄桦 ( 1 9 8 O 一) ，男，广东广州人，工程师，主要从事房 屋结构检测、鉴定相关工作。 2 结构检测 2 1 结构布置及构件外观质量检 查 现场对房屋的实际结构布置进行检查，对房屋的实际轴 线尺寸进行量测，实际布置与设计相符。 采用 目测结合局部开凿的方法对构件外观质量进行全数 检查，重点检查主要受力构件。由结果可见，房屋普遍存在 不同程度的板底开裂渗水、粉刷层剥落、墙体出现网状或斜 向裂缝现象，部分楼层的框架梁柱混凝土保护层剥落，钢筋 外 露锈蚀 。 2 2 截面尺寸、钢筋配置及保护层厚度检测 对上部结构主要受力构件的截面尺寸、钢筋配置及混凝 土保护层厚度进行抽样检测，结果基本符合设计要求。 2 3 混凝土强度检测 采用回弹法对框架柱、粱的混凝土强度进行了抽样检测。 根据 J G J T 2 3 -2 0 1 1 回弹法检测混凝土抗压强度技术规程 进行评定。由结果可见，混凝土抗压强度平均值为 3 5 4 MP a ， 最 小值 为 3 1 2 MP a ，碳 化 深 度 在 0 5 2 m m 之 间 ，推 定 值 为 3 1 6 MP a ，满足设计强度等级 C 3 0 的要求。 2 4 倾斜量测 按照 J GJ 8 -2 0 0 7 建筑变形测量规程 ，采用电子经纬仪 对房屋主要外角点进行了倾斜量测。根据检测结果，房屋西 部测点均向东北倾斜，倾斜率为0 8 ，倾斜值均在规范允许 范围内。 3 抗震鉴定 依据标准， 该房屋后续使用年限为5 O 年， 属 C类框架结构， 采用两级方法对其进行鉴定。 3 1 抗震措施鉴定 根据 G B5 0 0 2 3 -2 0 0 9 建筑抗震鉴定标准的要求，从 结构体系、材料强度、整体性连接，包括构件截面尺寸、配 筋要求、轴压比限值、连接构造要求等方面对房屋进行鉴定 ( 表 1 ) 。 3 2 抗震验算 3 2 1 验算参数 采用 中国建筑科学研究院 P K P M ( 2 0 1 2 版)内的抗震鉴 4 3 第4 3 卷第5 期 2 0 1 6 年5 月 建筑结构 Bu i l ding S t r u c tur e 建筑技术开发 Bu i l d i n g T e c h n o l o g y De v e l o p me n t 定模块对该房屋进行验算，部分参数如下 ： ( 1 )抗震设防为7 度 ( 0 1 5 g )乙类设防 ； 抗震等级为二级 ； 场地土类别为类 ； ( 2 )基本风压 0 5 5 k N m ，C类粗糙度 ； ( 3 )构件混凝土强度 等级为 C 3 0； ( 4 )屋面永久荷载为6 2 k N m ，楼面永久荷载为 4 3 k N m 、7 0 k N m ( 楼梯间) ，2 4 0 mm厚外墙、楼梯间围护 墙 ： 4 5 k N m ，内隔墙 ：1 3 5 k N m ；( 5 )上人屋面可变荷载 2 0 k N m ， 楼面可变荷载2 0 k N m ( 教室) 、 2 5 k N m ( 走廊) 。 