结构构件安全性鉴定(精选7篇)
结构构件安全性鉴定 篇1
门式刚架结构体系是钢结构的一种应用形式, 由于其结构简单, 受力合理, 使用空间大, 施工安装便捷等优点, 在现代工厂设计中得到越来越多的应用。随着厂房向大型化、多功能化发展, 为充分利用厂房内净空, 常需要设置操作平台或设置办公夹层, 出现了许多带有夹层的门式刚架结构。目前, 尚无明确针对带夹层门式刚架的条文规范, 设计时必须根据结构的具体形式进行分析, 并在设计参数、构件选用、支撑布置及节点处理等方面采取具体措施, 以保证结构设计安全、可靠性及经济性。本文分析了带夹层门式刚架的结构特性, 结合某带夹层门式刚架厂房结构实例, 使用MTS分析鉴定其结构构件安全性。
1工程概况
某门式刚架厂房采用焊接H型钢柱、钢梁及压型钢板屋面, 基础为钢筋砼独立基础, 总建筑面积为24328.29m2, 于2009年12月开工, 2010年8月建成并投入使用。该厂房 (1-5) - (B) 、 (C) 轴为单跨单坡带夹层门式刚架, 如图1所示, 为了解该榀刚架的安全状况, 需进行结构构件安全性鉴定。
2现场检测
利用金属测厚仪、游标卡尺以及钢卷尺等对构件截面尺寸及节点布置进行检测, 刚架柱、梁的截面尺寸及柱梁节点、梁梁节点的布置均与原设计相符, 满足《钢结构工程施工质量验收规范》 (GB205-2001) 的要求。
3安全性评级
本工程抗震设防烈度为7度, 设计基本地震加速度为0.10g, 地震分组为第二组, 场地类别为Ⅱ类;基本风压按25年一遇取0.46kN/m2, 地面粗糙度取B类。H型钢柱、钢梁、端板、加劲板均按Q345B钢取值:f=310N/mm2, fv=180N/mm2, 柱脚螺栓牌号取Q235B, 刚架节点高强螺栓性能等级取10.9级。依据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECE102:2002及《建筑结构荷载规范》GB50009-2010, 夹层楼面均布恒载按楼板、钢梁自重考虑, 活载按办公楼取2.0kN/m2, 屋面均布恒、活荷载按设计分别取0.2kN/m2、0.3kN/m2。根据现场检测数据并结合设计图纸, 采用MTS建筑钢结构辅助设计系统对该结构进行构件承载力验算分析。结构计算模型如图2所示。
注:图中数字代表杆件号
根据检测数据进行复核验算, 杆件14平面内整稳应力比0.665、平面外整稳应力比0.862, 杆件17平面内整稳应力比0.825, 杆件19翼缘抗弯应力比0.851、平面内整稳应力比0.673、平面外整稳应力比0.864, 其余柱脚节点、柱梁节点 (混合连接) 、柱梁节点 (刚性连接) 、梁梁节点验算结果满足规范要求。根据《工业建筑可靠性鉴定标准》 (GB50144-2008) , 安全性等级评定结果不满足规范要求的构件及连接详见表1。
4结论
根据现场检测及验算分析结果, 结论如下:
(1) (1-5) - (B) 、 (C) 轴刚架截面尺寸与形式满足设计要求, 各连接节点设置与设计相符。
(2) 柱顶刚架梁 (5) 轴端部抗弯承载力不足, 两端部平面内外稳定性不足, 跨中平面外稳定性不足, 应对 (1-5) - (B) 、 (C) 轴刚架柱顶刚架梁进行加固, 使其满足承载能力要求;其余刚架柱、梁的强度、稳定及其刚度满足规范要求。
(3) 柱脚节点、柱梁节点及梁梁节点承载能力满足规范要求。
