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混凝土构件截面检测;
结构材料性能检测;
房屋的损坏情况调查与检测;
根据目前房屋实际状况和改建方案并按现行规范要求进行有关的工程结构验算;
房屋抗震鉴定;
分析损坏情况的原因等;
对该房屋的结构状况作综合评价、提交鉴定结论;
对该房屋本次改造的可行性进行评估。
现场检测日期:
2012年2月
图一:
房屋总体鸟瞰图
4、检测情况
4.1、房屋建筑状况
4.1.1房屋建筑概况
该房屋的建筑平面呈不规则形状,除屋面以外各楼层均在平面中央位置开设大面积的中庭,六层电影院部分楼层面上也开设了大面积的洞口,见附图一。
房屋东西向最多跨数有22跨,房屋南北向最多跨数有13跨,图示轴线间距均为9m。
在轴线5~7×
K~M、9~10×
P~Q、15~16×
N~P、19~21×
J~L、15~16×
H~J范围内设有电梯井,轴线6~7×
P~Q、10~11×
P~Q、14~15×
N~Q、17~18×
N~P、19~20×
P~Q、17~18×
H~J范围内设有楼梯。
房屋标高:
根据设计图纸资料,底层地面标高为±
0.000m,地上二层楼面标高为6.025m,三层楼面标高为11.325m,四层楼面标高为16.775m,五层楼面标高为22.225m,六层楼面标高为27.675m,屋面标高为34.000m。
经过调查、收集和整理,该房屋的建筑、结构等设计图纸资料基本齐全。
有关各层楼面至屋顶的平面图和详图等可详见原设计图纸。
4.1.2房屋现有使用状况
该房屋结构已经封顶,截止到本报告完成时,内部装修尚未完成,全楼未投入使用。
4.2、房屋结构设计状况
裙房主体为钢筋混凝土框架结构,设有少量的剪力墙,楼盖、屋盖均为现浇混凝土梁板结构。
结构平面见附图及原设计图纸。
该房屋的施工记录、会审记录、工程质量验收单、沉降观测记录等施工、监理资料基本齐全。
楼板:
上部楼盖和屋盖均为钢筋混凝土现浇梁板结构,二~六层楼板板厚大多为120mm,局部区域板厚200mm。
楼板配筋为多为Φ10@200、Φ10@150几种,在楼板宽度较小的薄弱位置,其配筋均有所加强,典型的楼板配筋方式见下图。
屋面楼板板厚多为200mm,楼板配筋多为Φ10@100,Φ12@100双层双向钢筋。
详细楼板标高、配筋可见原结构设计图纸。
图二:
二~六层典型楼板配筋图
梁:
框架梁尺寸主要有500×
800、500×
1000、1000×
1200、500×
900、800×
1000几种类型。
框架梁支座负筋出现较多的有12Φ25、14Φ25、24Φ25、10Φ25,框架梁跨中钢筋出现较多的有7Φ25、8Φ25、12Φ25、13Φ25(均为三级钢);
框架梁加密区箍筋配置多为四肢Φ10@100,非加密区箍筋配置多为四肢Φ10@200(均为二级钢),其中中庭上部的屋面沿南北方向设置了较多的预应力梁。
柱:
裙房结构框架柱的截面形状基本上为方柱和圆柱两种,其中方柱尺寸多为800x1200、1000x1200、1000x1400,圆柱尺寸多为φ1250、φ1350、φ1450、φ1550等,框架柱配置的纵筋规格主要有直径Φ22、Φ25、Φ28、Φ32(均为三级钢)几种,箍筋规格主要有直径Φ10、Φ12、Φ14(均为二级钢)几种,柱配筋详见原结构图。
剪力墙:
裙房剪力墙的厚度多为350mm,底部两层剪力墙均为型钢混凝土剪力墙,其边缘构件中均设有型钢,墙体水平、竖向分布钢筋间距均为200,底部两层的墙身分布钢筋的规格有Φ14、Φ18(二级钢)、Φ20、Φ22(三级钢)几种,三层以上分布钢筋的规格基本上均为Φ12(二级钢)。
图三:
型钢混凝土剪力墙边缘构件配筋图
4.3、现场检查情况
有关当前房屋外观完损情况的检查结果如下:
1)在所检测楼层可视范围内的混凝土柱、梁、板墙体未发现有明显裂缝、弓凸、风化等现象。
2)被检测楼层的楼梯结构完好。
3)屋面板底或吊顶装饰表面均未发现有渗水斑痕或漏水现象。
4)被检测楼层的可视范围内混凝土构件没有发现明显的开裂和变形。
