某小学教学楼,3层砖混结构,根据施工现场安全检测技术检查及结构设计承载力验算数据分析研究结果,按照抗震设防类别为乙类,抗震设防烈度为7度,后续可以使用工作年限宜为30年进行抗震检测,该建筑发展现状以及房屋抗震构造一个局部不满足抗震检测标准规范要求,局部构件承载力不满足抗震检测标准严格要求。检测主要问题结论如下:
经现场试验,墙体砌筑砂浆强度等级为M1.1,砖强度等级为MU10,满足规范低要求。
(2)部分墙面抹灰层的剥落渗漏、二层局部开裂、屋面局部渗漏、屋面挑檐和檐槽的局部变形和剥落等均需加固修复。
(3)建筑物木质屋架下弦未被拉通,屋顶无结构柱,无不符合检测标准要求的环梁,屋顶悬挑檐部局部变形和脱落不符合检测标准,建筑物抗震结构措施不符合检测标准要求,需进行抗震加固处理。
(4)一层横向墙体平均抗震设计能力发展指数和综合抗震技术能力分析指数不满足检测工作标准管理要求;一层部分纵向墙体抗压承载力不满足规范自己要求;二、三层组成部分楼面大梁配筋不足。需对结构构件承载力研究不足处进行有效加固处理。
(5)如上所述,常规结构不满足地震检测规范的要求,之后采取的结构适当加固措施上述常规的缺点,抗震检测符合规范,合适的为30年以后的生活。
建筑结构设计中荷载值相关问题探讨
1.结构设计中的荷载取值
随着我国建筑业的不断发展,建筑体的形态越来越多样,建筑体的构造也越来越复杂。这些都使得建筑体的荷载量越来越大。建筑体荷载值的确定在整个结构设计中非常重要,这将会是保障建筑体的抗震性与稳定性的基石。通常建筑荷载值的确定会有一般流程,首先会根据项目的实际情况建立相关的荷载概率模型,在此基础上再来进一步展开参数的研究与分析工作,这样才能够更为准确的确定荷载值。
2.建筑结构荷载的分类
施加在结构上的集中力或者分布力称为荷载。荷载根据时间的长久分为荷载、可变荷载和偶然荷载。荷载是施加在工程结构上不变的(或其变化与平均值相比可以忽略不计的)荷载。如结构自重、外加性的承重、非承重结构构件和建筑装饰构件的重量、土压力等。
恒载在结构的设计中必须考虑其长期效应,因为在建筑体的整个使用期内它是持续施加于结构之上的。可变荷载是施加在结构上的由人群、物料和交通工具引起的使用或占用荷载和自然产生的自然荷载。可变荷载的随机性表现在空间的变异方面,变化和平均值难以忽略,包括建筑上的活动人群、自然界的风、雨、雪荷载等。偶然荷载有可能出现的荷载,而且一旦出现,量值较大,包括地震、汽车撞击作用等持续很短的荷载等。
3.荷载值确定的重要性
在建筑结构设计中荷载值的确定非常重要,这不仅是结构设计中的一项基础工作,也能够直接决定建筑体的安全性与稳定性。荷载值的准确确定将能够明确整个建筑体的结构内力,在此基础上才能够进一步展开相关的结构计算。如果无法明确建筑体的荷载值,或者是对于荷载值的确定有偏差,这很容易造成建筑体的结构形变,会使得建筑体的寿命降低,甚至产生安全事故。因此,合理确定建筑体的荷载值非常重要。
厂房检测主要内容:
针对房屋现有结构平面布置情况及构件布置、层高等进行图纸复核与测绘。此项工作重点在于查清该房屋结构现状,核对是否与原设计一致,如有不一致的,进行图纸测绘。
①结构柱网尺寸;
②房屋层高;
③墙柱及主次梁布置情况核对。
2房屋现状完损性调查
主要检查房屋各部位外观受灾严重程度,如梁、板、柱和填充墙等结构构件表层脱落、裂缝(或酥裂)、颜色改变、挠度、烧熔等情况。
3房屋混凝土强度影响程度检测
考虑到混凝土表层过火已顺坏及精度等因素,在此采用钻芯法检测混凝土强度检测方法
4构件截面尺寸和钢筋配置检测
根据G204-2002,结合相关设计图纸,抽取房屋主要混凝土结构构件进行截面尺寸、配筋构造的检测与校核。钢筋配置检测主要包括构件的主筋数量、箍筋配置间距、保护层厚度情况,并选取部分进行钢筋直径校核。
5房屋倾斜及不均匀沉降检测检测