带夹层门式刚架结构是根据实际使用需要发展而来的一种新型结构形式, 随着现代工业厂房使用要求的不断提高, 多夹层门式刚架、局部夹层门式刚架、夹层楼板大面积开洞门式刚架等形式复杂的带夹层门式刚架结构已经在一些实际工程中得到应用, 通过对该结构构件进行安全性鉴定, 为带夹层门式刚架厂房的结构安全性鉴定提供参考。
结构构件安全性鉴定 篇2
【关键词】钢筋混凝土;裂缝;变形;分析
一、钢筋混凝土结构构件的裂缝分析
(1)判明结构性裂缝的受力性质:结构性裂缝,根据受力性质和破坏形式进一步区分为两种:脆性破坏和延性破坏。脆性破坏裂缝是危险的,应予以足够重视,必须采取加固措施和其他安全措施。延性破坏裂缝是否影响结构的安全,应根据裂缝的位置、长度、深度以及发展情况而定。如果裂缝已趋于稳定,且最大裂缝未超过规定的容许值,则属于允许出现的裂缝,可不必加固。(2)查明裂缝的宽度、长度、深度:钢筋混凝土结构构件的裂缝按其表征可分三种:表面细小裂缝,即缝宽很小,长度短而浅;中等裂缝,其宽度在0.2mm左右,长度局限在受拉区,裂缝已深入结构一定深度;贯穿性裂缝。缝宽超过0.3mm,长度伸到受压区,裂缝已贯穿整个截面或部分截面。结构性裂缝不仅表征结构受力状况,还会影响结构的耐久性。裂缝宽度愈大,钢筋愈容易锈蚀,意味着钢筋和混凝土之间握裹力已完全破坏,使用寿命已近终结。裂缝深度也是表征之一,通常表面裂缝多是非结构性裂缝,贯穿性裂缝多是结构性裂缝,容易使钢筋锈蚀,危险性较大,根据危险性,采取必要的加固措施。(3)判明裂缝是发展的还是稳定的:钢筋混凝土结构构件裂缝按其扩展性质,通常分三种:稳定裂缝,即裂缝的宽度、长度保持恒定不变;活动性裂缝,该裂缝的宽度和长度随着受荷状态和周围温度、湿度变化而变化;发展裂缝,裂缝的宽度和长度随着时间增长而增长。钢筋混凝土结构在各种荷载作用下,在受拉区允许在裂缝出现下工作,也就是说裂缝是不可避免的,只要裂缝是稳定的,其宽度不大,符合规范要求,并无多大危险,属安全构件。但裂缝随时间不断扩展,说明钢筋应力可能接近或达到流限,对承载力有严重的影响,危险性较大,应及时采取措施。
二、钢筋混凝土结构构件的变形分析
结构在长期使用中,由于荷载、温度、湿度以及地基沉陷等影响,将导致结构变形和变位,变形不但对美观和使用方面有影响,且对结构受力和稳定也有影响。较大变形往往改变了结构的受力条件,增大受力的偏心距,在构件断面、连接节点中产生新的附加应力,从而降低构件的承载能力,引起构件开裂,甚至倒塌。结构变形的测定项目应针对可疑迹象,根据测定的要求、目的加以选择,但最大的挠度和位移必须检测。变形的鼍测应与裂缝量测结合起来,结构过度的变形,可产生对应的裂缝,过大的裂缝又可扩大结构的变形。另一方面还需看变形是稳定的还是发展的,变形发展很慢或基本稳定是正常的。结构过度变形是结构刚度不足或稳定性不足的标志,它并不直接反映结构的强度。影响结构变形的主要因素,如断面尺寸、跨度、荷载、支座形式、材料质量等,也影响到结构的强度。因此进行安全鉴定时,还应和裂缝、结构构件稳定等结合考虑。
三、钢筋混凝土结构构件的防裂变措施
(1)由于高层建筑砌块体积较大、砌体又设置拉结筋,所以相应灰缝厚度也有所增加,当一面填充墙体砌筑完成时,墙体的自然沉降会逐渐展开,使墙体上部与主体结构的接触处产生裂缝,因此填充墙砌至接近梁、板底时,应留一定的空隙,以便任由填充墙自由沉降变形。(2)严格按照施工验收规范的要求进行上下层错缝组砌。在砌体砌筑前,绘制块植物区系排列图,确定皮数杆每层砌筑皮数,水平、竖直灰缝宽度,砌块的搭接长度,及不同规格砌块的使用位置等,并且严格控制砂浆饱满度及灰缝的厚度。