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摘要:对框架结构建筑的安全性进行鉴定,要对整个结构串并联系统进行充分考虑,对框架建筑结构具备的抗震性能全盘分析,从而科学有效地对建筑安全性鉴定。本文结合相关案例,简述了框架结构建筑结构承载功能等级,浅析了框架结构建筑安全性鉴定内容及方法,探究了框架结构建筑安全性鉴定主要程序,以期为框架结构建筑安全性鉴定提供借鉴。
关键词:框架结构;建筑安全性;鉴定
在建筑结构中,框架结构占据着关键性地位,大部分的多层住宅、办公楼、学校、酒店、厂房等都是框架结构。框架结构一般由框架承重,荷载通过楼板传递到框架梁,再由框架梁传递到框架柱,最终荷载传到柱下的基础。目前国内的检测、鉴定依然存在种种问题,例如检测抽样困难,老旧房子施工不规范,检测鉴定人员对建筑结构不熟悉等。因此科学规范的房屋安全鉴定势在必行。
一、工程概况
某框架结构为2012年建筑,地上3层,长度45米,宽度24米,建筑面积约为3000平方米。首层层高4米,二三层层高3.8米,建筑物用途为幼儿园。建筑物基础采用400直径预应力管桩。整个结构设计均为C25混凝土。经过与原设计图对比,部分区域经过了改建。同时三层墙出现了部分裂缝。
二、框架结构安全性鉴定的检测
对框架结构建筑开展安全性鉴定,首先要注重对其结构体系进行核查,对建筑结构有一个初步的了解,判断其结构构件的具体布置是否与设计保持一致高度,对框架结构建筑立面和平面的具体形状进行检查,对其竖向构件采用的传力途径进行确认,并为下一步鉴定分析提供依据。
1、常用的鉴定检测仪器
对框架结构建筑进行安全性鉴定,通常用到如下鉴定检测仪器:一,皮尺:主要测量建筑物的整体尺寸;二,裂缝测宽仪:主要对建筑物表面存在的裂缝宽度进行测量;三,水准仪和塔尺:主要测量建筑物的整体倾斜,也对梁的挠度进行测量,同时;四,激光测距仪:主要对建筑物呈现的细部尺寸进行测量;五,钢筋扫描仪:主要对钢筋布置及其间距进行测量;六,混凝土钻孔机:仪器主要对混凝土进行抽芯,然后对芯样做混凝土强度检测;七,回弹仪:主要对砂浆强度进行测量[2]。
2、鉴定检测方法及其内容
(1)对建筑平面进行复核
画出建筑物各层的平面图,对该框架结构每层墙体以及各个门窗洞口的具体尺寸以及位置进行测量和定位,记录墙体的厚度,材质,高度,判断其与原设计图纸是否保持一致。本项目就是在这个过程中发现了现场与设计图纸有出入,而改建后的墙体会导致原设计荷载的改变。
(2)对基坑开挖和基础尺寸进行复核
实际上已建成的建筑物由于面头已经有铺装层,基础埋深也较大,在没有明显基础沉降的情况下,通常情况下安全鉴定并不可能把基础挖开对基础进行复核。因此基础的鉴定一般只能依赖于原设计图纸以及验收资料的核对。在本项目中,由于未发现基础的异常沉降,因而并未对原基础进行开挖鉴定。
(3)对荷载进行调查
对框架结构建筑的实际使用情况进行了解,根据现行荷载规范确定各层楼面使用活荷载,为结构计算提供相关依据。本项目使用用途为幼儿园,因此所有房间使用活荷载均为每平方2kN,卫生间使用活荷载为每平方2.5kN,屋面为上人屋面按每平方米2.0kN。梁的线荷载则根据前述墙体确定。本工程填充墙均为灰砂砖,因此180厚墙线荷载按每米高度4.2kN/m考虑,120厚墙线荷载按每米高度3.0kN/m考虑。楼面的附加恒荷载统一按照1.5kN每平方米考虑。天面考虑建筑找坡,按照3.5kN每平方米附加恒载。
(4)对混凝土强度进行检测
对于混凝土框架结构建筑物,结构构件混凝土的强度是最重要的材料指标。对于既有建筑物的安全鉴定,混凝土龄期一般超过三年,因此主要采用抽芯法进行混凝土强度检测。本项目中,分别从梁和柱构件抽取了3个直径为100mm的混凝土芯样,形成检验批。芯样抽取后,对混凝土芯样进行加工,制作成标准试件,经过3天的自然干燥后,对之实施抗压强度试验,从而得到混凝土的强度参数。经过钻芯实测,1层梁混凝土强度推定值为25.4Mpa,柱混凝土强度推定值为27.1Mpa;2层梁混凝土强度推定值为26.1Mpa,柱混凝土强度推定值为25.8Mpa;3层梁混凝土强度推定值为29.3Mpa,柱混凝土强度推定值为28.4Mpa;以上混凝土强度均符合原设计C25强度要求。
(5)对建筑物倾斜进行测量
通过经纬仪,对框架结构建筑边角实施倾斜测量。检测后,本项目8轴线往1轴线方向倾斜率约0.016%,A轴线往D轴线方向倾斜率约为0.019%,其余各测量点也有一定倾斜量。根据《民用建筑可靠性鉴定标准》,建筑物规定的倾斜限值为0.2%。因此本项目的倾斜量均符合规范要求。
(6)对构件尺寸检测
