某舊工業(yè)廠(chǎng)房擬改造的可靠性、抗震鑒定及加固

葉峰

（廣州市建設(shè)科技中心，廣東廣州 510300）

1 工程概況

該建筑建于1985 年，分別為兩幢鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)五層倉(cāng)庫(kù)樓，兩棟房屋在二到五層間設(shè)置連廊相連，朝向坐南向北，兩幢房屋平面形狀均呈矩形，結(jié)構(gòu)平面布置大致相同，其總建筑面積約14850m2，建筑總高度約為27.5m，首～五層層高均為5.5m。

圖1 房屋標(biāo)準(zhǔn)層平面

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙齊全，基礎(chǔ)型式采用天然地基淺基礎(chǔ)?；炷翉?qiáng)度標(biāo)號(hào)首、二層柱為300#，第三層柱為250#，其余構(gòu)件均為 200#；鋼筋采用Ⅰ級(jí)（Rg=2400kg/cm2）、Ⅱ級(jí)（Rg=3400kg/cm2）；設(shè)計(jì)樓面活荷載為15kN/m2。

2 損壞情況調(diào)查、結(jié)構(gòu)檢測(cè)及結(jié)果分析

2.1 場(chǎng)地、地基和基礎(chǔ)檢查情況

根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]，建筑場(chǎng)地位于密實(shí)、均勻的中硬土，為有利地段。按照《建筑變形測(cè)量規(guī)范》[2]的規(guī)定，經(jīng)采用“GTS-311S”型電子全站儀檢測(cè)，整體傾斜觀(guān)測(cè)結(jié)果偏差最大值為22mm，測(cè)高26.32m，偏差率為0.07%，房屋沒(méi)有發(fā)現(xiàn)因地基不均勻沉降而導(dǎo)致超過(guò)《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》[3]及《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》[4]所規(guī)定的裂縫寬度、傾斜、滑移痕跡及其他異常情況，該建筑地基基礎(chǔ)正常工作。

2.2 房屋損壞情況調(diào)查

鋼筋混凝土柱、梁及板均未發(fā)現(xiàn)有變形、開(kāi)裂等損壞現(xiàn)象，局部墻體抹灰飾面酥松、脫落，無(wú)明顯靜力狀態(tài)缺陷。

2.3 承重構(gòu)件檢測(cè)結(jié)果

（1）截面尺寸檢測(cè)柱構(gòu)件主要為500mm×800mm、500mm×500mm，大跨度主梁為 350mm×1000mm、300mm×1000mm。

（2）鋼筋配置檢測(cè)根據(jù)《混凝土中鋼筋檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》[5]，采用“ZBL-R620”型混凝土鋼筋探測(cè)儀對(duì)該房屋柱、梁及板構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)，該房屋的柱、梁縱筋配置與圖紙相符，但箍筋間距及板底筋間距大于設(shè)計(jì)值。

（3）構(gòu)件強(qiáng)度檢測(cè)及結(jié)果分析根據(jù)《鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》[6]，抽檢的各層柱、梁混凝土強(qiáng)度值離散性較大，部分柱、梁混凝土強(qiáng)度略低于《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[7]最低標(biāo)準(zhǔn)C20的要求，驗(yàn)算時(shí)各層構(gòu)件的強(qiáng)度取值如下：①柱：四號(hào)倉(cāng)首～三層取C20、四～五層取C18；五號(hào)倉(cāng)首層取C15、二層取C18、三層取C20、四～五層取C18；②梁：四號(hào)倉(cāng)全部取C18；五號(hào)倉(cāng)二～三層取C18、四～五層取C15、屋面層取C18；③各層樓板：全部取C18。

3 可靠性及抗震性結(jié)構(gòu)驗(yàn)算

（1）根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)數(shù)據(jù)，采用PKPM（2010 版）結(jié)構(gòu)軟件鑒定加固模塊（89 版抗震設(shè)計(jì)規(guī)范）進(jìn)行計(jì)算復(fù)核。

場(chǎng)地類(lèi)別為有問(wèn)題類(lèi)場(chǎng)地，建筑物按Ⅶ度三級(jí)抗震設(shè)防，設(shè)計(jì)地震分組第一組，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g，基本風(fēng)壓值ω0=0.50kN/m2，倉(cāng)庫(kù)樓面活荷載取原設(shè)計(jì)值15kN/m2，樓梯間取3.5kN/m2，不上人屋面取0.5kN/m2。鋼筋強(qiáng)度取值：Ⅱ級(jí)鋼筋取設(shè)計(jì)值340N/mm2，Ⅰ級(jí)鋼筋取240N/mm2，如圖2、圖 3 所示。

圖2 結(jié)構(gòu)驗(yàn)算模型

圖3 軸壓比驗(yàn)算結(jié)果

（2）第一級(jí)抗震鑒定（結(jié)構(gòu)布置與構(gòu)造鑒定）

按照《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》[8]，該房屋建筑年代為1985 年，后續(xù)使用年限不宜少于40 年，根據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)》[9]，倉(cāng)庫(kù)屬于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(lèi)（丙類(lèi)）建筑，廣州抗震設(shè)防烈度為Ⅶ度，抗震措施按本地區(qū)設(shè)防烈度考慮。