(3)在墙的高度、厚度、不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半突然变化处及门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝。(4)正确处理梁、柱与填充墙的接缝。填充墙砌至接近梁、板底时,应留一定空隙170~200mm。等填充墙砌完并间隔1~10d后,墙体变形基本完成,再用同砌体同材料的实心砖斜砌挤紧,倾斜度控制在45°~60°,以使砌体与梁板底紧密结合。为保证柱与填充墙的连接,沿墙高每隔600mm设置拉结筋,且砌筑前一定要排砖,调整好灰缝大小,避免在柱边出现灰缝偏大或过窄,使柱墙连接不紧密。拉结筋必须放置在砂浆中,预埋在柱上的拉结筋如果与灰缝错位时,应将钢筋位置校正或在柱上补焊拉结筋。(5)做好成品保护工作,砌筑后应尽量保证墙体避免撞击振动,并对其进行及时的养护,以保证砌体强度能够得到正常的增长。
四、积极运用裂缝修复方法
已经产生的裂缝则必须设法予以修复,否则影响建筑物的观感和使用功能。填充墙的裂缝一般不影响结构安全,因此在裂缝修复时不必强调强度方面的要求,但对温度的反复性必须有充分的认识。对已趋于稳定的裂缝可采用手工直接将水泥砂浆进行修补,修补后注意浇水养护。对于因不均匀沉降而导致的较大裂缝则需与结构加固配合进行。通过修复可提高墙体裂缝部位的抗变形能力,在原裂缝位置一般不会再出现裂缝。
参 考 文 献
结构构件安全性鉴定 篇3
1 网架结构鉴定的基本方法与存在的问题
一般情况下的钢网架结构检测鉴定工作按以下步骤进行[1]:(1)观测网架结构布置;(2)测量网架结构几何尺寸及网架构件截面规格;(3)测量网架的整体变形;(4)抽查网架杆件的焊缝质量;(5)检测构件(包括网架节点、杆件、檩条、屋面板、天沟等)变形及损伤情况;(6)检测网架支座工作性能;(7)检测支承结构工作性能;(8)根据检测结果和相关规范对主要构件进行承载力、刚度验算;(9)根据验算和现场检测结果,对网架结构进行安全性鉴定;(10)提出处理建议。
在网架鉴定的实际操作过程中,会遇到如下问题:现场检测发现部分杆件已经缺失,或存在明显缺陷(如显著的锈蚀、过大的变形等),电算分析时如何考虑?如考虑这些杆件继续工作,与结构实际受力不符,可能导致现阶段一些实际的危险构件被忽略;如考虑该构件破坏而退出工作,那么该构件是否还有加固的必要性,它的重要性应如何评估,它的破坏对结构是否有较大影响,是否会比较容易引起结构大范围的破坏,从而增加了结构的易损性[2]。鉴于存在的以上问题,本文考虑借鉴结构倒塌分析中的敏感性分析方法来判断构件的重要性。
2 钢网架构件敏感性分析方法
由于网架结构进行结构分析时一般忽略节点刚度的影响,假定节点为铰接,杆件只承受轴向力,因此本作者考虑实际应用的可行性,参考目前结构连续倒塌分析中常用的改变路径法[3],[4,4]、(Alternate Path Method,简称为AP法),以杆件的完全移除作为一种损伤参数,从强度出发,采用一种平均应力比变化量作为网架构件的移除指标(即敏感性指标)。
设结构共n根构件,则第i根构件的移除指标定义为RIi:
undefined
(1)式中:
SRj1为杆件i移除前第j根构件的最大应力比,SRj2为杆件i移除后第j根构件的最大应力比,而undefined
(2)式中:
σjmax——第j根构件正应力绝对值最大值;f——材料强度,对于钢构件,可取为屈服强度。
该移除指标(即敏感性指标)近似反映了构件的重要程度,移除指标越高,移除该构件后剩余构件的平均应力变化越大,结构越不安全,因此本文以下均称“RI”为构件重要性系数。
3 算例
