徐 薇 (安徽省建筑科学研究设计院,安徽 合肥 230031)
随着城市化的进程,建筑结构改造是老旧建筑物的研究方向之一。为保证安全,建筑结构改造前进行检测鉴定工作是必要的。为贯彻执行相关法律法规,实行以预防为主的方针,减轻地震破坏减少损失,应对现有建筑改造前的抗震能力进行鉴定[1]。本文立足某框架结构综合实验楼工程实例,探究结构抗震鉴定的过程,对类似建筑物的改造施工有借鉴意义。
该建筑物设计为钢筋混凝土框架结构,主楼地上七层,裙房地上二层,无地下室,总建筑面积为4180㎡。建筑结构安全等级为二级,设计使用年限为50年,结构抗震设防烈度为6度,基本地震加速度值为0.05g,地震分组为第一组,抗震设防为丙类,主楼框架抗震等级为三级,裙房框架抗震等级为四级。本工程基础设计采用柱下独立基础,基础持力层为第②层黏土层,地基基础承载力特征值为300kPa。混凝土设计强度等级:素混凝土垫层为C10,基础强度等级为C25,主楼基础顶至二层顶梁、板柱、楼梯混凝土强度等级均为C30,裙房以及主楼二层顶梁、板、柱及楼梯混凝土强度等级均为C25。
经对本工程结构进行调查[2]:本工程建筑平面呈“乙”字型,分为二层裙房以及七层主楼,均采用钢筋混凝土框架结构,上部承重结构采用现浇板+主次梁+框架柱的承重体系,结构布置合理,形成完整的体系,传力路径明确。一、二层层高为4.2m,三至七层层高均为3.6m。填充墙体采用非承重粘土空心砖及水泥混合砂浆进行砌筑。建筑物外立面现状见图1,一层建筑平面示意图见图2。
图1 建筑物外立面现状
图2 一层建筑平面示意图
经检测[3],未发现上部承重结构构件存在因荷载因素引起的结构性受力裂缝以及因钢筋锈蚀因素引起的顺钢筋方向裂纹、保护层脱落等现象,所处环境正常。
现场选取该建筑物主楼的4个阳角部位对顶点侧向位移进行测量,测量结果见表1。
主体结构顶点侧向位移检测结果汇总表 表1
该建筑物观测点2019年1月16日的实测顶点侧向位移值在《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292-2015)标准规定的界限值以内。
现场抽取部分混凝土构件,采用回弹法检测其混凝土强度,结果见表2。
单个构件混凝土强度检测结果 表2
抽检的柱、梁混凝土构件现龄期混凝土强度推定值达到设计要求。
采用钢筋定位仪及钢尺等对抽取的框架柱钢筋配置及截面尺寸进行检测,结果见表3。
框架柱钢筋配置及截面尺寸检测结果 表3
抽检框架柱纵向主筋根数、箍筋间距及截面尺寸符合设计及规范要求。
采用钢筋定位仪及钢尺等对抽取的框架梁箍筋间距及截面尺寸进行检测,结果见表4。
梁箍筋间距及截面尺寸检测结果 表4
抽检梁构件箍筋间距及截面尺寸符合设计及规范要求。
采用钢筋定位仪及钢尺等对抽取的现浇板正弯矩钢筋间距进行检测,结果见表5。
现浇板正弯矩钢筋间距检测结果 表5
抽检现浇板板底钢筋间距符合设计及规范要求。
经检测未发现墙体存在结构性裂缝和损伤;采用钢筋探测仪对墙体拉结钢筋进行检测,墙体拉结钢筋间距为(480~520)mm,满足施工验收规范要求。
经过勘察揭露,场地内岩土层自上而下为:①层素填土,层厚2.30~3.70m;②层粘土,该层未钻穿,fak=300kPa,Es=15.0MPa。建设场地较为平整,非边坡地带,地基较稳定未见滑动迹象。经检测未发现不均匀沉降引起的上部结构异常现象。
本工程建于2005年,抗震设防烈度6度,根据《建筑抗震鉴定标准》(GB50023-2009)要求,按C类建筑(后续使用年限50年)依据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)进行抗震鉴定。
该工程在鉴定过程中未发现结构明显变形及不均匀沉降等异常现象,基础工作状态正常,按地基承载力特征值为300kPa进行计算,基础承载能力满足规范要求[4]。
现场对其上部结构外观及抗震构造措施进行检测鉴定,鉴定结果见表6、7。
上部结构外观抗震鉴定结果 表6
抗震构造措施鉴定 表7
如图3。
图3 计算模型
①水平地震作用计算满足要求。
②截面抗震验算满足要求。
③抗震变形验算满足要求。
①该工程在鉴定过程中未发现结构明显变形及不均匀沉降等异常现象,地基承载力特征值:按地基承载力特征值为300kPa进行计算,基础承载能力满足规范要求[5],因此,该工程所在场地及地基基础满足《建筑抗震设计规范》要求。
②本工程为主体七层、局部二层框架结构,抗震构造措施均满足《建筑抗震设计规范》要求。
③水平地震作用计算满足《建筑抗震设计规范》要求,截面抗震验算满足《建筑抗震设计规范》要求,抗震变形验算满足《建筑抗震设计规范》要求。
④本工程按C类建筑(后续使用年限50年)进行鉴定,综合抗震能力满足《建筑抗震设计规范》要求,从而为后继改造施工提供了依据。