建筑钢筋混凝土结构检测鉴定研究 张超

发表时间:2021/7/8   来源:《基层建设》2021年第11期   作者:张超
[导读] 摘要:目前钢筋混凝土结构的使用越来越普遍,以其优良的性能受到人们的青睐。
        新疆力弘建筑材料检测有限公司  新疆  830000
        摘要:目前钢筋混凝土结构的使用越来越普遍,以其优良的性能受到人们的青睐。本文以某建筑工程为例对钢筋混凝土结构的检测内容及检测结果进行分析,对今后同类工程检测起到一定的借鉴作用。
        关键词:钢筋混凝土;结构;检测;内容;范围
        1工程案例分析
        某筒仓建筑为单排双连体圆形钢筋混凝土结构,内壁直径为12m,高36m,筒仓结构壁厚0.3m。该筒仓建筑安全等级二级,抗震设防烈度6度(0.05g),丙类设防。该筒仓使用用途为存储制备水泥的原材料(常温状态)。为了评估该筒仓建筑的结构现状,通过对结构主要参数的检测和结构承载力复核,综合评定其可靠性等级,并提出相应处理措施。
        1现场检测
        现场检测以无损检测为主,采用混凝土回弹仪、钢筋探测仪、全站仪、钢卷尺、游标卡尺等仪器设备对筒仓截面尺寸、混凝土强度、钢筋配置、垂直度进行检测,并对地基基础工作状态、结构外观质量及损伤情况进行检查。
        1.1外观质量及损伤情况
        经检查发现,筒壁底部多处存在交叉斜裂缝,且多分布在门洞的两侧,最大宽度0.5mm;筒壁底部存在1道水平裂缝,最大宽度0.3mm;筒壁上部及仓壁未发现明显开裂。
        1.2其他项目检测结果
        1)混凝土强度。所测沿筒壁、仓壁环向和竖向的混凝土强度推定值分别为42.3MPa和42.7MPa,均满足设计强度等级C40的要求。
        2)截面尺寸。所测筒壁壁厚满足设计及规范要求。
        3)钢筋配置情况。所测筒壁、仓壁的环向和竖向钢筋间距均满足设计及规范要求。
        4)构筑物垂直度。所测该构筑物最大倾斜率对应的侧向位移为20.5mm,相当于H/1390(H为测点高差),满足GB50144-2008《工业建筑可靠性鉴定标准》规定限值H/500的要求。
        5)地基基础工作状态。未发现因地基与基础出现较大沉降或不均匀沉降引起的上部结构损坏迹象。
        2结构承载力复核
        根据相关规范标准以及现场检测结果,采用YJK系列软件,对该结构承载力进行复核。
        2.1计算参数
        结构混凝土强度等级C40,容重25kN/m3;纵向受力钢筋HRB400级,箍筋HPB300级;筒仓1贮料容重:14.0kN/m3,筒仓2贮料容重:15.1kN/m3;筒仓1贮料内摩擦角:33°,筒仓2贮料内摩擦角:35°;筒仓1和筒仓2库存容量各为3000t;基本风压:0.3kN/m2,地面粗糙度类别:B类;抗震设防烈度6度(0.05g),场地类别为Ⅱ类;结构自重由程序自动计算;仓顶恒荷载根据实测建筑做法确定,并根据GB50009-2012《建筑结构荷载规范》[3]取值;设备荷载根据设备的工艺参数,并参照GB50077-2017《钢筋混凝土筒仓设计标准》[4]的有关规定计算确定。
        2.2结构计算结果
        1)经软件计算分析,仓壁与仓底板交接范围应力集中。仓底0.3m高度处仓壁承载力不满足要求,其余仓壁及筒壁承载力均满足要求。
        2)考虑仓壁固端约束的边界效应,参照GB50077-2017《钢筋混凝土筒仓设计标准》第5.2.1条规定,依据公式5.2.1-3~5.2.1-7进行复核计算,其中,贮料总高度h=19m,筒仓(内)半径r=6m,仓壁厚度t=0.30m,仓壁底部水平侧压力p=102kN/m(软件计算结果),泊松比μc=0.2。
        经计算仓底弯矩M0=51.2kN·m,仓底剪力V0=102.2kN。
        依据GB50077-2017《钢筋混凝土筒仓设计标准》中公式5.2.1-1、5.2.1-2计算仓底0.3m高度处的弯矩和剪力。依据GB50077-2017《钢筋混凝土筒仓设计标准》附录E,函数ψ=0.4888,函数θ=0.7077,函数ζ=0.2189。
        经计算,仓底0.3m高度处的弯矩My=24.35kN·m,仓底0.3m高度处的剪力Vy=28.2kN。
        根据以上计算结果,依据GB50010-2010《混凝土结构设计规范》[5](2015年版)对仓底0.3m高度处截面进行抗剪以及受弯承载力验算,取1000mm宽度仓壁进行验算。