本文采用泉州某体育馆上部网架结构做为试验模型,该结构为双层空间异形网架结构,其电算模型如图1,该网架结构电算采用Midas-gen有限元空间分析软件,荷载组合考虑横载、活载、风载及温度荷载,分别假设三种损伤情况:①某角部支座破坏;②某角部支座上弦压杆损伤破坏;③某网架中部斜腹杆损伤破坏。对于上述三个缺陷模型,本算例分析的结果见表1,如表1中“上弦杆的构件重要性系数RI2为0.1389”,其表示的物理意义为“移除该上弦杆后,其相连节点的周边构件应力比平均变化为13.89%”。
注:“RI1”表示构件敏感性分析的影响对象为网架全体构件;“RI2”表示构件敏感性分析的影响对象为受损部位相关节点的周边构件。
4 结论
(1)对网架进行的构件重要性分析中,对于是局部受损的情况(这样的假设也比较符合实际结构鉴定的工程情况),可选取受损部位相关节点的周边构件作为分析的影响对象,得到的构件重要性系数“RI”,能够较为敏感地反映出该构件破坏对周边构件的应力影响;至于大面积的锈蚀或杆件缺失等受损情况,包括分析的影响对象和损伤参数都需另行考虑。
(2)借助现有的有限元分析软件可以轻松实现上述构件重要性系数“RI”的计算,该系数使用方便,结合《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB 50292-1999),可将该构件重要性系数“RI”作为判定该杆件是否为“主要构件” 的一个依据,也为后期网架结构的鉴定和加固提供依据。虽然网架构件的重要性也可以通过概念分析的方法近似判断,但是对于现在出现的越来越多的各种异形网架结构,单纯的概念分析可能会造成一些漏判和误判,结合本文提供的敏感性分析方法,可以将构件的重要性进行量化,保证了评定的科学性和严谨性。
参考文献
[1]杨建军,杨宏伟.螺栓球节点钢网架的检测鉴定方法及常见问题讨论[J].长沙铁道学院学报(社会科学版).2008,9.(3):245-246,252.
[2]高扬,刘西拉.结构鲁棒性评价中的构件重要性系数[J].岩石力学与工程学报.2008(12):2575-2584.
[3]胡晓斌,钱稼茹.结构连续倒塌分析改变路径法研究[J].四川建筑科学研究.2008(4):8-13.
[4]蔡建国,王蜂岚等.大跨空间结构重要构件评估实用方法[J].湖南大学学报(自然科学版).2011(3):7-11.
结构构件安全性鉴定 篇4
【关键词】建筑工程;结构构件;后张法;施工工艺
0.前言
后张法工艺,其是指先浇筑水泥混凝土,待达到设计强度的75%以上后再张拉预应力筋以形成预应力混凝土构件的施工方法。在混凝土结构构件中采用后张法工艺,不仅避免了长途运输的麻烦,而且其可有效控制使用条件下的裂缝和挠度,减少大跨度混凝土梁的截面尺寸,降低了建筑结构的白重,同时可大大减少施工材料的用量,从而可有效的降低造价。在此,本文就建筑工程结构构件的后张法施工工艺进行简要阐述,以供同行们参考。
1.预留孔道工艺控制
预留孔道工艺控制后张法构件中孔道留设一般采用钢管抽芯法、胶管抽芯法、预埋管法。(1)钢管抽芯法:这种方法大都用于留设直线孔道,要求每根长度最好不超过15m,在抽管时要保持和孔道同一直线。(2)胶管抽芯法:这种方法大都用于留设曲线孔道,一般采用钢筋井字形网架固定管子在模内的位置。井字网架间距:钢管为1~2m;胶管直线段一般为500mm左右,曲线段为300~400mm。(3)预埋管法:预埋管是由镀锌薄钢带经波纹卷管机压波卷成的,这种方法可直接把下好料的钢丝、钢绞线在孔道成型前就穿入波纹管中,这样可以省掉穿束工序,亦可待孔道成型后再进行穿束。在此,本文仅就预埋波纹管进行详细论述。
