1某鋼鐵廠1號(hào)高爐出鐵場(chǎng)主廠房是80年代末建成投入使用,主廠房為單層單跨排架結(jié)構(gòu),主廠房排架柱是鋼筋混凝土工字形截面,屋架,天窗架,支撐,檁條均為鋼結(jié)構(gòu),吊車梁為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。無(wú)圍護(hù)結(jié)構(gòu),局部有雨遮。現(xiàn)因環(huán)保除塵要求,需將1號(hào)高爐出鐵主廠房封閉和安裝除塵設(shè)備。
2現(xiàn)場(chǎng)勘察
現(xiàn)有建筑物的抗力取決于材料性能、幾何參數(shù)和計(jì)算模型。它隨著時(shí)間推移而衰退,其主要原因是混凝土老化、鋼筋銹蝕導(dǎo)致截面減小和鋼筋與混凝土握裹力的下降而引起結(jié)構(gòu)抗力下降,結(jié)構(gòu)承受持續(xù)震動(dòng)荷載而產(chǎn)生的疲勞損傷逐步發(fā)展而導(dǎo)致抗力下降。因此要準(zhǔn)確計(jì)算既有建筑物抗力,就必須以結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有條件為基礎(chǔ)?，F(xiàn)以有代表性的排架柱(PZ4)為對(duì)象,分析其承載能力。
(1)依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙,廠房排架柱為預(yù)制工字形柱,混凝土等級(jí)為300號(hào)(相當(dāng)于C28) ,受力鋼筋為25M nSi(相當(dāng)于鋼)。
(2)截面尺寸測(cè)量和鋼筋位置探測(cè)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量,排架柱截面尺寸基本滿足設(shè)計(jì)要求(具體尺寸見圖1)。鋼筋探測(cè)無(wú)損檢測(cè)方法是一種新的檢測(cè)技術(shù)。
目前主要有兩種鋼筋檢測(cè)方法:一是利用電磁波波動(dòng)原理的檢測(cè),二是利用電磁感應(yīng)原理的鋼筋檢測(cè)儀檢測(cè)。前一種方法由于設(shè)備較為昂貴、定量性較差,應(yīng)用面較小,目前國(guó)內(nèi)外廣泛使用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行檢測(cè)。儀器通過(guò)傳感器在被測(cè)結(jié)構(gòu)內(nèi)部局部范圍發(fā)射電磁場(chǎng),同時(shí)接收在發(fā)射電磁場(chǎng)內(nèi)金屬介質(zhì)產(chǎn)生的感應(yīng)電磁場(chǎng),并轉(zhuǎn)換為電信號(hào),主機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)分析處理數(shù)字化的電信號(hào),從而判定鋼筋位置、保護(hù)層厚度和鋼筋直徑。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),并結(jié)合圖紙,略去由于施工因素的影響,為研究問(wèn)題的方便,取保護(hù)層厚度為30 mm。
3材料強(qiáng)度檢測(cè)
考慮到混凝土鉆芯檢測(cè)對(duì)結(jié)構(gòu)有所損傷,且混凝土齡期已超過(guò)1000天,按一般回彈法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度已不適用。所以排架柱采用回彈超聲綜合法無(wú)損檢測(cè)方法檢測(cè)混凝土材料的強(qiáng)度。
3. 1超聲波檢測(cè)
采用超聲波檢測(cè)混凝土質(zhì)量,一般是根據(jù)構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的幾何形狀、所處環(huán)境、尺寸大小以及所能提供的測(cè)試表面等條件,選用不同的測(cè)試方法。一般常用的檢測(cè)方法有以下幾種:
(1)對(duì)測(cè)法當(dāng)混凝土被測(cè)部位能提供一對(duì)相互平行的測(cè)試表面時(shí),可采用對(duì)測(cè)法檢測(cè)。即將一對(duì)厚度振動(dòng)式換能器(發(fā)射簡(jiǎn)稱F換能器,接收簡(jiǎn)稱S換能器) ,分別耦合于被測(cè)構(gòu)件同一測(cè)區(qū)兩個(gè)相互平行的表面逐點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試, F、S換能器的軸線始終位于同一直線上; (2)角測(cè)法當(dāng)混凝土被測(cè)部位只能提供2個(gè)相鄰表面時(shí),無(wú)法進(jìn)行對(duì)測(cè),可以采用丁角方法檢測(cè)。即將一對(duì)F、S換能器分別耦合于被測(cè)構(gòu)件的2個(gè)相鄰表面進(jìn)行逐點(diǎn)測(cè)試,兩個(gè)換能器的軸線形成90度夾角; (3)平測(cè)法當(dāng)混凝土被測(cè)部位只能提供一個(gè)測(cè)試表面時(shí),可采用平測(cè)法檢測(cè)。將一對(duì)F、S換能器置于被測(cè)結(jié)構(gòu)同一個(gè)表面,以一定測(cè)試距離進(jìn)行逐點(diǎn)檢測(cè)。由于排架柱截面為工字形截面,為了能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)混凝土的強(qiáng)度,在工字形的腹板處采用對(duì)測(cè)方面,在翼緣處采用對(duì)測(cè)和平測(cè)2種方法。

混凝土構(gòu)件強(qiáng)度的檢測(cè)可以使用鉆芯法或者回彈法。