未发现有风化、露筋等损坏现象。
根据现场调查检查情况,本房屋目前主体结构状况良好,未发现有严重影响结构安全的损坏。
4.4、房屋结构布置检测及图纸复核
根据现场调查测量,房屋的结构布置、主要轴线尺寸、构件的截面尺寸等实际状况与结构设计图纸基本相符。
4.4.1轴线尺寸检测
现场采用电子测距仪抽测了部分楼层的部分轴线尺寸。
检测结果见表一。
各部位的轴线尺寸与原设计基本相符。
楼层
轴线位置
设计值
实测值
(mm)
二层
6-7/R
9000
8998
表一主楼轴线尺寸复测结果
4.4.2构件截面尺寸检测
现场采用钢卷尺(型号3m,编号02810122)抽测了各楼层的部分框架柱的截面尺寸,框架柱的截面尺寸均基本符合设计要求,检测结果见下表。
表二各层柱截面抽样检测结果
构件部位
构件类型
截面尺寸(mm)
14×
Q
柱
798×
1201
800×
1200
P
805×
1196
13×
802×
1199
797×
1202
按照《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)的规定,截面尺寸的允许偏差为+8mm,-5mm。
检测结果表明:
所检测的柱截面实测值与设计值的偏差均在规范的允许范围之内。
4.4.3构件配筋检测
现场采用钢筋探测仪抽测了各楼层的部分主要构件的配筋情况。
混凝土柱端设有箍筋加密区,纵筋及箍筋配置与原设计基本符合,部分保护层厚度部分偏薄
钢筋保护层厚度测试:
底层-柱位置:
17×
K(北面)
保护层厚度:
(1)25mm
(2)30mm
4.5、沉降检测
根据现场建筑物沉降观测成果资料显示,2009年至2011年累计沉降量很小,为发现有不均匀沉降现象。
4.6、结构材料检测
4.6.1混凝土碳化深度检测
混凝土碳化是导致钢筋锈蚀的一个重要因素,也是影响钢筋混凝土耐久性的主要因素之一。
当碳化深度达到钢筋表面时,混凝土的弱碱性环境遭到破坏,钢筋锈蚀加速,造成混凝土结构的耐久性下降。
本次现场采用1%酚酞酒精溶液测试混凝土碳化深度,抽测主要的混凝土构件,测得房屋混凝土碳化深度约为0~1mm,混凝土碳化程度较小。
4.6.2混凝土强度检测
本次我站分别用回弹法和超声回弹综合法抽样检测了部分构件的混凝土强度。
回弹法和超声回弹综合法分别按照行业标准《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T23-2001)和《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》(CECS02:
2005)。
用DIGI—SCHMIDT2型数显混凝土回弹仪和北京ZBL公司生产的ZBL-U510非金属超声检测仪对混凝土强度进行了抽查测试。
其中回弹法采用根据碳化0-1mm的深度分别修正后的混凝土强度。
抽样检测结果见下表。
构件编号
回弹法
强度推定值(MPa)
超声-回弹综合法强度推定值(MPa)
01
50.8
45.5
>
C45
02
52.2
47.5
03
60.0
55.4
04
64.8
表四各层柱混凝土强度抽样检测结果
从上述构件中用超声回弹综合法的构件混凝土推定强度看,本房屋的抽测构件实测强度值柱大于C45,梁大于C35。
4.7、后续改建方案及结构验算
本淮海中路3号地块发展项目,原设计于2005~2007年,按原先工程建设标准的有关规定以及图纸资料显示的内容,房屋设计均遵照当时的规范标准进行,主要为《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)、《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)。
根据业主提供的本次后续改建方案,重点结构变动如下:
1、拆除一、二层13/P、13/Q轴线位置的混凝土框架柱;
2、根据建筑需求降低一层12~15/P~R范围内局部的楼板板顶标高;
3、拆除一~三层P/12~14、Q/12~14位置框架梁,后改设型钢混凝土框架梁,并增设钢结构柱;