(1)预埋波纹管时,事先按设计好的预应力筋的曲线坐标在侧模上弹线或制作好明显的标记,以波纹管底边沿为准定出波纹管曲线位置。
(2)波纹管应采用金属螺旋管,其尺寸性能要求应符台国家标准《预应力混凝土用金属螺旋管》的规定,连接时则采用同一型大一号的管,长400mm,每边旋入150mm,对接后用胶带密封,保证不漏浆。
(3)波纹管与固定端钢绞线连接时,先用棉丝封堵,再用胶带密封。
(4)波纹管预埋过程中应尽量避免反复弯曲,防止管壁开裂。如有开裂,应用密封胶布密封。
(5)波纹管预埋好后,应仔细检查波纹管位置、曲线形状,固定情况、接头封闭情况和管壁完好情况;外观上波纹管在梁内应顺直、平滑,不得有明显弯折,水平允许偏差10mm;梁侧看曲线应流畅连续。
(6)在预埋好波纹管后,即可将预应力筋穿入管内,穿束后张拉端外露长度应满足张拉要求。预应力筋穿束采用人工单根穿束。穿束端采用胶布或其他软布包缠好,以减少穿束过程预应力筋对波纹管造成破损。
(7)预应力筋穿束完毕后,应对波纹管破损情况进行检查,如有破损应立即用防水胶带包缠。
另外,要预埋波纹管孔道时,还应注意以下几个事项:1)要留设孔道时,要求端部的预埋垫板应垂直于孔道中心线并用螺栓或钉子固定在模板上,以防止浇筑混凝土时发生移动;2)为利于预应力筋穿入,要求所留设的孔道直径应比预应力筋的外径大10~15mm;3)留设预留孔道的同时,还要在设计规定位置留设灌浆孔、排气孔和泌水孔。一般,在构件两端和跨中最低点每隔12m左右留设一个直径20mm的灌浆孔;在构件两端各留一个排气孔;在波纹管最高点及两端部设置泌水孔。
2.混凝土的浇筑
(1)混凝土浇筑前,应先检查和调整敷设的各种管线的位置、规格和数量,检查波纹管的标高、位置、牢固情况等。
(2)混凝土浇筑应采用分层振捣,每层定为30cm,在振捣时应特别注意振动棒不要直接接触波纹管,以防振瘪引起波纹管漏浆影响张拉和孔道压浆。
(3)张拉端及梁柱节点等重点部位宜采用小直径振动棒振捣密实,以免出现蜂窝,造成张拉时发生事故。
(4)在浇完混凝土后要及时覆盖麻袋并洒水进行养护,同时要及时清理干净锚垫板的面上的混凝土,以确保锚具能顺利地安装。
3.预应力筋张拉工艺控制
(1)预应力张拉前的注意事项:1)预应力筋进场时,须检查其产品合格证、出厂检验报告等,并应根据进场的批次和产品的抽样检验方案确定检验批和抽样复验,以确保材料合格。2)将锚垫板喇叭管内的混凝土清理干净。3)清除钢绞线上的锈蚀,泥浆,要求钢绞线的下料长度=钢绞线在结构内的长度+张拉端预留长度+下料误差。4)套上工作锚板,在锚板锥子孔内涂一层薄薄的黄油,在锥孔内装上工作夹片。5)准确定位安装千斤顶、油泵,要求其检验和标定须提供有相应资质的单位出具的报告。
(2)当混凝土强度达到设计要求后,亦或是不低于设计强度标准值的75%时,则可进行预应力筋的张拉。一般,在进行预应力筋张拉时,可采用一端张拉方式,也可采用两端同时张拉方式。两端张拉时,应先在一端张拉,再在另一端补足张拉力。对于曲线预应力筋、长度大于24m的抽芯成孔的直线预应力筋、长度大于30m的预埋波纹管成孔 的曲线预应力筋,则应进行两端张拉。
在张拉预应力筋的过程中应注意以下事项:①张拉设备在使用前均进行标定,并根据报告换算出张拉力所对应的油表读数,以便张拉时用该读数进行控制;②张拉控制应力σcom按设计要求为1302MPa,每根张拉力F=182.3kN;③张拉程序:按设计要求张拉程序为:0→10%σcom→100%σcom→锚固。
