兰州地区信号机房房屋结构安全性鉴定与分析
2020-10-20李映辉
李映辉
(甘肃第三建设集团公司,甘肃 兰州 730030)
建筑结构在其生命周期的服役过程中,随着服役时间增加,其结构功能及安全使用性能会逐渐下降,为保证使用人员的生命及财产安全,对既有建筑结构进行安全性检测鉴定是十分必要且具有重要意义的[1-5]。建筑结构的安全性鉴定结果是其后期加固改造的重要依据,通过后期的加固可恢复和提高既有建筑的安全性及耐久性,从而使建筑结构更好的为房屋使用者服务[6-8]。
1 项目概况
兰州市某微波发射部机房,位于兰州市城关区白塔山山顶。该建筑物设计建造于2006年,该建筑物为主体二层(局部三层)现浇钢筋混凝土框架结构,总建筑面积为910.00m2。该建筑物长度为40.10m,宽度为16.20m,主体高度为8.70m(最高处11.80m),一层层高为4.8m,二层层高为 3.3m,该工程抗震设防烈度为8度,框架抗震等级为二级,结构设计使用年限为50年,场地土类别为II类,基础采用柱下钢筋混凝土独立基础。混凝土强度设计等级:基础、地梁采用C30混凝土,其余梁、板、柱均采用C25混凝土。建筑物局部裂缝及破损情况如图1、图2所示。
2 建筑物结构安全依据的国家规范、标准及检测仪器
2.1 依据的国家规范与标准
《建筑结构检测技术标准》(GB/T 50344-2004)等国家关于建筑结构安全检测、鉴定、设计方面的技术标准、规程规范。
2.2 结构安全检测所使用的检测仪器及其要求
沉降观测采用DS32水准仪,倾斜观测ET220经纬仪,混凝土强度检测采用HT-225T型混凝土回弹仪,混凝土碳化深度检测采用LR-TH1型混凝土碳化深度测量仪,钢筋配置检测采用PS200S型钢筋探测仪,尺寸测量采用5m钢卷尺,裂缝观测采用WYSX-40X型读数显微镜仪器[4],以上仪器均在国家规定的有效检定校准周期内,并处于正常状态,仪器设备的精度满足检测要求。
图1 墙体裂缝
图2 散水局部破损
3 建筑物场地工程地质情况
根据地基勘察单位与2009年9月提供的 《机房场地岩土工程勘察报告》,本工程在勘察范围内地层自上而下分布情况如下:
1)素填土层:褐黄色,稍湿,松散;主要由粉土与黏性土组成,上部为3:7灰土,表层为310mm的混凝土地面。厚度1.4~2.3m。
2)粉土层:埋深 1.6~2.4m,层厚 10.7~11.8m,褐黄色,中密,稍湿,具湿陷性,中等压缩性,韧性低,干强度低,无光泽反应,摇震反应中等。
3)粉质黏土:埋深11.8~14.2m,厚度 7.9~8.7m,褐黄-褐黄色,中密,稍湿,坚硬,无湿陷性,中等压缩性,韧性中等,干强度中等,稍有光泽,无摇震反应。
4)卵石:埋深 20.9~22.3m,厚度 2.5m,青灰色,一般粒径20~50mm,最大粒径70mm,骨料颗粒占60%~75%。该层物理性质较好。
该场地地下水埋藏较深,地下水对混凝土结构无腐蚀,对钢筋混凝土结构中的钢筋未发现有腐蚀现象。
4 地基沉降(相对)值检测
根据现场实际情况,以该建筑物二层挑板为基准面,选取一层框架柱作观测点,采用水准仪对该建筑物进行相对沉降观测。该建筑物北侧的基础相对沉降量在0~59mm之间,相邻柱基的沉降差为1.41‰~6.85‰之间,南侧的基础相对沉降量在0~41mm之间,相邻柱基的沉降差为0.29‰~2.87‰之间。相邻柱基的沉降差不满足《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)中第5.3.4条的规定。但应当说明的事,该建筑物的地基相对沉降是以建筑物二层挑板为基准面取得的,也包括一定的施工误差在内。
5 框架柱、框架梁配筋检测结果(部分)
框架柱、框架梁配筋检测结果见表1。
表1 框架柱、框架梁配筋检测结果
6 结构安全计算
根据现场踏勘及检测获得的数据,采用中国建筑科学研究院开发的多、高层PKPM系列结构计算软件对该建筑物主体结构进行验算。
6.1 基本参数的计算取值(见表2)
表2 基本参数的计算取值
6.2 计算结果
剪重比:该建筑物X方向最小剪重比为:11.37%,Y方向最小剪重比为11.45%,剪重比满足《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中“最小剪重比限值为3.2%”的要求。
位移比:该建筑物一层-二层中:X方向最大的弹性层间位移角为1/546,Y方向最大层间位移角为1/537,X方向最大的弹性层间位移角不满足《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中“最大弹性层间位移角限值为1/550”要求。
轴压比:该建筑物一层、二层中,框架柱最大轴压比计算结果为0.41,框架柱轴压比均满足《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中“最大轴压比限值为0.75”的要求。
承载力验算:根据计算分析复核结果,多数框架梁实际配筋不满足承载力要求。
7 结构安全结论
1)根据承载力计算复核结果,该建筑物部分构件承载力不满足规范要求。并结合本次检测结果,经综合分析,该建筑物结构构件安全性等级评定为Cu级,即安全性不符合《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292-1999)对Asu级的要求,影响整体承载。
2)根据以上结果,建议委托具有相关资质的设计单位和施工单位进行加固处理。