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【摘 要】 既有建筑不论是勘察、设计、施工、使用等方面存在缺陷,还是受到气候作用、化学侵蚀引起结构老化,均会造成工程隐患,降低结构的安全性和耐久性。为了确定结构的安全性和耐久性是否满足要求,需要对工程结构进行检测和鉴定,对其可靠性作出科学评价,然后进行维修和加固,以提高工程结构的安全性,延长其使用寿命。不能简单的按抗震设计规范的设防标准对现有建筑进行鉴定,也不能按现有建筑抗震鉴定的设防标准进行新建工程的抗震设计。根据近年来工程检测鉴定的实践,对钢筋混凝土结构检测鉴定中有关小芯样问题、工程鉴定时相关标准的引用问题以及应引起重视的其他若干问题作一简要的介绍。
【关键词】 钢筋混凝土结构;检测鉴定;小芯样;鉴定标准;结构验算
1 前言
随着我国经济建设的发展和人民生活水平的提高,对已有建筑的检测和鉴定,已逐渐被提到议事日程上来,既有建筑不论是勘察、设计、施工、使用等方面存在缺陷,还是受到气候作用、化学侵蚀引起结构老化,均会造成工程隐患,降低结构的安全性和耐久性。本文根据笔者近年来工程检测鉴定的实践,谈谈钢筋混凝土结构检测鉴定中的若干问题。
2 各种混凝土检测方法应注意其适用条件
结构混凝土强度检测方法可分为非破损法和局部破损法,其中常用的非破损测强方法有回弹法和超声-回弹综合法,局部破损测强方法有钻芯法和拔出法。钻芯法操作复杂,又需水源、电源,但测试精度高。检测混凝土强度需工程具体情况和具体条件来选取一种或二种方法(见表2.1)。
对于长龄期的混凝土,不能单一用回弹法测强,而必须用钻芯法进行修正。
回弹法测强时,必须注意回弹仪的检定和碳化深度的测量。回弹仪必须是在标准状态下,按规定要求进行检定后,才能使用。另外,碳化深度直接影响构件强度的推定,当碳化深度为1mm时,强度降低5%~8%;当碳化深度为6mm时,强度降低32%~40%。可见,对混凝土碳化深度的测量需引起足够的重视。
3 混凝土小芯样问题
钻芯法中所规定的芯样直径为100mm或150mm,但在实际工程检测中,由于一方面因构件中钢筋间距过小,给钻芯取样带来困难,另一方面在柱上取芯,对柱截面削弱太多,往往用直径小于75mm的小芯样来作抗压试验。从国内多家科研单位的试验资料来看,对小芯样的看法不完全一致(见表3.1)。从广东某工程不同直径混凝土芯样强度的比较看,小芯样强度偏底,标准差较大(见表3.2)。
因此,对直径小于75mm的小芯样检验时,需慎重采用,以免引起对检测结果的更多争议。
4 工程鉴定时有关鉴定标准的引用问题
目前,建筑物鉴定的主要标准有《建筑抗震鉴定标准》(GB50023-95)、《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-1999)、《工业厂房可靠性鉴定标准》(GBJ144-90)和《危险房屋鉴定标准》(JGJ125-99)等,各种标准在具体鉴定时,都将其分为不同的层次来进行。而这几本鉴定标准间的层次关系(见表4.1)容易被忽视,甚至出现鉴定标准引用不当的问题。
已有建筑物在鉴定后,通过采取加固措施一般还要继续使用,不论从保证其下一个目标使用期所必需的可靠度,或是从标准规范的适用性和合法性来说,均不能采用已被废止的原设计、施工规范作为鉴定的依据。鉴定工作应该依据的是鉴定标准,鉴定标准概括了现行设计、施工规范中的有关规定,也体现原设计、施工规范中尚行之有效的相关规定。
5 钢筋混凝土结构检测鉴定时易被忽视的几个问题
对于钢筋混凝土结构,一般着重检验混凝土强度,裂缝分布和梁、板、柱构件钢筋配置。通过笔者操作的工程检测情况看,钢筋的力学性能和梁、柱节点区的配筋存在质量问题的工程时有发生,例如深圳某厂房从柱中抽取的Ⅱ级钢进行拉力试验,其屈服强度只有规定值的70%,梁柱节点未设置箍筋,已引起部分节点斜向裂缝。
混凝土结构中挑出部分阳台、走道,应是结构鉴定时不可忽视的部位。一方面,悬挑部分多为静定结构,一旦构件承载力不足,就容易发生事故;另一方面,悬挑部分其顶端往往设有边梁,悬挑部分在计算时很容易作为均匀荷载考虑,而忽视实际上顶端集中荷载的存在。
对于较大跨度的厂房,顶层边柱的大偏压问题应引起足够重视。一般情况下,顶层边柱随着楼层往上其截面变小,柱中配筋变少,在考虑地震荷载组合的情况下,顶层边柱在主弯矩平面内配筋容易存在欠缺。