(3)预应力筋伸长值:在张拉过程中,应实施伸长值测量控制。一般,张拉的实际伸长值应不大于计算伸长值的+10%或-5%,若发现实际伸长值超出此范围,应停止张拉,查明原因方可继续张拉。
预应力钢束理论伸长值△L(mm)的计算:
△L= PPL/APEP
式中:PP——预应力束的平均张拉力(N)。
L——预应力钢筋长度(mm)。
AP——预应力束截面面积(mm)。
EP——预应力束弹性模量(N/mm2)。
(4)张拉时,须做好现场记录,除记录伸长值数据外,还应记录预应力筋断丝、断束及混凝土局部破损等情况。
4.孔道灌浆工艺控制
孔道灌浆的质量是保证结构整体性和耐久性中非常关键的工序。在预应力筋张拉后24h内应进行孔道灌浆。
(1)压浆前,应先认真检查、标定压浆机,同时应用压浆机向管道内注压清水,充分冲洗,润湿管道,至全部管道冲洗完后,方开始压浆。
(2)孔道灌浆所采用的水泥浆应有较大的流动性和较小的干缩性、泌水性(搅拌后3h的泌水性宜控制在2%),应采用不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制,水灰比宜控制在0.4~0.45之间。在配制过程中,为增加灌浆密实度和强度,还可加入一定量的膨胀剂和5%左右的减水剂。建议拌和后的收缩率小于2%,自由膨胀率不大干5%。
(3)每一道孔道灌浆应一次性完成,中途不能停顿。在灌浆过程中,应自下而上分段灌注,灌浆压力以0.5~0.6MPa为宜。
(4)灌浆时,应先灌下层孔道,一条孔道必须在一(下转第400页)(上接第392页)个灌浆口一次把 整个孔道灌满。要求在灌注的过程中喷嘴不能离开关键孔,且须待排气孔流出浓浆并稳压后方可撤除压力并及时封闭排气孔、关键孔。
(5)在灌满孔道并封闭排气孔后,宜再继续加压至0.5~0.6MPa,稍后再封闭灌浆孔。
总而言之,后张法工艺作为一项新推广的施工工艺,施工工艺较为复杂,且因其施工质量直接关系着建筑结构构件的安全性,因此在施工时应严格遵照施工要求进行,以保证构件的施工质量。 [科]
【参考文献】
[1]王伟杰.房屋建筑结构构件后张法施工工艺[J].城市建设理论研究,201(13).
结构构件安全性鉴定 篇5
该楼位于太原市,采用钢筋混凝土框架结构,地上2层,局部3层出屋面,地下1层,结构长54.6 m,宽22.5 m,基础形式为钢筋混凝土筏板基础,基础底标高为-5.23 m。该建筑结构的安全等级为二级,结构重要性系数为1.0。结构设计使用年限为50年。抗震设防类别为标准设防类,设计基本烈度为8度,设计基本地震加速度为0.2g,设计地震分组为第一组,建筑场地类别为Ⅲ类,地基基础设计等级为丙级。
由于在装修过程中,装修施工单位随意将局部钢筋混凝土框架梁及框架柱拆除,在一定程度上改变了原结构受力体系。
2 计算、分析及评估依据
GB/T 50344-2004建筑结构检测技术标准;GB 50292-1999民用建筑可靠性鉴定标准;GB 50007-2011建筑地基基础设计规范;GB 50011-2010建筑抗震设计规范;GB 50010-2010混凝土结构设计规范;GB 50009-2012建筑结构荷载规范;原结构建筑、结构设计图纸等技术资料。
3 局部拆改梁柱构件情况及分析
3.1 局部拆改梁柱构件情况
1)拆除了轴线D/2柱,标高为-0.13 m~4.07 m,柱高4.2 m,柱截面尺寸为500 mm×700 mm。
2)拆除了钢筋混凝土梁D/1-2(梁顶标高为4.07 m),梁长2.1 m,梁截面尺寸为250 mm×400 mm。