表l 房屋现结构体系与抗震构造鉴定结果 鉴定内容 规范要求 结构实际状况 鉴定结果 抗震规范第 3 4 2条凸凹规则 3 0 满足 规则性 抗震规范第3 4 2条楼板局部链接 规则 满足 抗震规 范第 3 4 2 条侧 向刚度规则 最 小 0 7 6 3 6 不满足 一 傲 规定 不宜为单跨框架结构 双跨 满足 截面宽度 2 0 0 ra m 2 4 0 满足 截面高宽度 比 4 1 9 5 0 2 4 0 = 8 1 2 5 满足 梁构件 净跨与截面高度 比 4 8 4 o O 7 5 O = 1 1 2 满足 加密区箍筋最大间距 ： m i u ( J 4 ，8 d ，1 0 0 ) 尘8 1 0 0 不满足 截面宽度 3 0 0 mm 4 0 0 满足 抗 震构造 截面高宽度 比 3 6 0 0 5 0 0 = 1 2 满足 轴压 比 0 8 0 8 满足 柱 构件 最小配筋率 0 8 1 1 9 1 3 9 满足 ( 中边柱 ) 1 0 ( 角柱 ) 加 密区箍筋间距 ： mi n( 8 d ，1 0 0 ) 揖1 0 0 满足 总配 筋率 5 2 0 6 满足 非结构 女儿墙应有锚 固 现浇 满足 3 2 2 验算成果 从上述的验算过程中可以得出结论，首先，基本排除上 右侧的地方 以外 ，在结构 中，第一和第二的振 型都处于平动状 态，并没有出现较为明显的扭动 ； 在上右区域中，结构的第一 振型出现了扭转，并且存在扭转效应。其次，结构在X方向和 Y方向的共同作用下，最大的层间出现的位移情况，角度都小 于 1 5 5 0 ，这种情 况满足 了规范 的需求，并且最 大层 间位移 与 平均位移之 间的比例均 小于规范中所规定 的限值 ； 最后 ，上右 区域从第一层到第四层都有一些梁截面计算超筋情况出现，并 且下左区域的第一层也出现有部分梁截面计算超筋的情况。 3 2 3 抗震验算结论 构出现 明显的扭转效应。上右区域的一至四层均有部分梁截 面计算超筋 ； 下左区域 的首层有部分梁截面计算超筋。各层 主要受力构件的实际承载力满足结构的正常使用要求。该房 屋的实际抗震能力满足结构的正常使用要求。 4 检 测结果 ( 1 )受检房屋的结构布置基本与设计相符。 ( 2 )各层普遍存在不同程度的板底开裂渗水、 粉刷层剥落、 墙体出现网状或斜 向裂缝现象，部分楼层的框架梁柱的混凝 土保护层剥落，钢筋外露锈蚀。 ( 3 )构件的截面尺寸、实际钢筋布置、混凝土保护层厚 度满足 设计要求 。 ( 4 )抽检构件的混凝土抗压强度推定值满足设计要求。 ( 5 )房屋各外角点的倾斜值均满足规范要求。 5 抗震鉴定结论 该房屋的结构布置、构件截面尺寸、材料强度基本满足 设计 及规范要 求 。建筑 物 未发现 因地 基不均 匀沉 降引起 的开 裂、 变形现象， 外角点的实际倾斜满足规范要求。除侧向刚度、 箍筋 加密 间距 等项 目不满 足要 求外 ，其他 抗震构造 措施满 足 规范要求。经抗震验算复核，结构的层间位移及轴压比均满 足规范要求，但上右区域结构出现 明显的扭转效应。上右区 域的一至四层均有部分梁截面计算超筋 ；下左区域的首层有 部分梁截面计算超筋。房屋的实际抗震能力基本满足结构的 正常使用要求 。 6 加固建议 根据上述检测结果，建议对宽度大于0 2 mm的裂缝进行 封闭处理 ( 宽度小于 l mm的注入修补胶液，不小于l mm的采 用改性水泥注浆料) ，以保证构件的正常观感和正常使用要求。 由于部分楼层的框架梁、柱混凝土保护层存在剥落，钢筋外露 锈蚀现象，应及时对锈蚀钢筋进行除锈处理，并采用高标号混 凝土对剥落位置进行修补， 以免影响构件的承载能力和耐久性。 