4、拆除P~Q/12~14楼板,增设旋转楼梯;
5、调整一~三层14~15/P~R楼面结构布置;
本次结构验算主要是依据房屋现有结构的实际状况,后续改建的建筑结构方案,并按照现行的设计规范标准对房屋结构的承载能力进行重新计算分析。
得出新的建筑改建方案整体结构的力学性能和房屋现有结构的承载力情况,以评估后续改建方案的可行性。
遵照的规范标准主要为现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)、《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)、《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)、上海市工程建设规范《建筑抗震设计规程》(DGJ08-9-2003)以及其他现行规范、标准。
结构计算采用中国建筑科学研究院的高层建筑结构分析软件PKPM-SATWE(2010年9月版本)。
4.7.1荷载取值、材料强度及其它技术条件如下:
4.7.1.1材料容重
混凝土容重25.0kN/m3
钢材78.0kN/m3
砂浆20.0kN/m3
4.7.1.2楼面荷载
功能分区
面层、吊顶、管线(KPa)
隔墙(KPa)
活载(KPa)
商店
1.8
1.0
3.5
大堂
餐厅
4.0
厨房
4.5
5.0
停车场
2.0
---
楼梯间
卫生间
2.5
设备间
7.0
屋面、首层绿化
24
注:
楼板自重按楼板厚度及混凝土容重取值。
4.7.1.3混凝土强度等级:
梁、楼板:
C35
柱、剪力墙:
C45
4.7.1.4风荷载
基本风压 0.55kN/m2
地面粗糙度类别D类
体型系数1.3
4.7.2计算结果
经过对计算数据分析整理,其有关整体信息结果数据的列表如下:
周期计算结果:
周期
T1
T2
T3
1.1934
1.1620
1.0714
X向
Y向
扭转
层间位移角计算结果:
最大层间位移角
X方向(Dx/h)
Y方向(Dy/h)
作用类型
地震力
风荷载
计算值
1/850
1/9999
1/637
与控制值相比
<1/550
上述表中列出了房屋的前三个周期和在地震力作用下的最大层间变形位移角等,其结果均满足现行设计规范的要求。
经过计算分析,本房屋平面较复杂,楼盖孔洞较多,在5层与6层存在楼板有效宽度小于50%,及位移比超过1.2的情况,属平面不规则结构。
其结构规则性指标见下表:
序号
不规则类型
涵义
指标
1
高度
超过A级高度(7度框架55m,框架-剪力墙120m,框架-核心筒130m)
34.9m
属于A级高度
2
扭转不规则
考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.2
1.36
是
3
偏心布置
偏心距大于0.15或相连层质心相差较大
否
4
凹凸不规则
平面凹凸尺寸大于相应边长30%等
5
组合平面
细腰形或角部重叠形
6
楼板不连续
有效宽度小于50%,开洞面积大于30%,错层大于梁高
6层影院板有效宽度小于50%
7
刚度突变
相连层刚度变化大于70%或连续三层变化大于80%
8
尺寸突变
缩进大于25%,外挑大于10%和4米
9
构件间断
上下墙、柱、支撑不连续,含加强层
10
承载力突变
相连层受剪承载力变化大于80%
11
扭转偏大
不含裙楼的楼层扭转位移比大于1.4
抗扭刚度弱
扭转周期不大于0.9(A级)或0.85(B级)
0.89
12
层刚度偏小
本层侧向刚度小于相连上层的50%
13
高位转换
框支转换构件位置:
7度超过5层,8度超过3层
14
厚板转换
7~9度设防的厚板转换结构
15
塔楼偏置
单塔或多塔与大底盘的质心偏心距大于底盘相应边长的20%
16
复杂连接
各部分层数、刚度、布置不同的错层或连体结构
17
多重复杂
结构同时具有转换层、加强层、错层、连体和多塔类型的2种以上
4.8、承载力验算
4.8.1剪力墙验算结果
典型剪力墙的承载力验算结果见下表。