3)拆除了部分钢筋混凝土梁B-E/2(梁顶标高为4.07 m),拆除梁长度为9.9 m,梁截面尺寸为300 mm×700 mm。该框架梁没有被完全拆除,留下了靠近E/2柱的一段梁,长度为2.1 m,该框架梁由拆除前的两端固接框架梁,成为了一端固接,一端自由的悬臂梁。
4)装修中同时拆除了轴线B-E/1-2之间的混凝土楼梯,并重新设置钢梯一部。
拆除前后结构体系情况详见图1,图2。
3.2 局部拆改梁柱构件影响定性分析
如前所述,装修过程中对该楼局部梁、柱构件进行了拆改施工,以下对局部拆改梁柱构件对整体结构带来的影响做定性分析。
首先从结构静力承载角度分析,依据GB 50292-1999民用建筑可靠性鉴定标准,结构静力承载角度对应结构的正常使用性和静力安全性。如图1所示,原设计中被拆除的钢筋混凝土框架梁两侧均为开洞情况,没有楼面荷载向下传递,新增钢楼梯自承重,而被拆除的框架柱原设计并不向上延伸。因此,被拆除的框架梁及柱仅承担自身的自重,并不负担上部竖向荷载,将其拆除并不影响结构构件的静力承载。需要重视的是,因拆除部分框架梁形成的悬臂梁构件。
其次从结构抗震性能角度分析,依据GB 50011-2010建筑抗震设计规范,该楼抗震设防类别为标准设防类,设计基本烈度为8度,设计基本地震加速度为0.2g;设计地震分组为第一组,建筑场地类别为Ⅲ类,该楼的抗震设防要求较高,因此应重视其抗震性能。局部拆改构件直接导致结构体系改变,由于局部拆除梁柱构件,导致了柱B/2、柱D/1、柱E/2在某一方向的计算高度增加,即上述柱子在拆改构件前,受到多个方向的梁的约束,而拆改构件后,这些约束减少,这一点会影响结构抗侧刚度及抗扭刚度,也必然或多或少地影响结构抗震性能,因此以下重点从结构抗震角度进行承载力校核计算。
4 局部拆改前、后结构抗震承载力校核计算
4.1 结构拆改前后的模型建立
采用结构设计软件PKPM对该楼局部拆改前后的钢筋混凝土框架结构进行建模计算,框架梁、板、柱及墙体构件的截面尺寸按照原设计尺寸进行取值;结构楼、屋面恒荷载取值依据现装修设计图纸给出的建筑做法估算得到;楼、屋面活荷载取值依据现行GB 50009-2012建筑结构荷载规范取值;结构自重由计算软件自动导算;各类构件材料强度依据原结构设计图纸取值。依据GB 50010-2010混凝土结构设计规范,GB 50011-2010建筑抗震设计规范对结构承载力进行计算,局部拆改前、后结构计算模型见图3,图4。
4.2 局部拆改梁柱结构整体计算信息
1)结构计算自振周期。
经过对局部拆改梁柱前、后的结构进行抗震计算,其结构计算自振周期对比表见表1。
由表1数据可知,拆改构件前后,结构的第一、第二振型周期几乎没有变化,第三振型周期稍有明显改变,改变幅度为5.4%。另经计算可知局部拆改前地震作用最大方向为-0.902°,局部拆改后地震作用最大方向为-0.841°,亦稍有改变。
综上,由于拆改局部构件带来的一定的结构体系的变化,结构的计算自振周期和地震作用最大方向稍有变化,但总体变化幅度很小,由此可知,目前局部拆改梁柱构件对结构整体影响很小。
2)结构最大层间位移角。
经过对局部拆改梁柱前、后的结构进行抗震计算,地震作用下结构最大层间位移角对比表见表2。
由表2数据可知,局部拆改梁柱构件前后,结构的纵、横向层间位移角最大值十分接近,变化幅度很小,由此可知,目前局部拆改梁柱构件对结构整体侧移影响很小。
4.3 构件抗震承载力验算及分析
