铜仁钢结构厂房抗震检测

1某钢铁厂1号高炉出铁场主厂房是80年代末建成投入使用,主厂房为单层单跨排架结构,主厂房排架柱是钢筋混凝土工字形截面,屋架,天窗架,支撑,檩条均为钢结构,吊车梁为预应力钢筋混凝土结构。无围护结构,局部有雨遮。现因环保除尘要求,需将1号高炉出铁主厂房封闭和安装除尘设备。
2现场勘察
现有建筑物的抗力取决于材料性能、几何参数和计算模型。它随着时间推移而衰退,其主要原因是混凝土老化、钢筋锈蚀导致截面减小和钢筋与混凝土握裹力的下降而引起结构抗力下降,结构承受持续震动荷载而产生的疲劳损伤逐步发展而导致抗力下降。因此要准确计算既有建筑物抗力,就必须以结构的现有条件为基础。现以有代表性的排架柱(PZ4)为对象,分析其承载能力。
(1)依据设计图纸,厂房排架柱为预制工字形柱,混凝土等级为300号(相当于C28) ,受力钢筋为25M nSi(相当于钢)。
(2)截面尺寸测量和钢筋位置探测经现场测量,排架柱截面尺寸基本满足设计要求(具体尺寸见图1)。钢筋探测无损检测方法是一种新的检测技术。
目前主要有两种钢筋检测方法:一是利用电磁波波动原理的检测,二是利用电磁感应原理的钢筋检测仪检测。**种方法由于设备较为昂贵、定量性较差,应用面较小,目前国内外广泛使用电磁感应原理进行检测。仪器通过传感器在被测结构内部局部范围**电磁场,同时接收在**电磁场内金属介质产生的感应电磁场,并转换为电信号,主机系统实时分析处理数字化的电信号,从而判定钢筋位置、保护层厚度和钢筋直径。经现场检测,并结合图纸,略去由于施工因素的影响,为研究问题的方便,取保护层厚度为30 mm。
3材料强度检测
考虑到混凝土钻芯检测对结构有所损伤,且混凝土龄期已**过1000天,按一般回弹法检测混凝土强度已不适用。所以排架柱采用回弹超声综合法无损检测方法检测混凝土材料的强度。
3. 1超声波检测
采用超声波检测混凝土质量,一般是根据构件或结构的几何形状、所处环境、尺寸大小以及所能提供的测试表面等条件,选用不同的测试方法。一般常用的检测方法有以下几种:
(1)对测法当混凝土被测部位能提供一对相互平行的测试表面时,可采用对测法检测。即将一对厚度振动式换能器(**简称F换能器,接收简称S换能器) ,分别耦合于被测构件同一测区两个相互平行的表面逐点进行测试, F、S换能器的轴线始终位于同一直线上; (2)角测法当混凝土被测部位只能提供2个相邻表面时,无法进行对测,可以采用丁角方法检测。即将一对F、S换能器分别耦合于被测构件的2个相邻表面进行逐点测试,两个换能器的轴线形成90度夹角; (3)平测法当混凝土被测部位只能提供一个测试表面时,可采用平测法检测。将一对F、S换能器置于被测结构同一个表面,以一定测试距离进行逐点检测。由于排架柱截面为工字形截面,为了能够准确的检测混凝土的强度,在工字形的腹板处采用对测方面,在翼缘处采用对测和平测2种方法。