原底部加强区的约束边缘构件中配置了型钢形成型钢混凝土剪力墙,在地震力作用下,有部分剪力墙的边缘构件纵筋不足;
在非底部加强区剪力墙中,部分剪力墙存在不同程度的抗剪承载力不足及施工缝抗滑移验算超限。
部分剪力墙边缘构件验算结果
编号位置
纵向钢筋(mm2)
验算结果
计算
实配
底层
YJZ1(5/M)
44428
34629
不满足
YAZ1(5/L)
26932
25580
YJZ1(5/K)
26500
满足
YAZ1(6/L)
24900
KZ1a+2YAZ3(9/Q)
134915
106500
YJZ3(9/P)
48400
59829
KZ1g+2YAZ1/(15/P)
116543
86099
YJZ3/(15/P)
45300
KZ1d+2YAZ1/(19/L)
119867
90500
YJZ1(19/J)
40400
YJZ1(21/J)
21200
YAZ1(21/L)
15600
20800
12700
89097
46140
70743
KZ1h+YAZ1(19/Q)
15140
39825
三层
GJZ2(5/M)
7800
4876
GAZ1(5/L)
4600
2438
GJZ2(5/K)
1800
GAZ2(10/Q)
6000
GAZ2(10/P)
7900
GAZ2(16/N)
9400
7296
GAZ1(15/N)
5500
GJZ1(19/J)
5000
9043
GAZ1(18/H)
5900
四层
GJZ1(5/M)
2400
GAZ1a(10/P)
4261
2433
GJZ1(9/P)
GAZ2(15/N)
5649
3800
五层
2100
1.除注明外,实配钢筋面积为钢筋与型钢面积之和;
2.计算配筋超过实际配筋的加边框注明。
部分剪力墙墙身抗剪验算结果1
水平分布钢筋(cm2)
Q4(K/5)
2.26
Q4(M/5)
3.0
Q4a(6/M)
2.6
Q4c(9/P~Q)
10.1
Q4c(P/15~16)
9.4
Q4(J/16)
Q4(16/J)
6.6
Q4(20/Q)
2.2
Q4a(L/19~20)
6.5
Q4(19/J~L)
Q4(6/M)
Q4(9/P~Q)
Q4b(P/15~16)
5.7
4.52
2.8
3.39
4.3
2.4
Q4a(K/19~20)
1.一、二层考虑型钢抗剪后,水平钢筋基本上满足要求;
4.8.2框架柱验算结果
部分框架柱的承载力验算结果见下表。
在地震力作用下,存在部分框架柱纵筋、加密区箍筋及核心区箍筋不足的情况。
部分框架柱验算结果
编号/位置
南北向钢筋(cm2)
东西向钢筋(cm2)
箍筋(cm2)
KZ5a(7/L)
62
47
56
63
9.5
KZ5(10/N)
46
59
52
55
KZ2(10/K)
41
39
6.3
KZ1(17/Q)
34
4.2
KZ9a
(2/4及5/K)
4.8
9.05
基本
KZ2b(9/H)
114
24.8
4.7
KZ12(10/F)
23
31
7.7
圆柱KZ5d(11/L)
199
172
/
7.6
5.6
KZ4(14/J)
KZ4(15/K)
44
8.4
KZ12a(7/M)
66
61
圆柱KZ2c(9/H)
129
127
核心区8
94
KZ9(4及1/K)
26
38
35
6.7
KZ4(13/J)
KZ1p(17/R)
3.6
12.3
KZ2h(20/M)
86
49
98
核心区8.4
KZ5a(8/L)
KZ25a(13/H)
33
27
20
3.9
KZ25a(13/G)
43
KZ7
(2/4及7/K)
74
核心区11.1
67
174
KZ5b(10/L)
37
40
核心区6.2
7.9
KZ5(17/近M)
5.9
KZ2(13/P)
32
KZ5(18/K)
核心区6.4
KZ1(13/Q)
70
(2/4及4/K)
KZ9d
121
120
77
8.1
KZ1(11/Q)
36
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