针对房屋结构整体性和基础情况,采用经纬仪对房屋倾斜趋势进行检测,选取房屋棱角等部位进行检测;并结合内部部分构件进行垂直度检测。对房屋整体选取相对同一标高的点进行整体不均匀沉降观测。综合上述检测对房屋总体倾斜及不均匀沉降进行分析。
同时可结合通过对上部结构的损坏情况普查,观测主体结构有无明显的变形、开裂等情况,反映其下部基础由于不均匀沉降趋势。
1.建筑材料的强度检测
对于钢筋混凝土结构的房屋, 结构主要检测混凝土强度。混凝土强度检测方法有多种, 目前工程中较多采用回弹法和钻芯法进行检测。
回弹法是一种无损检测方法, 采用回弹仪在混凝土表面进行弹击测量, 计算得出混凝土强度。此法类似于用温度计量测体温, 对房屋结构没有任何影响, 但些法对老旧建筑混凝土强度检测的准确性很低,对火灾烧过的混凝土不能使用。钻芯法是一种局部破损检测方法, 采用取芯机在混凝土构件上钻取芯样, 将芯样拿回实验室进行检测分析, 得出混凝土强度。此法类似于抽血化验, 对房屋结构有轻微影响。
2.钢筋分布情况检测
钢筋分布情况检测主要是检测房屋的柱子、梁和楼板里钢筋的配置情况, 查验其是否符合设计要求, 通常采用钢筋扫描仪进行检测。将钢筋扫描仪探头在柱子、梁或楼板的表面纵横方向, 就可以得到埋藏在混凝土内的钢筋图像, 从而确定钢筋的位置和保护屋的厚度,类似于x 光拍片。
3.构件的尺寸测量
主要是测量柱子和梁的断面尺寸、楼板的厚度。柱子和梁的断面尺寸采用普通钢卷尺测量; 楼板厚度的测量较麻烦, 以往做法是先在楼板上钻一个通孔, 然后用卷尺或卡尺测量孔洞长度。现在一些精明的厂家已经开发出了楼板测厚仪, 将探头紧贴楼板表面进行测量即可测出楼板的厚度, 方便快捷。
4.结构变形和裂缝、腐蚀等损伤检测
建筑物经过一定时期的使用后难免出现一些结构变形、裂缝和钢筋锈蚀等“病痛”, 同样需要借助的仪器设备来进行检测。结构变形是指房屋倾斜、基础沉降等现象, 一般采用全站仪、经纬仪和水准仪进行测量。房屋倾斜测量时间较短, 1~2 天即可完成; 基础沉降测量耗时较长, 快则3 个月, 慢则几年时间, 视具体情况而定。裂缝检测需先凭肉眼观测, 观测柱子、梁和楼板上是否存在裂缝。发现裂缝, 先描绘裂缝形态、位置, 然后采用裂缝规、塞尺或裂缝测宽仪测量裂缝的宽度, 采用钢卷尺测量裂缝的长度, 必要时采用超声仪测量裂缝的深度。
钢筋锈蚀对混凝土结构而言是较为严重的病症, 一旦发现, 应引起高度重视。钢筋包裹在混凝土中, 一般较难发现它是否锈蚀, 只有当它锈蚀到一定程度时, 才会露出一些蛛丝马迹。柱子、梁或楼板的钢筋锈蚀后体积膨胀, 通常会引发柱子、梁或楼板的表面抹灰层胀鼓、脱落和开裂等并发症。钢筋锈蚀程度的检测方法有剔凿法、自然电位法。剔凿法需将钢筋锈蚀部位的混凝土保护层剔凿掉, 用钢丝刷刷去浮锈, 用卡尺测量钢筋的剩余直径, 以此计算钢筋截面损伤率。
自然电位法是利用电化学原理来定性判断混凝土中钢筋锈蚀程度的一种方法, 可采用钢筋锈蚀仪进行测量步骤五———“诊”根据前百“望、闻、问、切”四个步骤的检测, 结构就掌握了被检建筑物的一些基本情况和具体参数。依据这些检测结果, 结构还需运用材料科学、物理科学、工程力学、结构工程学等综合技术, 辅之以计算机模拟技术, 结合工程经验, 对建筑物健康状况进行综合诊断。遇到疑难杂症, 甚至还需要召开会议进行讨论会诊。经过综合诊断, 结构便会开出一份“房屋体检报告”。凡符合建筑规范要求、主要指标正常的, 定为一类健康建筑; 基本符合建筑规范要求, 某些指标不正常但不影响使用的, 属于二类基本健康建筑; 有重要构件受到损伤, 需要加固的, 被判为三类建筑; 那些已经影响使用安全的则是四类建筑, 结构将要求房屋使用方立即采取加固措施, 避免事故发生。“体检报告”中, 结构还会根据建筑结构现状, 对其剩余寿命作出估。
承载力检验:
