某餐廳局部損傷檢測分析

褚建斌，韓玲玲，王 靜

（太原理工大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院，山西 太原 030024）

1 工程概況

某在建餐廳為4層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)已完工。由于該餐廳地處山腰坡地，挖土方后建于其上，因此，該建筑物室外東西兩側(cè)存在較大高差，從東側(cè)看為4層，西側(cè)僅有1層露出地面。在施工過程中，施工單位數(shù)次使用裝載機(jī)運(yùn)送混凝土通過三層樓面，導(dǎo)致樓面超載，致使該框架結(jié)構(gòu)部分梁、板構(gòu)件出現(xiàn)損傷現(xiàn)象。

2 現(xiàn)場檢測

現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)：該結(jié)構(gòu)三層樓板（軸線范圍為E~F/8~9）出現(xiàn)較為嚴(yán)重的破損；部分樓板（軸線范圍為E~F/6~7、E~G/7~8和E~H/8~9）存在明顯下?lián)?、開裂；部分主梁（軸線范圍為E~F/6、E~F/7、E~F/8、E~F/9）在跨中與次梁交接處存在裂縫；部分次梁（軸線范圍為E~F/8~9、F~G/8~9）在跨中存在裂縫，部分樓板損傷情況，見圖1。

圖1 樓板（軸線范圍E~F/8~9東側(cè)）嚴(yán)重破損

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查了解，該建筑物三層梁、板結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p傷是由于在施工過程中使用裝載機(jī)運(yùn)送混凝土通過三層樓面，導(dǎo)致樓面超載引起的。裝載機(jī)行車路線見圖2，圖2中標(biāo)出了樓板主要損傷及裂縫位置。

圖2 裝載機(jī)行車路線及樓板破損、開裂

裝載機(jī)從軸線8~9之間，依次經(jīng)過H、G、F軸線，然后右轉(zhuǎn)進(jìn)入軸線E~F之間，依次經(jīng)過8、7、6軸線，將混凝土放置于軸線范圍為5~6/E~F的樓面上。裝載機(jī)在樓板E~F/8~9處右轉(zhuǎn)彎時(shí)，車輪制動荷載全部集中于裝載機(jī)左前輪，對該樓板跨中產(chǎn)生過大集中荷載，導(dǎo)致樓板內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力集中，致使跨中發(fā)生脆性破壞。同時(shí)裝載機(jī)在運(yùn)送混凝土過程中也對所經(jīng)過的梁、板造成了不同程度的損傷。

3 現(xiàn)有結(jié)構(gòu)樓板及梁承載能力分析

3.1 樓面承載能力分析

根據(jù)該餐廳結(jié)構(gòu)施工圖及施工有關(guān)數(shù)據(jù)，該結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土樓面可承受的最大活荷載為4.0kN/m2；三層破損樓板跨度l=3.6m；裝載機(jī)重為5 t（荷載Q=50 kN），以布置在房間樓面中部的最不利情況進(jìn)行估算。

依據(jù)現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009—2001附錄B0.4條的規(guī)定：“單向板上局部荷載（包括集中荷載）的等效均布活荷載qe可按式（1）計(jì)算?！?/p>

式中：l：板的跨度；

b：板上荷載的有效分布寬度；

Mmax：簡支板單向板的絕對最大彎矩，按設(shè)備的最不利布置確定。計(jì)算時(shí)設(shè)備荷載應(yīng)乘以動力系數(shù)，并扣去設(shè)備在該板跨內(nèi)所占面積上由操作荷載引起的彎矩，即Mmax=Ql/4。

由于該結(jié)構(gòu)樓板破損在板跨中，故考慮裝載機(jī)兩輪集中布置的情況。參考《建筑工程結(jié)構(gòu)荷載學(xué)》第十四節(jié)，結(jié)構(gòu)永久荷載加上集中荷載，取裝載機(jī)輪胎與樓板接觸面尺寸約為300mm×450mm，重量為10 t左右，設(shè)備中心線間距為e=2.3m，凈距為1.4m，見圖3。

圖3 裝載機(jī)兩個(gè)輪壓活荷載的等效均布荷載圖

按照現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009—2001附錄B0.5第二和第四條的規(guī)定，計(jì)算樓面等效均布活荷載qe時(shí)，荷載的有效分布寬度應(yīng)予以折減，即

即樓面等效均布活荷載約為10.5 kN/m2，遠(yuǎn)大于樓面活荷載4 kN/m2的設(shè)計(jì)要求。

3.2 梁承載能力分析

經(jīng)過現(xiàn)場檢測，軸線范圍為E~F/6、E~F/7、E~F/8、E~F/9的主梁跨中、主次梁交接處，軸線范圍為E~F/8~9、F~G/8~9的次梁跨中存在較細(xì)裂縫，但寬度均不大于0.2mm，說明上述梁的變形為彈性變形，梁上出現(xiàn)的裂縫為延性破壞裂縫，故可以確定目前梁的承載能力滿足設(shè)計(jì)要求。

式中:e:相鄰兩個(gè)局部荷載的中心間距。

按照式（1）計(jì)算可得

4 結(jié)論及建議

通過對該結(jié)構(gòu)的檢測分析，可以得出如下結(jié)論：

（1）該餐廳三層樓板（軸線范圍E~H/8~9）板內(nèi)鋼筋屈服，樓板混凝土大面積壓碎、脫落，甚至已經(jīng)嚴(yán)重破損；軸線范圍為E~F/7~8、F~G/7~8的樓板底部大面積開裂，且裂縫寬度已超過《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010—2002中表3.3.4規(guī)定的鋼筋混凝土構(gòu)件最大裂縫寬度0.3mm的限值。因此，目前該結(jié)構(gòu)樓板出現(xiàn)的受力裂縫，已對結(jié)構(gòu)的承載力和安全性造成影響，不能滿足正常使用功能的要求。

建議對樓板E~H/8~9混凝土剔鑿，同時(shí)將樓板內(nèi)已屈服變形的鋼筋剪斷后，重新綁扎鋼筋，支模澆筑混凝土，樓板E~F/7~8、F~G/7~8板內(nèi)鋼筋變形為彈性變形，故僅需對這兩塊樓板混凝土剔鑿后重新澆筑。

（2）該結(jié)構(gòu)三層軸線范圍為 E~F/6、E~F/7、E~F/8、E~F/9 的主梁跨中、主次梁交接處與軸線范圍為E~F/8~9、F~G/8~9次梁跨中的裂縫寬度均不大于0.2mm，小于《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010—2002中表3.3.4規(guī)定的鋼筋混凝土構(gòu)件的最大裂縫寬度0.3mm的限值，因此可以認(rèn)為該結(jié)構(gòu)梁上裂縫不會對結(jié)構(gòu)的承載力和安全性造成影響，滿足正常使用功能的要求，但建議在后期內(nèi)部裝飾過程中，避免在已開裂的梁上堆積超出設(shè)計(jì)限值的荷載，造成梁裂縫的產(chǎn)生和進(jìn)一步發(fā)展。

[1]建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50344—2004），中國建筑工業(yè)出版社，2004

[2]建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009—2001），中國建筑工業(yè)出版社，2002

[3]混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010—2002），中國建筑工業(yè)出版社，2002