某洗煤厂主厂房可靠性鉴定

2011-06-13郭军

山西建筑 2011年34期

郭军

1 概述

某洗煤厂主厂房于1985年设计，同期施工，建设周期历时8年，直至1992年主体竣工，1994年6月才正式投产使用。其建筑主体为多层多跨不对称框架结构，厂房东西向布置，长约110.0 m，宽14.0 m，21.0 m不等，总建筑面积约8000 m2。

框架结构基本柱距7.0 m，框柱截面大小不一，多以700 mm×700 mm，800 mm×800 mm，900 mm×900 mm为主，建筑整体设两道变形缝分割(见图1，图2)。结构混凝土强度划分如下:梁、板结构混凝土标号同为200号(C18);标高21.100 m以下柱混凝土为300号(C28);标高21.100 m以上柱混凝土为200号(C18)。

图1 主厂房平面柱网布置示意图

2 主厂房基本状况

主厂房体型复杂，大部分生产设备直接安装在厂房的各层梁板上，厂房结构承受的荷载巨大，设备振动明显，工作状态相邻结构层位置振感显著。大体状况如下:

1)结构构件框架梁、柱、板由下至上逐层好转，在结构层21.000标高以下构件表观均较差，特别是 ±0.000，7.300标高层构件混凝土普遍存在开裂破损、钢筋外露锈蚀等不良现象。

2)结构层21.000标高往上构件表观质量相对好转，除表观存在轻微碱蚀、局部开裂破损外，未见明显缺陷，但由于生产设备激增，设备振动加剧，导致结构整体略有欠缺，设备振动明显，振感逐层加强。

图2 主厂房立面结构布置示意图

3 主厂房振动测试

根据现场结构普查定位，针对主要振动设备所在楼层位置，掌握其基本参数，布置拾震设备，进行振动测试。测试结论及建议:

1)楼板的竖向自振频率为16.5 Hz，楼板的竖向振幅值在0.05 mm～0.85 mm范围内;而动力设备的运行频率为12.47 Hz～24.7 Hz，引起楼板的“拍振”和共振，影响了结构的正常使用。

2)结构水平方向(东西、南北)的固有频率均为1.513 Hz，不在动力设备运行的频率范围内，故动力设备对结构的水平作用影响不大。

3)建议对楼板振动明显的部位进行针对性加固处理。

4 主厂房混凝土强度测试

根据设计混凝土强度要求并结合施工工艺确定本次混凝土强度检测批次，具体混凝土芯样试验结果如下:

1)标高21.00 m以下柱现龄期混凝土强度分布较离散，不满足标准要求，应按单个构件混凝土构件评定。但从本次测试数据可见，现龄期混凝土强度较高，测试数据普遍超过20.0 MPa，但与原设计(C28)要求相比仍存在一定差距。

2)标高21.00 m以上柱现龄期混凝土强度推定区间为17.0 MPa～21.7 MPa间，现龄期21.00 m以上柱混凝土强度推定值为21.7 MPa，满足原设计(C18)要求。

3)主厂房梁、板现龄期混凝土强度推定区间为19.2 MPa～24.1 MPa间，主厂房梁、板现龄期混凝土强度推定值为24.1 MPa，满足原设计(C18)要求。

5 主厂房整体倾斜测量

对主厂房四周进行倾斜观测，受周边环境限制，本次测量不能尽观全貌，仅对建筑个别角部及沉降缝位置进行测量，具体测量情况见图3。

图3 主厂房倾斜测量示意图（单位：mm）

根据本次测量结果，依据GBJ 144-90工业厂房可靠性鉴定标准第4.3.6条相关规定知，建筑现状倾斜量小于规范“多层厂房框架总体水平变形≤H/500”的规定，说明建筑现状框架结构未出现倾斜变形情况，本次倾斜测量数值均在允许误差范围内。

6 结构计算分析

采用中国建筑科学研究院PKPM计算软件，依据GB 50010-2002混凝土结构设计规范、GB 50011-2001建筑抗震设计规范(2008年版)相关规定，并结合本次现场检测材料实际强度情况，对主厂房现状结构进行建模验算。

通过计算复核知:1)结构现状⑨轴～⑮轴范围一、二层框架柱轴压比普遍超出规范0.8的要求。2)框架柱实际配箍率普遍小于计算配箍要求。3)25.600标高层①轴～⑤轴间钢平台钢柱位置梁承载能力欠缺，结构断面偏小。4)结构层振感明显的位置构件承载基本满足，但结构刚度明显不足，自身频率与设备频率相近，引起楼板拍振和共振，对结构耐久不利。

7 主厂房抗震鉴定

主厂房主体结构具备一定的抗震能力，但结构抗震构造措施局部欠缺，在房屋计算复核和实际普查中多处暴露抗震不利状况，如局部框架柱轴压比超标、空间刚度变化明显及混凝土构件破损严重等情况均对结构整体抗震造成不利影响，导致主厂房抗震能力下降，建议采取加固或其他相应措施。

8 主厂房可靠鉴定

主厂房现状结构布置合理，传力路线明确，但建筑外观多有破损，特别是底部二层破损相对严重，加之部分(21.000 m标高以下)框架柱混凝土强度不满足原设计要求，结构部分区域存在抗震构造缺陷，尤其是部分设备层振感明显，均对主厂房的结构安全构成隐患。其中，结构混凝土破损，露筋等不良状况，会直接影响到构件耐久性;而设备层振感明显，长此以往，结构疲劳强度不足，将直接影响结构安全。

因此，综合判定主厂房现状可靠性等级为三级，即，可靠性不符合国家现行标准规范要求，影响正常使用，有些项目应采取措施，个别项目必须立即采取措施。

9 结论与建议

9.1 检测结论

1)主厂房一层框架柱及顶板破损严重，结构配筋普遍外露，钢筋锈蚀。

2)振动测试揭示:楼板的竖向自振频率为16.5 Hz，楼板的竖向振幅值在0.05 mm～0.85 mm范围内;而动力设备的运行频率为12.47 Hz～24.7 Hz，引起楼板的“拍振”和共振，影响了结构的正常使用。结构水平方向(东西、南北)的固有频率均为1.513 Hz，不在动力设备运行的频率范围内，故动力设备对结构的水平作用影响不大。

3)主厂房标高21.00 m以下柱现龄期混凝土强度分布较离散，不满足原设计(C28)要求;标高21.00 m以上柱现龄期混凝土强度推定区间为17.0 MPa～21.7 MPa间，混凝土强度推定值为21.7 MPa;主厂房框架梁、板现龄期混凝土强度推定区间为19.2 MPa～24.1 MPa间，混凝土强度推定值为24.1 MPa。

4)结构主体不存在明显的结构倾斜及变形的缺陷。