6 用结构分析与设计软件TAT进行结构验算时值得注意的几个问题
在利用结构分析与设计软件进行结构验算,由于软件本身所提供的数据开关较多,对同一工程的结构验算,因技术人员所选设计参数的不同而会有所不同。但所选结构模型与设计参数,应是尽可能接近结构的实际情况。
(1)底层层高 计算高度应从基础顶面算起,而不从室内地面算起。
(2)周期折减系数 需根据结构型式与填充墙的情况选取合适的系数。
(3)抗震等级的调整 TAT软件不会根据结构设防烈度和结构总高度来确定其相应的抗震等级,需要在参数修正时进行调整。
(4)梁、柱箍筋间距的调整 TAT软件所默认的箍筋间距为100mm(加密区),但在实际工程中有设计间距为150mm或因施工时达不到设计要求的情况,箍筋间距的调整就需根据实际情况作调整。
(5)梁、柱构件承载力的评定 一般情况下柱基本上为构造配筋,混凝土的强度对柱的轴压比影响较大;梁的配筋计算,会因其支座弯矩的调幅不同而有所不同,因此,对梁构件的承载力不宜单一根据支座或跨中配筋情况来判断梁的承载力,而要考虑梁调幅的跨中弯矩(M0')与支座的平均弯矩(1/2(M1'+M2'))之和是否大于按简支计算所得的跨中弯矩(M0),来进行综合判断;另外,TAT软件对梁的配筋计算时,是不考虑板的作用的,即不能按T形梁进行计算。如果按T形梁计算,其跨中配筋会有所减少。
(6)钢筋强度设计值的调整 当所检测结构混凝土强度过低时,需对相应构件内钢筋的强度作一调整。
(7)梁上荷载问题 从笔者所做钢筋混凝土结构工程的鉴定来看,如果某一工程设计有问题,很多情况下是由于设计人员在荷载输入时,少算或漏算隔墙重量(梁上荷载),引起梁的配筋不足。因此,在利用TAT软件进行结构验算,隔墙重量不能少算或漏算。
以上是笔者在工程检测鉴定中的一点肤浅体会,不妥之处望批评指正。
参考文献:
(1)《建筑抗震鉴定标准》(GB50023-95).中国建筑科学研究院,2009.6
(2)《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-1999).中国建筑科学研究院,1999
(3)《工业厂房可靠性鉴定标准》(GBJ144-90).中国建筑科学研究院,1990
(4)《危险房屋鉴定标准》(JGJ125-99).中国建筑科学研究院,1999
第一作者簡介:徐晓东,出生年月:1983年4月6日,性别:男,研究方向:房屋检测鉴定
【关键词】 钢筋混凝土结构;检测鉴定;小芯样;鉴定标准;结构验算
1 前言
随着我国经济建设的发展和人民生活水平的提高,对已有建筑的检测和鉴定,已逐渐被提到议事日程上来,既有建筑不论是勘察、设计、施工、使用等方面存在缺陷,还是受到气候作用、化学侵蚀引起结构老化,均会造成工程隐患,降低结构的安全性和耐久性。本文根据笔者近年来工程检测鉴定的实践,谈谈钢筋混凝土结构检测鉴定中的若干问题。
2 各种混凝土检测方法应注意其适用条件
结构混凝土强度检测方法可分为非破损法和局部破损法,其中常用的非破损测强方法有回弹法和超声-回弹综合法,局部破损测强方法有钻芯法和拔出法。钻芯法操作复杂,又需水源、电源,但测试精度高。检测混凝土强度需工程具体情况和具体条件来选取一种或二种方法(见表2.1)。
对于长龄期的混凝土,不能单一用回弹法测强,而必须用钻芯法进行修正。
回弹法测强时,必须注意回弹仪的检定和碳化深度的测量。回弹仪必须是在标准状态下,按规定要求进行检定后,才能使用。另外,碳化深度直接影响构件强度的推定,当碳化深度为1mm时,强度降低5%~8%;当碳化深度为6mm时,强度降低32%~40%。可见,对混凝土碳化深度的测量需引起足够的重视。
3 混凝土小芯样问题
钻芯法中所规定的芯样直径为100mm或150mm,但在实际工程检测中,由于一方面因构件中钢筋间距过小,给钻芯取样带来困难,另一方面在柱上取芯,对柱截面削弱太多,往往用直径小于75mm的小芯样来作抗压试验。从国内多家科研单位的试验资料来看,对小芯样的看法不完全一致(见表3.1)。从广东某工程不同直径混凝土芯样强度的比较看,小芯样强度偏底,标准差较大(见表3.2)。
因此,对直径小于75mm的小芯样检验时,需慎重采用,以免引起对检测结果的更多争议。
