某綜合樓可靠性試驗鑒定與分析

宋宗波 唐利飛

(1.山東國泰建筑工程設(shè)計咨詢有限公司，山東 濟南 250001； 2.長沙市建筑工程安全監(jiān)察站，湖南 長沙 410016)

某綜合樓可靠性試驗鑒定與分析

宋宗波1唐利飛2

(1.山東國泰建筑工程設(shè)計咨詢有限公司，山東 濟南 250001； 2.長沙市建筑工程安全監(jiān)察站，湖南 長沙 410016)

以某改變使用用途的綜合樓工程為背景，檢測了現(xiàn)場混凝土的強度及鋼筋保護層厚度，并通過靜載試驗，分析了結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫、應(yīng)變、撓度的變化情況，綜合評定了該建筑物的可靠性等級，從而確保綜合樓的安全性。

綜合樓，可靠性，靜載試驗，混凝土強度

1 工程概況

濟南市某汽配城綜合樓塔樓主體為框架核心筒結(jié)構(gòu)，塔樓地下2層，地上8層；裙房主體為框架結(jié)構(gòu)，裙房地下2層，地上4層，總建筑面積約為46 000 m2，主體建筑總高度為21.5 m。該建筑屬于丙類建筑，該建筑所在地區(qū)抗震設(shè)防烈度為6度，基礎(chǔ)為樁筏基礎(chǔ)，基礎(chǔ)和柱的混凝土強度等級為C40，梁、板的混凝土強度等級為C30。由于該綜合樓需改變使用用途，結(jié)構(gòu)承受荷載增加，因此需對該工程的可靠性進行鑒定。

2 現(xiàn)場調(diào)查及檢測

2.1 混凝土構(gòu)件強度檢測

現(xiàn)場采用回彈法對113個混凝土構(gòu)件的強度進行了抽樣檢測，強度回彈值依據(jù)JGJ/T 23—2011回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程進行處理[1]，檢測結(jié)果表明，梁、板、柱的最低強度推定值分別為：34.5 MPa，34.2 MPa，40.8 MPa，該工程混凝土構(gòu)件的混凝土強度滿足設(shè)計要求。

2.2 鋼筋保護層厚度測定

采用DJGW鋼筋位置測定儀對本工程混凝土構(gòu)件的主筋保護層厚度進行了抽樣檢測，結(jié)果顯示，大部分梁柱構(gòu)件保護層厚度允許偏差在-7 mm～+10 mm，板保護層厚度允許偏差在-5 mm～+8 mm，合格率為91.2%。

3 靜載試驗

3.1 試驗內(nèi)容

為檢驗混凝土構(gòu)件在設(shè)計活荷載下的受力性能，以及承載能力是否達到設(shè)計和安全運行的要求，并對其作出合理評價，對該綜合樓開展現(xiàn)場靜載試驗。

根據(jù)GB/T 50152—2012混凝土結(jié)構(gòu)試驗方法標準第9.1.3條[2]，分別在1層G-H-3-4，3層5-6-J-K以及廣場1-1/3-D-E選取了三個試驗區(qū)域進行現(xiàn)場靜載試驗，三個試驗區(qū)域的平面定位以及區(qū)域內(nèi)梁板的具體尺寸等參數(shù)見圖1。試驗測定的項目包括混凝土構(gòu)件的應(yīng)變、裂縫及撓度等參數(shù)，試驗前，完成對試驗區(qū)域內(nèi)的混凝土構(gòu)件應(yīng)變片粘貼、位移計安裝、設(shè)備連接調(diào)試等工作，各區(qū)域內(nèi)混凝土構(gòu)件應(yīng)變片及位移計安放位置見圖2～圖4。

試驗采取沙袋平鋪的方法施加平面荷載，沙袋每袋重30 kg，試驗區(qū)域一和試驗區(qū)域二施加的模擬活荷載為4 kN/m2，試驗區(qū)域三施加模擬的活荷載為10 kN/m2。試驗時采用分級加載的方式，每個試驗區(qū)域荷載均采取10級加載與卸載。每級荷載加載完成后的持荷時間為10 min，且每級加載時間宜相等，達到使用荷載值作用時，持荷時間為15 min。加載并觀察完成后，對試件進行卸載，卸載時采用加荷載的反方式進行卸載。該試驗的現(xiàn)場試驗及信息采集見圖5，圖6。

3.2 試驗結(jié)果及分析

3.2.1 裂縫測試結(jié)果及分析

區(qū)域一試驗前裂縫普查發(fā)現(xiàn)框架主梁存在細微裂縫，裂縫最大寬度為0.1 mm左右。試驗加載過程中未發(fā)現(xiàn)混凝土梁板存在明顯開裂破壞現(xiàn)象，卸載完成后，裂縫最大寬度依然為0.1 mm左右，該區(qū)域內(nèi)的混凝土構(gòu)件在4 kN/m2的模擬荷載下未發(fā)生破壞。

區(qū)域二試驗前裂縫普查發(fā)現(xiàn)框架主梁存在細微裂縫，裂縫最大寬度為0.1 mm左右，次梁最大裂縫寬度為0.04 mm。試驗加載過程中未發(fā)現(xiàn)混凝土梁板存在明顯開裂破壞現(xiàn)象，卸載完成后，裂縫寬度沒有明顯變化，該區(qū)域內(nèi)的混凝土構(gòu)件在4 kN/m2的模擬活荷載下也未發(fā)生破壞。