房屋總高度、受力體系、構(gòu)件截面、柱縱筋最小配筋率、柱端箍筋均符合鑒定標(biāo)準(zhǔn)要求，填充墻與框架柱間的拉筋基本符合鑒定標(biāo)準(zhǔn)要求，柱、梁構(gòu)件強(qiáng)度部分低于C20、不符合鑒定標(biāo)準(zhǔn)要求，柱軸壓比部分大于0.9、不符合鑒定標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）結(jié)構(gòu)驗(yàn)算結(jié)果

部分柱縱筋承載力不滿(mǎn)足規(guī)范要求，且柱因混凝土強(qiáng)度偏低，出現(xiàn)超筋現(xiàn)象。大部分框架梁底縱筋承載力不滿(mǎn)足規(guī)范要求。

部分框架梁梁端支座抗剪扭截面不足、出現(xiàn)超筋現(xiàn)象，不滿(mǎn)足規(guī)范要求。

取有代表性的第三層 9～10×F～G 軸（70mm 厚）進(jìn)行了承載力驗(yàn)算：其中參數(shù)按實(shí)際板厚、混凝土強(qiáng)度等級(jí)按設(shè)計(jì)強(qiáng)度C18、板配筋按實(shí)測(cè)配筋量，樓面使用活荷載取15kN/m2，樓面附加恒載按40mm 厚水泥砂漿面層+15mm 厚紙筋抹灰層考慮。計(jì)算結(jié)果表明該樓板承載力仍能滿(mǎn)足規(guī)范要求。

（4）變形驗(yàn)算

水平地震作用下各層的最大彈性層間位移角為838/1～2158/1 區(qū)間，均滿(mǎn)足規(guī)范1/450 的要求，該結(jié)構(gòu)的整體抗側(cè)力剛度滿(mǎn)足規(guī)范要求。

4 鑒定結(jié)論

4.1 抗震性能鑒定結(jié)論

該房屋的框架梁端未設(shè)箍筋加密區(qū)；部分梁、柱混凝土強(qiáng)度低于C20；部分梁、柱抗震承載力不滿(mǎn)足規(guī)范要求，即房屋的綜合抗震性能不滿(mǎn)足國(guó)家Ⅶ度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(lèi)（丙類(lèi)）建筑的抗震設(shè)防要求，應(yīng)對(duì)房屋的梁、柱作綜合抗震加固處理。

4.2 可靠性鑒定結(jié)論

依照《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》的要求，該房屋的安全性等級(jí)評(píng)定為C 級(jí)，正常使用性等級(jí)評(píng)定為A 級(jí)，可靠性等級(jí)評(píng)定為三級(jí)，即可靠性不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，在目標(biāo)使用年限（40 年）內(nèi)明顯影響整體正常使用，應(yīng)對(duì)承載力不滿(mǎn)足要求的梁、柱構(gòu)件采取加固措施。

5 處理建議

（1）若按原設(shè)計(jì)樓面活荷載15kN/m2的使用狀況下，對(duì)承載能力不滿(mǎn)足要求的框架柱、梁采用包鋼法加固處理，對(duì)配筋超限的混凝土柱、混凝土梁采取增大截面法加固處理。

（2）若不采取上述大面積的加固措施：

①使用單位應(yīng)將倉(cāng)庫(kù)樓面活荷載控制在4kN/m2以?xún)?nèi)，并對(duì)承載力尚不滿(mǎn)足要求的首層 6×G、9×D、5×C、6×C、10×C、6×B、第二層 6×B、第三層 7×G 柱，軸壓比大于 1.05 的首層 6×G、5×C、6×C、9×C、10×C、6×B、10×B 采取包鋼法或增大截面法加固；②框架梁端采取包鋼法加固；③應(yīng)對(duì)抽檢混凝土強(qiáng)度低于C15 的梁、柱進(jìn)行采取包鋼法加固處理。

6 結(jié)語(yǔ)

國(guó)家的繁榮富強(qiáng)，基建設(shè)施日新月異，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于房屋建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范更新迭代，對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備要求也逐步提高。從筆者參與接觸大量的可靠性鑒定閱歷來(lái)看，舊建筑物在經(jīng)歷較長(zhǎng)使用年限后，需涉及繼續(xù)服役或改造使用，鑒定工作可以較全面發(fā)現(xiàn)建筑物結(jié)構(gòu)內(nèi)部、外部安全或使用缺陷以及安全儲(chǔ)備等是否滿(mǎn)足現(xiàn)行規(guī)范要求，并為建筑物可否繼續(xù)安全服役或加固改造提供準(zhǔn)確的技術(shù)數(shù)據(jù)。由此可見(jiàn)，該類(lèi)建筑物的可靠性及抗震性鑒定是很有必要的。