结构相关要求：
一、在结构布置分析中，应重点对结构体系、平面布置、传力路径、连接方式、支撑布置、构造措施等进行检查和评价。
二、在结构构件裂缝分析中，应根据裂缝位置、形态和其它检测结果判断该裂缝是否属于受力裂缝。对受力裂缝应通过承载力验算，对非受力裂缝应进一步区分沉降、收缩、施工、温度、耐久性等并分析产生原因。
三、结构复核时，应明确验算所采用的规范、计算软件及版本、抗震设防烈度、抗震等级、场地类别、基本风压、地面粗糙度、材料强度等参数。
四、结构复核时所依据的设计规范应根据目的和类型确定。对涉及改造、使用功能改变的应按现行规范执行，结构安全性宜采用建造时期处在有效期内相应的设计规范但不**89系列规范。
五、结构复核时，普通民用建筑楼面的附加恒载应不**1.5KN/m2，屋面的附加恒载应不**3.0KN/m2，如有数据的可按实际取值。厂房活荷载取值除设计文件明确说明外应不**3.5KN/m2。楼梯恒载取值应根据截面尺寸计算确定。
六、结构复核时混凝土强度应根据检测结果按照构件的类别、批次进行取值。
1在条件许可情况下，可考虑对相邻若干楼层同设计标号、同类型构件混凝土强度进行合并后的批量评定。
2对混凝土强度离散的，应先依据规范进行异常值剔除再作区间评定。如不能进行区间评定可通过试算确定满足承载力要求的混凝土限值，根据混凝土实测值和限值的比较结果确定应加固构件及是否需进行普查（GB/T 50344-2004）。
3当构件混凝土强度**13.0MPa时，钢筋截面面积在验算时需考虑折减10%。
七、框架柱、梁箍筋和楼板纵向钢筋验算时应考虑构造要求（小配筋率）控制还是承载力控制，在构件评级时注意区分。
八、对不均匀沉降的判断应综合考虑**点侧向位移量，构件裂缝分布、形态、走向，裂缝指向与结构变形方向的吻合程度、地面变形等。
九、灾害事故应考虑受损构件在强度、截面尺寸、钢筋截面面积等方面的损失。

一般轻型厂房楼面活荷载限值为3.5kN/㎡，重型厂房楼面活荷载限值为7.5kN/㎡以上，中间即为中型厂房。这里要重点解答一下这个限值的含义，这也是广大市民为关心也是误区多的问题。拿3.5kN/㎡举例：kN/㎡中文称千牛每平米，牛为力的单位，3.5kN/㎡即一平米能承受3.5kN的力。这里可以近似通俗地把这个值转化为较好理解的数字，即3.5kN/㎡可以近似的理解为350公斤一平方。概念解释清楚了，问题也就来了。按照上面的理解，一平方只能承受350公斤的重量，但一般的机器设备轻则上千公斤，重则几千公斤（好几吨），那岂不是根本放不了。其实不然，这里的350公斤一平方，指的是楼面的平均承载力，所谓平均承载力，就是指一块楼板（以梁为边界）上的的平均承载力为350公斤一平方，局部是允许**过350公斤的，因为**过的部分可由板内其他部分分摊重量。假设一块楼板面积10平米，活荷载限值3.5kN/㎡，那这块楼板可承受总重量为35kN/㎡，即3500公斤，局部**过350公斤是完全没问题的。那具体能**过多少，这个就需要再对楼板进行局部抗冲切验算，以防止由于局部受力过大，导致力尚未传导就已将楼板破坏的情况发生。由于这里牵涉的建筑结构力学知识太过，不适于作为常识普及。

检测方法有哪些：
（1）传统经验法，主要以原设计规范为依据，是按个人经验观察及计算结果来评估结构性的一种经验方法。其特点是荷载计算以实际调查为准，材料取值以经验评定为依据，对原设计采用的规范依据、理论计算、计算图形加以分析，判定其与实际结构是否相符，是否。这种方法主要是凭借所掌握的知识和经验对结构性做宏观评价，其具有程序少、花费低、方法简单、速度快等特点。但结构比较粗糙保守，与的水平密切相关。
（2）实用法，是在传统经验法的基础上，利用现测手段和试测技术，对结构材料强度等实测值进行分析和计算，按规范要求进行综合性的一种方法。这种方法是在初步分析事故原因的基础上，进行详细调查、材料试验和结构检验。然后逐项评价、综合评定，对建筑物作出较准确的。这种方法的适用范围比较广，且有效性较高，是目前普遍采用的性方法。
（3）概率法，是运用概率和数理统计原理，采用非定值统计规律，对结构的性进行。其是将结构抗力和作用效应之间建立一定的数量关系。只要计算出失效概率，也就能得出建筑物的度。但失效概率是建立在大量统计数据基础上的，而建筑物事故事先恰恰缺乏这些资料的收集，因而概率法有待进一步完善。

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