回彈法是利用回彈儀對(duì)混凝土表面強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定，以推算混凝土整體的強(qiáng)度，是在混凝土結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)過(guò)程中，常用的非破損檢測(cè)方法。此方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)便靈活，然而在實(shí)際的應(yīng)用中有著很多的影響因素，如混凝土原材料的構(gòu)成、成型、養(yǎng)護(hù)的方法、外加劑的種類數(shù)量等都會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成一定的影響?；炷恋臉?gòu)件都有著相關(guān)的技術(shù)規(guī)定，在使用回彈法進(jìn)行混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)時(shí)，必須對(duì)技術(shù)規(guī)定予以遵守。鉆芯法的檢測(cè)過(guò)程是采用水冷式鉆機(jī)在混凝土的構(gòu)件上鉆取芯樣試件，來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室中的抗壓強(qiáng)度測(cè)試，從而對(duì)混凝土的強(qiáng)度及內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)。鉆芯法是一種較為可靠和直接的檢測(cè)方法，然而對(duì)建筑的混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)造成一定的損傷，因此在沒(méi)有征求到委托方的同意、或者可能產(chǎn)生嚴(yán)重的安全事故的情況下，好不要使用鉆芯法來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。
一、現(xiàn)場(chǎng)宜檢查建筑物使用工況與設(shè)計(jì)要求的符合程度，施工質(zhì)量觀感和實(shí)體的變形、開裂等。
二、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)宜優(yōu)先采用無(wú)損檢測(cè)方法，當(dāng)必須采用半破損或破損檢測(cè)方法時(shí)，應(yīng)選在非主要受力部位。
三、選用有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)方法時(shí)，應(yīng)遵守下列規(guī)定：
1對(duì)于通用的檢測(cè)項(xiàng)目，應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；
2對(duì)于有地區(qū)特點(diǎn)的檢測(cè)項(xiàng)目，可選用地方標(biāo)準(zhǔn)；
3對(duì)同一種方法，地方標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不一致時(shí)，有地區(qū)特點(diǎn)的部分應(yīng)按地方標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，檢測(cè)的基本原則和基本操作要求應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
4當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或地方標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定與實(shí)際情況確有差異或存在明顯不適用問(wèn)題時(shí)，可對(duì)相應(yīng)規(guī)定作適當(dāng)調(diào)整或修正，但調(diào)整與修正應(yīng)有充分的依據(jù)；調(diào)整與修正的內(nèi)容應(yīng)在檢測(cè)方案中予以說(shuō)明，必要時(shí)應(yīng)向委托方提供調(diào)整與修正的檢測(cè)細(xì)則。
四、既有建筑物的結(jié)構(gòu)檢測(cè)抽樣宜根據(jù)受檢建筑物的資料情況進(jìn)行分類：
1 A類：基建程序齊備、結(jié)構(gòu)圖紙齊全且真實(shí)有效，施工質(zhì)保資料基本齊全且真實(shí)有效。
2 B類：基建程序齊備、結(jié)構(gòu)圖紙不齊全但真實(shí)有效，施工質(zhì)保資料缺失或部分缺失。
五、建筑結(jié)構(gòu)的抽樣檢測(cè)方案，可根據(jù)檢測(cè)項(xiàng)目的特點(diǎn)按下列原則選擇：
1材料、強(qiáng)度、幾何尺寸、配筋等應(yīng)隨機(jī)抽樣，抽撿數(shù)量應(yīng)滿足本標(biāo)準(zhǔn)的要求。
2結(jié)構(gòu)損傷宜采用全數(shù)普查、重點(diǎn)抽查的方法。
3結(jié)構(gòu)連接構(gòu)造的檢測(cè)，應(yīng)選擇對(duì)結(jié)構(gòu)影響大的部位進(jìn)行抽樣。
4對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)時(shí)，對(duì)于同類構(gòu)件宜選取受力較大、自身現(xiàn)狀較差、所處環(huán)境惡劣、缺陷暴露較多的構(gòu)件進(jìn)行。
六、當(dāng)沒(méi)有足夠的依據(jù)原材料性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，原材料性能宜在結(jié)構(gòu)實(shí)體中抽查驗(yàn)證。