區(qū)域三試驗前裂縫普查發(fā)現(xiàn)框架主梁存在細微裂縫，裂縫最大寬度為0.1 mm左右，次梁最大裂縫寬度為0.04 mm。試驗加載過程中未發(fā)現(xiàn)混凝土梁板存在明顯開裂破壞現(xiàn)象，卸載完成后，框架主梁裂縫最大寬度增至0.13 mm，次梁最大裂縫增至0.1 mm。該區(qū)域內(nèi)的混凝土構(gòu)件在10 kN/m2的模擬活荷載下裂縫寬度增大，但裂縫寬度均未超出規(guī)范要求。

3.2.2 應(yīng)變測試結(jié)果及分析

試驗區(qū)域一混凝土構(gòu)件最大拉應(yīng)變?yōu)?30，最大壓應(yīng)變?yōu)?7，代入GB 50010—2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中的本構(gòu)關(guān)系可得[3]，最大拉應(yīng)力為1.76 N/mm2，最大壓應(yīng)力為2.88 N/mm2。

試驗區(qū)域二混凝土構(gòu)件最大拉應(yīng)變?yōu)?43，最大壓應(yīng)變?yōu)?38，最大拉應(yīng)力為1.61 N/mm2，最大壓應(yīng)力為4.06 N/mm2。

試驗區(qū)域三混凝土構(gòu)件最大拉應(yīng)變?yōu)?95，最大壓應(yīng)變?yōu)?38，代入GB 50010—2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中的本構(gòu)關(guān)系可得，最大拉應(yīng)力為1.46 N/mm2，最大壓應(yīng)力為4.06 N/mm2。

三個試驗區(qū)域混凝土構(gòu)件在模擬荷載作用下的最大壓應(yīng)力均未超過混凝土的抗壓應(yīng)力，最大拉應(yīng)變雖然均超過了混凝土的最大抗拉應(yīng)變，但試驗過程中并未發(fā)現(xiàn)混凝土梁存在裂縫明顯增加現(xiàn)象。這是由于混凝土內(nèi)力重分布，部分拉應(yīng)力讓鋼筋承受的結(jié)果，此時混凝土梁仍然能夠繼續(xù)承載。

3.2.3 撓度測試結(jié)果及分析

各試驗區(qū)域測得的荷載—撓度曲線如圖7所示，由圖7可知，各試驗區(qū)域的最大撓度實測值分別為4.37 mm，4.75 mm，4.03 mm，均遠小于規(guī)范規(guī)定的撓度限值(各區(qū)域梁撓度限值分別為33.6 mm，44.0 mm，22.0 mm)。

4 可靠性鑒定結(jié)果

結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查檢測、試驗測試以及PKPM建模復(fù)核結(jié)果，依據(jù)GB 50292—2015民用建筑可靠性鑒定標準和相應(yīng)現(xiàn)行國家有關(guān)規(guī)范[4]，該綜合樓的主體可靠性評級結(jié)果如下：

1)該建筑竣工至今，基礎(chǔ)已經(jīng)穩(wěn)定，檢測中未發(fā)現(xiàn)由于基礎(chǔ)不均勻沉降引起的建筑傾斜、裂縫等不良現(xiàn)象，該工程地基基礎(chǔ)的可靠性等級評定為A級。2)該工程框架柱、梁、板等構(gòu)件的強度、鋼筋保護層厚度、撓度等均滿足設(shè)計及規(guī)范要求，個別梁存在細微裂縫，試驗過程中未發(fā)現(xiàn)明顯增加現(xiàn)象，裂縫不影響混凝土構(gòu)件的安全使用，該工程主體結(jié)構(gòu)的可靠性等級評定為A級。3)該工程屋面防水及排水設(shè)施完好，無老化、滲水等不良現(xiàn)象；門窗完好，密封性符合設(shè)計要求，未發(fā)現(xiàn)存在剪切變形；墻體完好，未發(fā)現(xiàn)明顯變形及裂縫，無滲漏跡象，圍護系統(tǒng)的可靠性等級評定為A級。4)該工程結(jié)構(gòu)體系傳力合理，連接方式正確，受力可靠，檢測中未發(fā)現(xiàn)變形、滑移、松動及其他損壞，工程結(jié)構(gòu)體系與構(gòu)造的可靠性等級評定為A級。

因此，該工程的可靠性綜合評定為Ⅰ級，該工程地基基礎(chǔ)、上部主體結(jié)構(gòu)及圍護系統(tǒng)等能夠滿足安全和正常使用的要求，個別梁存在細微裂縫，但不影響混凝土構(gòu)件的安全使用功能，進行適當?shù)男蘅樚幚砑纯伞?/p>

[1] JGJ/T 23—2011，回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程[S].

[2] GB/T 50152—2012，混凝土結(jié)構(gòu)試驗方法標準[S].

[3] GB 50010—2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

[4] GB 50292—2015，民用建筑可靠性鑒定標準[S].

Identification and analysis of reliability test for a comprehensive building

Song Zongbo1Tang Lifei2

(1.ShandongGuotaiConstructionEngineeringConsultingCo.,Ltd,Jinan250001,China;2.ChangshaArchitecturalEngineeringSafetySupervision,Changsha410016,China)

Taking the usage change of a comprehensive building engineering as the background, this paper detected the site concrete strength and reinforcement protection layer thickness, and through the static load test, analyzed the change situation of structure component crack, strain, deflection, comprehensive assessment of the reliability level of the building, so as to ensure the safety of the comprehensive building.

complex building, reliability, static load test, concrete strength

1009-6825(2017)05-0037-03

2016-12-03

宋宗波(1983- )，男，碩士，工程師； 唐利飛(1984- )，男，碩士，工程師

TU317

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