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(chē)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?，F(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)。現(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(jiàn)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。

需要進(jìn)行檢測(cè)： 1、對(duì)于既有鋼結(jié)構(gòu)建筑物和構(gòu)筑物： （1）建（構(gòu)）筑物擬改變用途、改變使用條件和使用要求； （2）擬對(duì)建（構(gòu)）筑物進(jìn)行擴(kuò)建、加層、插層、較大規(guī)模維修或其他形式結(jié)構(gòu)改造； （3）擬對(duì)建（構(gòu)）筑物進(jìn)行整移； （4）鋼結(jié)構(gòu)本身出現(xiàn)明顯的結(jié)構(gòu)功能退化現(xiàn)象或有明顯的變形； （5）鋼結(jié)構(gòu)受到災(zāi)害、事故等作用影響，并產(chǎn)生明顯損傷； （6）對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的抗力產(chǎn)生有根據(jù)的懷疑； （7）出于保護(hù)要求，需要了解歷史建筑的工作現(xiàn)狀以及在目標(biāo)使用期內(nèi)的可靠性； （8）對(duì)建（構(gòu)）筑物超過(guò)設(shè)計(jì)使用年限，擬延長(zhǎng)建（構(gòu)）筑物使用年限； （9）擬對(duì)建（構(gòu)）筑物進(jìn)行抗震加固； （10）在既有鋼結(jié)構(gòu)附近進(jìn)行有關(guān)活動(dòng)而可能對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損傷時(shí)，活動(dòng)方與被影響方雙方協(xié)議需要檢測(cè)與； （11）對(duì)重要建筑及大型公共建筑的鋼結(jié)構(gòu)按規(guī)定進(jìn)行定期檢測(cè)與； （12）其他需要了解結(jié)構(gòu)可靠性的情形
常用的既有房屋分析:
傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)法:傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)法房屋檢測(cè)主要以原設(shè)計(jì)規(guī)范或規(guī)程為依據(jù),按個(gè)人目視觀察及規(guī)范定值計(jì)算結(jié)果來(lái)評(píng)定結(jié)構(gòu)與實(shí)際差異的一種經(jīng)驗(yàn)評(píng)定法。
傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)法的特點(diǎn)是荷載汁算以實(shí)際調(diào)查為準(zhǔn),材料強(qiáng)度取值一般按經(jīng)驗(yàn)評(píng)定,圖紙規(guī)定的材質(zhì)數(shù)據(jù)僅僅作為參考,對(duì)原設(shè)計(jì)中采用的規(guī)范依據(jù)、理式、汁算圖形,主要看是否與實(shí)際結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)相符;否則,按照實(shí)際狀況進(jìn)行修改。這種程序,花費(fèi)人力物力少。所以對(duì)于那些受力簡(jiǎn)單、傳力路線明確、較易分析的一般性建筑物和構(gòu)筑物的,經(jīng)驗(yàn)法仍是一種可行的。經(jīng)驗(yàn)法的程序如下圖所示:
傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)法一般不使用檢測(cè)設(shè)備和儀器,主要憑個(gè)人經(jīng)驗(yàn),受個(gè)人主觀因素影響較大。這樣,即使是人員技術(shù)水準(zhǔn)較高,也未必判斷準(zhǔn)確。例如,某筑物頂層墻體部位發(fā)生裂縫,材料可能判定為建筑材料因干縮或溫度作用引起的,屬于材料問(wèn)題;結(jié)構(gòu)可能判定為荷載作用下結(jié)構(gòu)抗力不足,屬于結(jié)構(gòu)受力問(wèn)題,地基可能判定為地基基礎(chǔ)沉降作用引起,屬于地基基礎(chǔ)問(wèn)題;結(jié)構(gòu)檢測(cè)則可能判定為墻體材料內(nèi)部缺陷作用引起,屬于內(nèi)部隱患問(wèn)題。不同背景的人員很容易受個(gè)人特長(zhǎng)的制約,可能判斷錯(cuò)誤。 經(jīng)驗(yàn)法的程序主要以個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)為前提,調(diào)查過(guò)于簡(jiǎn)單,準(zhǔn)確數(shù)據(jù),故在工程處理上多偏于保守。但傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)法在工程實(shí)踐中不斷發(fā)展,經(jīng)驗(yàn)在不斷豐富,若結(jié)合進(jìn)行一定的、觀察和驗(yàn)證,便可大大工作的可靠程度.

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。

一般輕型廠房樓面活荷載限值為3.5kN/㎡，重型廠房樓面活荷載限值為7.5kN/㎡以上，中間即為中型廠房。這里要重點(diǎn)解答一下這個(gè)限值的含義，這也是廣大市民為關(guān)心也是誤區(qū)多的問(wèn)題。拿3.5kN/㎡舉例：kN/㎡中文稱千牛每平米，牛為力的單位，3.5kN/㎡即一平米能承受3.5kN的力。這里可以近似通俗地把這個(gè)值轉(zhuǎn)化為較好理解的數(shù)字，即3.5kN/㎡可以近似的理解為350公斤一平方。概念解釋清楚了，問(wèn)題也就來(lái)了。按照上面的理解，一平方只能承受350公斤的重量，但一般的機(jī)器設(shè)備輕則上千公斤，重則幾千公斤（好幾噸），那豈不是根本放不了。其實(shí)不然，這里的350公斤一平方，指的是樓面的平均承載力，所謂平均承載力，就是指一塊樓板（以梁為邊界）上的的平均承載力為350公斤一平方，局部是允許超過(guò)350公斤的，因?yàn)槌^(guò)的部分可由板內(nèi)其他部分分?jǐn)傊亓?。假設(shè)一塊樓板面積10平米，活荷載限值3.5kN/㎡，那這塊樓板可承受總重量為35kN/㎡，即3500公斤，局部超過(guò)350公斤是完全沒(méi)問(wèn)題的。那具體能超過(guò)多少，這個(gè)就需要再對(duì)樓板進(jìn)行局部抗沖切驗(yàn)算，以防止由于局部受力過(guò)大，導(dǎo)致力尚未傳導(dǎo)就已將樓板破壞的情況發(fā)生。由于這里牽涉的建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)太過(guò)，不適于作為常識(shí)普及。
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