4 工程鉴定时有关鉴定标准的引用问题
目前,建筑物鉴定的主要标准有《建筑抗震鉴定标准》(GB50023-95)、《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-1999)、《工业厂房可靠性鉴定标准》(GBJ144-90)和《危险房屋鉴定标准》(JGJ125-99)等,各种标准在具体鉴定时,都将其分为不同的层次来进行。而这几本鉴定标准间的层次关系(见表4.1)容易被忽视,甚至出现鉴定标准引用不当的问题。
已有建筑物在鉴定后,通过采取加固措施一般还要继续使用,不论从保证其下一个目标使用期所必需的可靠度,或是从标准规范的适用性和合法性来说,均不能采用已被废止的原设计、施工规范作为鉴定的依据。鉴定工作应该依据的是鉴定标准,鉴定标准概括了现行设计、施工规范中的有关规定,也体现原设计、施工规范中尚行之有效的相关规定。
5 钢筋混凝土结构检测鉴定时易被忽视的几个问题
对于钢筋混凝土结构,一般着重检验混凝土强度,裂缝分布和梁、板、柱构件钢筋配置。通过笔者操作的工程检测情况看,钢筋的力学性能和梁、柱节点区的配筋存在质量问题的工程时有发生,例如深圳某厂房从柱中抽取的Ⅱ级钢进行拉力试验,其屈服强度只有规定值的70%,梁柱节点未设置箍筋,已引起部分节点斜向裂缝。
混凝土结构中挑出部分阳台、走道,应是结构鉴定时不可忽视的部位。一方面,悬挑部分多为静定结构,一旦构件承载力不足,就容易发生事故;另一方面,悬挑部分其顶端往往设有边梁,悬挑部分在计算时很容易作为均匀荷载考虑,而忽视实际上顶端集中荷载的存在。
对于较大跨度的厂房,顶层边柱的大偏压问题应引起足够重视。一般情况下,顶层边柱随着楼层往上其截面变小,柱中配筋变少,在考虑地震荷载组合的情况下,顶层边柱在主弯矩平面内配筋容易存在欠缺。
6 用结构分析与设计软件TAT进行结构验算时值得注意的几个问题
在利用结构分析与设计软件进行结构验算,由于软件本身所提供的数据开关较多,对同一工程的结构验算,因技术人员所选设计参数的不同而会有所不同。但所选结构模型与设计参数,应是尽可能接近结构的实际情况。
(1)底层层高 计算高度应从基础顶面算起,而不从室内地面算起。
(2)周期折减系数 需根据结构型式与填充墙的情况选取合适的系数。
(3)抗震等级的调整 TAT软件不会根据结构设防烈度和结构总高度来确定其相应的抗震等级,需要在参数修正时进行调整。
(4)梁、柱箍筋间距的调整 TAT软件所默认的箍筋间距为100mm(加密区),但在实际工程中有设计间距为150mm或因施工时达不到设计要求的情况,箍筋间距的调整就需根据实际情况作调整。
(5)梁、柱构件承载力的评定 一般情况下柱基本上为构造配筋,混凝土的强度对柱的轴压比影响较大;梁的配筋计算,会因其支座弯矩的调幅不同而有所不同,因此,对梁构件的承载力不宜单一根据支座或跨中配筋情况来判断梁的承载力,而要考虑梁调幅的跨中弯矩(M0')与支座的平均弯矩(1/2(M1'+M2'))之和是否大于按简支计算所得的跨中弯矩(M0),来进行综合判断;另外,TAT软件对梁的配筋计算时,是不考虑板的作用的,即不能按T形梁进行计算。如果按T形梁计算,其跨中配筋会有所减少。
(6)钢筋强度设计值的调整 当所检测结构混凝土强度过低时,需对相应构件内钢筋的强度作一调整。
(7)梁上荷载问题 从笔者所做钢筋混凝土结构工程的鉴定来看,如果某一工程设计有问题,很多情况下是由于设计人员在荷载输入时,少算或漏算隔墙重量(梁上荷载),引起梁的配筋不足。因此,在利用TAT软件进行结构验算,隔墙重量不能少算或漏算。
以上是笔者在工程检测鉴定中的一点肤浅体会,不妥之处望批评指正。
参考文献:
(1)《建筑抗震鉴定标准》(GB50023-95).中国建筑科学研究院,2009.6
(2)《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-1999).中国建筑科学研究院,1999
(3)《工业厂房可靠性鉴定标准》(GBJ144-90).中国建筑科学研究院,1990
(4)《危险房屋鉴定标准》(JGJ125-99).中国建筑科学研究院,1999
第一作者簡介:徐晓东,出生年月:1983年4月6日,性别:男,研究方向:房屋检测鉴定