承载力是楼板的承载能力,包括强度、稳定、疲劳等问题,承载力检验用承载力检验系数实测值γ0u表示。每级外加荷载值的计算见公式
Qb1=k(QS-GK)×L0×b (k=0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)
Qb2=(kQS-GK)×L0×b (k=1.1,0.95[γcr], [γcr],1.3)
Qb3=(k/Qd -GK)×L0×b (k/=1.15,1.2,1.25,1.30, …)
Qb1 Qb2 —正常使用极限状态检验时外加荷载值(N)
k —正常使用极限状态检验时加载系数
Qb3 —承载力极限状态检验时外加荷载实测值(N)
k/—承载力极限状态检验时加载系数
Qd —承载力极限状态检验设计值(N),包括板的自重,查结构图集中结构性能检验参数表
L0—板的检验跨度,它等于板的标志长度减去0.1(m)
b—板的标志长度(m)
公式(4)是1~5级外加荷载值计算方法,在第5级外加荷载持续半小时后检验跨中挠度实测值a0q;公式(5)是6~9级外加荷载计算方法,在7、8级时观察裂缝;公式(6)是10级以后外加荷载计算方法,每级加载系数k/增加5%,直至观察到检验标志的破坏现象计算出承载力检验系数实测值γu0见公式(7
γu0 = Qb3 /Qd ≥[γu
γu0 —承载力检验系数实测值
[γu] —承载力检验系数允许值,查GB 50240-2002中《承载力检验系数允许值》
房屋裂缝问题:
荷载裂缝:由类荷载直接作用产生的应力所引起的裂缝,称为荷载裂缝。当结构自重、使用荷载等因素超过设计初始设定值时,造成结构承载能力小于荷载作用,导致结构产生裂缝。在由外荷载直接引起结构裂缝的工程,普通钢筋混凝土构件当内力达到30%极限荷载时(混凝土应力达到抗拉强度)便已出现裂缝,裂缝宽度在0.05~0.10mm,这种裂缝对结构的安全度一般没有影响,还可承受70%~80%的极限荷载。所以,混凝土结构允许带裂缝工作,只要在一定程度或规范允许宽度范围内即是安全的。
变形裂缝:由第二类荷载(变形荷载)引起的裂缝。当结构受第二类荷载作用产生变形,变形受到约束得不到伸展时,会引起结构内部产生应力,应力超过一定数值时会引起构件裂缝。在变形作用下,结构的抗力与抗裂性取决于混凝土的抗拉性能,即抗拉强度和抗拉变形。在由变形变化引起裂缝的工程中,超静定结构占多数,由于这类结构的承载能力有较大的安全度,有较好的韧性,能适应较大的变形,有时尽管裂缝较严重,房屋也不至于出现倒塌破坏。据统计,混凝土结构的这种裂缝占全部裂缝的80%以上,其中又以温度、收缩裂缝居多,地基变形裂缝次之。
在什么条件下可申请厂房安全检测检测呢?
1、在厂房建筑上设置高耸物、搁置物或者悬挂物的,属于拆改厂房结构、明显加大厂房荷载或者在楼顶设置广告牌等高耸物的,应当由原厂房设计单位或者具有相应等级的设计单位提出设计方案,经厂房安全检测机构检测符合安全条件后,方可设置。
2、严重损坏的厂房一般不得装饰装修。确需装饰装修的,应当行厂房检测,并采取修缮加固措施,达到居住和使用安全条件后,方可进行装饰装修。
3、非住宅厂房装修涉及拆改厂房结构、明显加大厂房载荷的,应当由原厂房设计单位或者具有相应等级的设计单位提出设计方案,经厂房质量检测机构检测符合安全条件后,方可施工。
4、原有厂房改为公共场所或生产经营用房的,经营者应当向厂房质量检测机构申请厂房检测。
5、因发生自然灾害或者爆炸、火灾等事故危及厂房安全的,厂房所有人应当及时向厂房安全检测机构申请厂房检测。
6、兴建大型建筑或者有桩基、地下建筑物和构筑物等建设项目的,建设单位应当在开工前向厂房安全检测机构申请对施工区相邻厂房进行厂房检测,并按照规定采取安全保护措施。
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