对全楼的梁板柱构件进行尺寸检测,所有构件与原设计图进行核对。对于现场结构与原设计图不同的部位,必须另外绘制结构平面图。经过对比,本项目与原设计结构构件尺寸基本相符,其中3轴交B轴的柱截面,原设计截面为350X500,但现场实测为400X500。后续的上机计算,该截面将作为实际框架柱截面替换原设计图的柱截面。此外二层楼板5轴交B轴实测楼板尺寸为103mm,大于原设计100mm,根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》,楼板尺寸的允许偏差为+8mm,-5mm,本项目楼板实测值与设计值在规范允许偏差范围之内。
(7)对结构进行验算
经过前面的数据测量,用YJK计算软件重新建立工程的结构模型,验算时根据原设计和实际检测结果建模。已检测的构架尺寸均按实际尺寸录入,其余按原设计录入模型。计算中值得注意的是本项目为幼儿园,根据《建筑工程抗震设法分类标准》,幼儿园为重点设防类,因此应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强抗震措置。本地区抗震烈度为7度,即本项目需要按8度的要求设置抗震等级,框架抗震等级应为二级而非普通建筑物的三级。根据计算,本项目层刚度比最小为0.8、层间受剪承载力比最小为0.95、最大位移比1.15、最大位移角1/680,以上信息均符合规范要求。计算书显示,所有混凝土构件均无超限信息。再比对计算配筋与构件抽查的实配钢筋,本项目均符合规范要求。校核结果时特别注意核对现场结构与设计图纸不符的位置,结果显示该位置的配筋满足计算要求。
(8)抗震性鉴定
根据结构的平面布置,结构在两个主轴方向的动力特性相近,平面的凹凸符合《建筑抗震规范》3.4.2条的规定。最小梁宽250,大于规范要求的200。梁截面高宽比大于4,柱净高与截面高度比大于等于4且柱宽不小于300。结构构件的最小配筋率级最大配筋率均满足规范要求。柱箍筋最小体积配箍率,节点核心区的抗剪箍筋均满足要求。
三、结构损伤及缺陷情况检测分析
1、 混凝土构件裂缝
本次检测里也对整个结构的混凝土构件裂缝进行排查。整个结构没有发现任何露筋现场,构件表面也没有出现蜂窝麻面等缺陷。二三层混凝土构件没有发现任何裂缝。在天面4轴交B轴位置发现楼板有若干裂缝,裂缝宽度约0.3mm。经过与计算书比对,该位置配筋符合计算要求,同时该位置保护层厚度符合设计要求,板的厚度也符合验收规范。推测该裂缝为混凝土收缩裂缝,为防止日后天面渗漏,建议业主对该楼板进行修复。
2、 墙体裂缝
对于框架结构来说,墙体并非承重结构,墙体的裂缝不会影响到结构的安全。但是填充墙的裂缝会影响建筑物的观感,同时影响建筑物的防水功能。经过检测,所有墙体没有出现风化、粉化等问题。在首层部分窗角部墙体出现裂缝,另外三层天面楼板下墙体出现较多裂缝。窗角裂缝判断为收缩裂缝;而天面楼板下的墙体裂缝可以判断是在太阳高温下混凝土和墙体由于膨胀系数差别造成二者冷缩热涨变化差异造成。该裂缝对结构没有影响,而且修复后容易再出现,没有维修价值。
四、对结构安全鉴定进行评定
1、对建筑地基子单元安全性评定为Bu级。
2、对上部承重结构子单元安全性评定为Au级。
3、对围护结构子单元安全性评定为Bu级。
4、整个建筑安全性评定为Bsu级,可按现行规范规定的楼面活载继续安全使用。
五、结论
经过检测,该幼儿园结构布置合理,梁板柱混凝土强度满足图纸设计要求,所以构件钢筋数量满足设计要求,上部结构未出现不均匀沉降的现象。因此该框架结构满足现行使用的承载力要求,满足正常使用安全要求。
通过上述工程实例可知,对框架结构建筑进行安全性鉴定时,要全面制定鉴定计划,并对鉴定检测的具体内容进行合理确定,对鉴定任务进行科学部署,督促鉴定工作人员严格遵循相关标准开展鉴定。通过对旧建筑物进行安全性鉴定,及时发现建筑物的安全隐患,避免产生不可挽回的损失。由于地震作用十分复杂,抗震鉴定不能仅局限于计算书的配筋,而更需要重视结构的概念与体系。
参考文献:
[1]杨意,闫熙臣,汪嵬,白亚琼,陈俊呈.体育馆建筑框架结构安全性检测鉴定分析[J].建筑技术开发,2019,46(21):125-126.
[2]邱斌,赵宝生,刘有军,王纪伟,董桂红,胡韶懿.云南“10.07景谷地震”建筑结构震害分析[J].建筑结构,2017,47(01):50-54.
[3]侯晋杰.钢筋混凝土框架结构安全性鉴定及加固案例分析[J].山西建筑,2016,42(30):53-54.
[4]吴武玄.某近海环境混凝土框架结构安全性鉴定及病害分析[J].福建建设科技,2018(02):48-50+66.
[5]苏海燕.某框架结构生活楼结构安全性鉴定[J].安徽建筑,2021,28(01):179+183.