根据规范第6.3.1条,公式6.3.1-1,抗剪承载力V=1193.75kN>计算剪力Vy=28.2kN,故受剪截面满足要求;根据规范第6.2.10条,经计算,实配钢筋为565mm2(纵筋直径12mm,间距200mm)大于计算配筋为273mm2,故抗弯承载力满足要求。综上,仓底0.3m高度处截面抗剪以及受弯承载力验算结果均满足要求。
        3结构鉴定
        3.1抗震鉴定
        根据GB50191-2012《构筑物抗震设计规范》[6]第3.1.2条规定,该构筑物抗震设防烈度为6度可不进行地震作用计算,仅需核查其抗震措施。经核查,该构筑物抗震措施均符合GB50191-2012《构筑物抗震设计规范》的规定。
        3.2可靠性鉴定
        依据GB50144-2008《工业建筑可靠性鉴定标准》[7]的相关规定,对该构筑物的可靠性进行鉴定评级。结构系统可靠性鉴定评级分为地基基础、仓体与支撑结构、附属设施三个子系统的可靠性鉴定评级,子系统根据其安全性等级及使用性等级综合进行评定,附属设施评定可不参与鉴定单元的评级。
        3.2.1地基基础子单元
        根据现场检测结果,未发现结构明显沉降、偏斜等状况,考虑上部结构现状综合评定该构筑物地基基础可靠性等级评为A级。
        3.2.2仓体与支撑结构子单元
        根据现场检测结果,筒壁下部多处存在交叉斜裂缝,最大宽度0.5mm,大于GB50144-2008《工业建筑可靠性鉴定标准》表6.2.5-1规定的C级要求,仓体与支撑结构的可靠性等级评为C级。
        3.2.3附属设施子单元
        未发现附属设施损坏,工作性能良好,附属设施的可靠性等级评为A级。
        3.2.4结构可靠性鉴定
        综合地基基础、仓体与支撑结构和附属设施的可靠性评级结果,鉴定单元的的可靠性等级评为三级,如表2所示。
        4处理措施
        1)宽度<0.3mm的裂缝。①首先用钢丝刷清除表面浮尘,然后用毛刷蘸酒精将裂缝两侧擦拭干净,并晾至干燥状态;②在裂缝两侧涂一层环氧树脂基液,然后涂抹一层环氧树脂胶泥,涂抹时应避免产生气泡,保证封闭。
        2)宽度0.3~0.5mm的裂缝。①沿裂缝凿出V形槽,清除槽内粉尘、碎屑;②埋设灌胶嘴;③封闭除灌胶嘴以外的裂缝;④压气试漏;⑤将灌缝胶灌入裂缝;⑥拆除灌胶嘴,将埋设灌胶嘴处表面抹平[8]。
        5结语
        1)通过对筒壁检查确定了裂缝的分布位置及走向,并进行分析。
        2)经YJK软件计算和手算复核,该筒仓结构承载力满足要求。
        3)根据检测和承载力复核结果,经鉴定,该筒仓结构的可靠性等级为三级,主要原因是筒壁下部多处存在交叉斜裂缝,最大宽度0.5mm,大于GB50144-2008《工业建筑可靠性鉴定标准》规定的c级要求。
        4)根据检测鉴定结果,对筒仓存在的裂缝提出了相应的处理措施。
        参考文献
        [1]中国建筑科学研究院.建筑工程抗震设防分类标准:GB50223-2008[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.
        [2]中国建筑科学研究院.建筑结构检测技术标准:GB/T50344-2004[S].北京:中国建筑工业出版社,2004.
        [3]中国建筑科学研究院.建筑结构荷载规范:GB50009-2012[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.
        [4]中煤科工集团北京华宇工程有限公司.钢筋混凝土筒仓设计标准:GB50077-2017[S].北京:中国计划出版社,2017.
        [5]中国建筑科学研究院.混凝土结构设计规范:GB50010-2010(2015年版)[S].北京:中国建筑工业出版社,2015.
        [6]中冶建筑研究总院有限公司.构筑物抗震设计规范:GB50191-2012[S].北京:中国计划出版社,2012.
        [7]中冶建筑研究总院有限公司.工业建筑可靠性鉴定标准:GB50144-2008[S].北京:中国计划出版社,2009.
        [8]孙智,郭亚滨.某钢筋混凝土筒仓体外预应力加固技术[J].施工技术,2013(9):53-56,60.
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