某厂房结构抗震鉴定及加固处理

曾 小 勇

(福建省建筑科学研究院，福建 福州 350025)

0 引言

近年来，随着经济的不断发展，工业技术的不断革新，对厂房的承载及抗震能力提出了更高要求。目前很多旧厂房不能满足现在的生产需要，为节约资源及成本，建筑物的改造和加固越来越多的受到关注和重视，本文结合工程实例，谈谈对厂房进行结构抗震鉴定及给出相应的加固处理方案。

1 工程概况

安溪县某厂房为4层框架结构房屋，采用现浇钢筋混凝土楼屋面板，采用桩基础，建于2011年。该楼3层总长约为72 m，总宽约为36 m，建筑面积约为2 500 m2。该楼3层活荷载设计值为5.0 kN/m2，现需改变3层使用功能，活荷载取值为7.4 kN/m2。为了解改变使用功能后3层楼板安全性及抗震性能，现对该楼3层楼板进行结构安全性鉴定。

该楼3层结构平面布置图见图1。

2 现场检查、检测

2.1 混凝土抗压强度检测

现场采用回弹法检测该楼3层梁构件混凝土抗压强度[6]。所检3层梁检测批构件现龄期混凝土抗压强度具有95%保证率[2]的标准值的推定区间上限值为23.1 MPa，略低于设计C25强度等级要求。

2.2 钢筋扫描

现场抽取部分3层梁构件采用钢卷尺量测其截面尺寸，并采用磁感墙体探测仪扫描构件钢筋分布。现场所检梁构件截面尺寸、梁底第一排纵筋根数均满足设计及验收规范要求，箍筋间距基本满足设计及验收规范要求。

现场抽取部分3层板构件，并采用磁感墙体探测仪扫描构件钢筋分布。所检3层板板底短跨方向的钢筋实测平均间距略大于设计间距。

2.3 楼板厚度检测

现场采用非金属板厚度测试仪检测该楼3层楼板厚度，所检3块楼板构件的楼板厚度均大于设计值，超出《混凝土结构工程施工质量验收规范》[4]的允许正偏差。

2.4 裂缝现状检测

现场对3层楼板构件进行裂缝检查，未发现肉眼可见明显裂缝。

现场对3层梁构件进行裂缝检测，检测结果见表1。

表1 梁构件裂缝分布示意图

所检梁构件裂缝主要表现为梁侧结构层产生竖向及斜向裂缝；所检最大裂缝宽度为0.29 mm，接近《工业建筑可靠性鉴定标准》表6.2.5主要混凝土构件不适于承载的裂缝宽度限值(0.3 mm)，所检3L-(8)-(C-D)，3L-(4)-(A-B)轴梁构件支座处出现斜裂缝，不符合《工业建筑可靠性鉴定标准》[1]6.2.5条规定的要求。

3 结构承载能力分析

3.1 承载力计算参数

采用中国建筑科学研究院编制的PKPM系列软件对该楼3层梁、板构件承载力验算，计算时，抗震设防烈度取为7度(0.10g)，地震分组为第三组[5]；场地类别按设计取为Ⅲ类；框架抗震等级为三级；基本风压取为0.65 kN/m2；地面粗糙度类别取为B类；风载体型系数取1.3；在竖向荷载的作用下，钢筋混凝土框架梁考虑混凝土的塑性变形内力重分布，适当减少支座负弯矩，梁端弯矩调幅系数取为0.85；楼屋面恒荷载板厚按设计取值，二次装修的楼面恒荷载按设计取1.2 kN/m2，活荷载按设计取为7.4 kN/m2；混凝土抗压强度按现场实际检测结果取值；其余计算参数均按规范要求进行取值。

构件承载能力按式Z=R/γ0S进行计算，其中，R为结构抗力；S为荷载作用效应；γ0为结构重要性系数，按国家现行设计规范取1。

3.2 3层梁板构件承载能力分析

根据结构电算结果与梁、板构件的钢筋实际检测结果进行比较，结果表明：该楼层梁构件支座负筋及梁底纵筋承载能力基本不满足结构安全性要求；该楼3层板构件板底短跨方向承载能力不满足结构安全性要求。

4 加固处理

根据以上鉴定结果及《混凝土结构加固设计规范》[5]，充分考虑现有结构实际情况以及加固后结构的受力特点，按以下方案进行加固处理。

4.1 框架梁

除四周边梁及个别梯间梁外，框架梁采用梁底外粘型钢、梁面粘贴钢板加固，梁底两侧通长粘贴规格为90 mm×8 mm(边长×厚度)的角钢，梁面负弯矩区粘贴规格为200 mm×5 mm(宽度×厚度)的钢板，沿梁轴线方向粘贴规格为50 mm×5 mm(宽度×厚度)的U形钢板箍，加固大样图见图2～图4。

4.2 次梁

除个别梯间梁外，次梁采用梁底、梁面粘贴钢板加固，梁底通长、梁面负弯矩区粘贴规格为200 mm×5 mm(宽度×厚度)的钢板，梁底钢板端部及中间部位沿梁轴线方向粘贴规格为200 mm×4 mm(宽度×厚度)的U形钢板箍进行锚固，加固大样图见图5，图6。

4.3 楼板

除梯间板外，楼板沿短跨方向的板底通长、板面支座负弯矩区采用粘贴碳纤维布加固，板面短跨方向支座负弯矩区粘贴规格为100 mm×0.167 mm(宽度×厚度)、间距为350 mm的碳纤维布、板底短跨方向粘贴规格为100 mm×0.167 mm(宽度×厚度)、间距为400 mm的碳纤维布，加固大样图如图7～图9所示。

5 结语

根据以上检测、鉴定结果，该厂房3层梁、板加固后现状可满足楼面使用活荷载7.4 kN/m2的安全性要求。