七、現(xiàn)場(chǎng)檢查與檢測(cè)應(yīng)做好相應(yīng)的安全防護(hù)措施。

結(jié)構(gòu)相關(guān)要求：
一、在結(jié)構(gòu)布置分析中，應(yīng)重點(diǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)體系、平面布置、傳力路徑、連接方式、支撐布置、構(gòu)造措施等進(jìn)行檢查和評(píng)價(jià)。
二、在結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫分析中，應(yīng)根據(jù)裂縫位置、形態(tài)和其它檢測(cè)結(jié)果判斷該裂縫是否屬于受力裂縫。對(duì)受力裂縫應(yīng)通過(guò)承載力驗(yàn)算，對(duì)非受力裂縫應(yīng)進(jìn)一步區(qū)分沉降、收縮、施工、溫度、耐久性等并分析產(chǎn)生原因。
三、結(jié)構(gòu)復(fù)核時(shí)，應(yīng)明確驗(yàn)算所采用的規(guī)范、計(jì)算軟件及版本、抗震設(shè)防烈度、抗震等級(jí)、場(chǎng)地類別、基本風(fēng)壓、地面粗糙度、材料強(qiáng)度等參數(shù)。
四、結(jié)構(gòu)復(fù)核時(shí)所依據(jù)的設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)根據(jù)目的和類型確定。對(duì)涉及改造、使用功能改變的應(yīng)按現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行，結(jié)構(gòu)安全性宜采用建造時(shí)期處在有效期內(nèi)相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范但不低于89系列規(guī)范。
五、結(jié)構(gòu)復(fù)核時(shí)，普通民用建筑樓面的附加恒載應(yīng)不低于1.5KN/m2，屋面的附加恒載應(yīng)不低于3.0KN/m2，如有可靠數(shù)據(jù)的可按實(shí)際取值。廠房活荷載取值除設(shè)計(jì)文件明確說(shuō)明外應(yīng)不低于3.5KN/m2。樓梯恒載取值應(yīng)根據(jù)截面尺寸計(jì)算確定。
六、結(jié)構(gòu)復(fù)核時(shí)混凝土強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)檢測(cè)結(jié)果按照構(gòu)件的類別、批次進(jìn)行取值。
1在條件許可情況下，可考慮對(duì)相鄰若干樓層同設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)、同類型構(gòu)件混凝土強(qiáng)度進(jìn)行合并后的批量評(píng)定。
2對(duì)混凝土強(qiáng)度離散的，應(yīng)先依據(jù)規(guī)范進(jìn)行異常值剔除再作區(qū)間評(píng)定。如不能進(jìn)行區(qū)間評(píng)定可通過(guò)試算確定滿足承載力要求的混凝土限值，根據(jù)混凝土實(shí)測(cè)值和限值的比較結(jié)果確定應(yīng)加固構(gòu)件及是否需進(jìn)行普查（GB/T 50344-2004）。
3當(dāng)構(gòu)件混凝土強(qiáng)度低于13.0MPa時(shí)，鋼筋截面面積在驗(yàn)算時(shí)需考慮折減10%。
七、框架柱、梁箍筋和樓板縱向鋼筋驗(yàn)算時(shí)應(yīng)考慮構(gòu)造要求（小配筋率）控制還是承載力控制，在構(gòu)件評(píng)級(jí)時(shí)注意區(qū)分。
八、對(duì)不均勻沉降的判斷應(yīng)綜合考慮頂點(diǎn)側(cè)向位移量，構(gòu)件裂縫分布、形態(tài)、走向，裂縫指向與結(jié)構(gòu)變形方向的吻合程度、地面變形等。
九、災(zāi)害事故應(yīng)考慮受損構(gòu)件在強(qiáng)度、截面尺寸、鋼筋截面面積等方面的損失。

荷載計(jì)算分析：
1、均攤載荷驗(yàn)算法
該方法的原理是：
將設(shè)備的重量均攤到每一個(gè)設(shè)備的平均占地面積上，然后將該均攤的載荷與樓房的設(shè)計(jì)承重（單位面積）進(jìn)行對(duì)比，如果均攤載荷小于設(shè)計(jì)承重，則樓房是安全的，反之則是不安全的。
例：一臺(tái)設(shè)備重量
Q=1000
公斤，外形尺寸：長(zhǎng)×寬×高＝600mm×800mm×2200mm，設(shè)備四周均有走道，走道寬度均為800mm，樓房的設(shè)計(jì)承重是P=600kg/m2。Q = 1000 kg
A =（0.6＋0.8/2＋0.8/2）×（0.8＋0.8/2＋0.8/2）＝2.24 m2 設(shè)備對(duì)地面產(chǎn)生的均攤荷載q＝Q/A＝1000/2.24＝446 kg/m2由于q <＝，設(shè)備可以安全安裝。
對(duì)于我們的情況：
LVG1200
設(shè)備的重量：
Q=6800kg，平均占地面積（將過(guò)道均攤）：A=18m2，樓房設(shè)計(jì)承重：P = 1000kg/m2
設(shè)備對(duì)地面產(chǎn)生的均攤荷載q＝Q/A＝6800/18＝377 kg/m2 由于q <＝P，設(shè)備可以安全安裝。
該方法不是很準(zhǔn)確，因?yàn)樗菍⒃O(shè)備的重量均攤在總的占地面積上，它沒(méi)有考慮把設(shè)備集中一點(diǎn)放置時(shí)情況，因此不是很科學(xué)，只能作為一個(gè)簡(jiǎn)單的估算。
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