7 结束语 平面不规则混凝土框架结构的抗震鉴定，除了对结构布 置、构件力学性能和材料强度的检查外，对于结构抗震构造 措施以及 由于平面不规则引起结构的扭转效应对结构的影响， 应予以重视，并分析其对房屋结构抗震的影响范围和程度。 参考 文献 1 王厂 钢筋混凝土框架结构抗震鉴定及加固方法的应用研究 D 】 重 结构的层问位移及轴压 比均满足规范要求，上右区域结 庆 ： 重庆大学，2 0 0 5 ( 上接 第2 O 页 ) 室外 排 水 设计 规 范 中5 3 1 1 中规 定 ：每 小 时 开动 水泵 不得超 过6 次。虽然有的品牌水泵可以达到每小 时启动1 5 次 以上 ，但是考虑到综合 安全性 ，仍取6 次 。有效容积为 v = 6 0 0 46 = 2 5 m ，泵站直径按3 0 m计，则有效水深H = 2 5 ( 3 1 4 1 5 1 5 )= 3 5 3 8 m。则泵站 高度计算 ： 1 )进水管 底 以上到 地面空置 高度 H 2 =地 面标 高 一进 水管 底标 高 = 5 5 2 2 3 - 5 4 8 4 8 5 = 3 7 4 5 m ； 2 )水泥填充高度为 = 0 5 m； 3 )水泵电机保护高度取 H 4 = 1 m； 4 )地面保护高度为风= 0 2 m； 则 ： 筒体高度为Hl + H 2 + H 3 + _H4 _ H 5 = 9 0 1 3 m，取9 m。 ( 5 )栅选择 ：由于来水为雨污水，生活杂物较多，故泵 站进水口配粉碎性格栅，具体型号由预制泵站厂家配套。 3 2 泵 站运 行 当雨污水通过进水管先经过粉碎性格栅进行粉碎处理，然 后进入 1 号泵站。当水位到达一泵启动水位 ，1 号泵站一台水 泵启动，同时雨污水通过管路进入2 号泵站。随着水位继续上 升， 2 号泵站的一台水泵也开始运转。同理， 到达两泵启动水位， l 号泵站和2 号泵站的两台泵都开始运转。到达报警水位时，6 4 4 台泵全部启动，达到设计流量值 l m s 即3 6 0 0 m h 。 3 3 设计方案归纳 设计两套泵站串联安装，泵站地面标高为5 5 2 2 3 m，泵站 进水管管径为 D N8 0 0 ，管底标高为5 4 8 4 8 5 m，出水管管径为 D N8 0 0 ，管底标高为5 4 8 4 8 5 m，泵站内部管路管径 D N2 5 0 。 拟设置6 台潜水排污泵组合工作，无备用泵，单台水泵流量为 Q = 6 0 0 m。 h ，扬程 为 H =I 5 m。泵站底部标 高 5 4 3 2 3 m，停泵水 位标 高 5 4 4 7 3 m，有效 水深 3 5 8 3 m，泵池 直径 3 0 m，泵 站有 效 容积 约 2 5 m 。最 终 确 定两套 F Y P S预制 泵站 规格 ： F YP S 3 0 0 0 9 0 3 ， 即： 单套泵站直 径 3 0 m， 高度 9 m， 3 台污水 泵， 型号 ： 2 5 0 WQ6 0 0 1 5 4 5 ，单 台水泵流量 为 Q = 6 0 0 m3 h ，扬程 1 5 m， 功率4 5 k W。其他配套设备由预制泵站厂家统一提供。 4 结束语 一 体化预制泵站城镇化污水处理对 比传统泵站污水处理 构建具有占地面积小，构建成本低 ，安装方便等优势。因此， 近年来，一体化预制泵站在全国各地得到广泛的推广应用。 参考文献 1 田伟 ，李从文 ，孙玉龙 一体化中水处理装置在生活污水处理 中的 应 用 J 工业用 水与废水 ，2 0 0 9 ( 2) ：8 8 - 9 0