1)梁类构件承载力验算及分析。经验算,并详细查看原结构设计图纸中的梁类构件配筋情况,可知拆改局部梁柱构件前后的整体结构中的梁类构件实际抗震承载力可满足R/γ0S≥1.0的要求。但需要注意的是,混凝土梁B-E/2部分被截断拆除,导致留下的靠近E/2柱的一段梁成为悬臂梁。对于拆改后结构,已知该梁梁顶负弯矩纵向钢筋配筋情况为5Φ22,配筋面积As=1 900 mm2,箍筋为8@100(2),而考察受力情况与该梁相当的悬臂梁D-E/3(见图2),其跨度同样为2.1 m,截面同样为300 mm×700 mm,梁顶负弯矩纵向钢筋配筋情况却为2Φ22+2Φ25/2Φ25,配筋面积As=2 724 mm2,箍筋为8@100(2),相比二者可知配筋面积相差824 mm2,因此拆改形成的悬臂梁负弯矩纵向钢筋配筋不足,应采取可靠的加固措施。
2)柱类构件承载力验算及分析。经验算,并详细查看原结构设计图纸中的柱类构件配筋情况,可知拆改局部梁柱构件前后的整体结构中的绝大多数柱类构件实际抗震承载力可满足R/γ0S≥1.0的要求。根据计算可知,局部拆改梁柱导致被拆除构件周边钢筋混凝土框架柱所分配的内力增大,特别是框架柱D/1,柱纵向一侧计算配筋面积由拆改前的1 800 mm2增大为拆改后的2 200 mm2,而该柱纵向一侧实际配筋面积为5Φ22(1 900 mm2),目前配筋情况能满足拆改前结构承载力需求,却无法满足拆改后结构承载力需求,因此需要对该柱采取可靠加固措施。其他周边框架柱的计算配筋量虽然也有所增大,但由于原结构设计较为保守,配筋量较大,拆改后结构的框架柱的实际配筋承载力仍可满足抗震承载需要。
5 结论及建议
经过对该楼局部拆改梁柱构件前后的整体结构承载计算分析,可得到如下结论和建议:1)该结构中被拆除的框架梁及柱仅承担自身的自重,并不负担上部竖向静力荷载,将其拆除并不影响结构正常使用性和静力安全性。2)局部拆改形成的悬臂梁B-E/2负弯矩纵向钢筋配筋不足,不能满足安全承载要求,应采取可靠加固措施。3)局部拆改构件带来的一定的结构体系变化,改变了结构抗侧刚度和抗扭刚度,但变化幅度很小。经计算可知,结构体系的变化基本不对结构整体抗震性能带来不利影响,但影响到个别柱构件的约束条件和抗震承载力,这些构件包括:柱D/1、柱B/2、柱E/2,对这些构件应采取可靠加固措施。4)对于钢筋混凝土框架梁及框架柱采取可靠加固措施,建议采用粘贴碳纤维片材或粘贴钢板的加固方法。这两种方法可在不改变构件刚度的同时可以较大幅度地提高构件承载力和受力性能。
摘要:分析了某框架结构装修过程中,将局部钢筋混凝土框架梁及框架柱拆除前后结构计算自振周期和结构最大层间位移角,同时对构件抗震承载力进行了验算及研究,并给出了加固的建议。
结构构件安全性鉴定 篇6
1. 施工材料质量控制
预制构件生产使用的钢筋、水泥、砂、石、外加剂等, 应建立材料进场台账, 向供货单位索要合格证, 然后按国家规范规定的批量送试验室作复检。需注意的是送检批量, 普通钢筋60吨一批, 水泥200吨一批, 砂石可按200立方一批, 而作为预应力主筋的低碳冷拔丝、冷轧带肋钢筋等需逐盘检验。检验合格后方可使用。
2. 施工过程控制
2.1 预应力值控制
预应力构件抗裂性能的关键在于能否建立起设计所需的预压应力值, 故施工时必须控制张拉力值和被张钢丝的伸长变形值。由于锚具变形、夹具磨损、钢丝应力松弛等原因, 张拉应力值与实际建立起来的预应力值相差很多, 易产生预应力不足的情况, 所以张拉控制应力应比设计应力稍有提高, 但不得超过0.056con。
检验人员应在张拉完毕1小时后对钢丝应力进行检验, 检验数量按构件条数的10%, 不少于1件抽检。钢丝的张拉力用钢丝应力测定仪分三次量测, 取其平均值为一根钢丝的张拉力值。
2.2 砼质量控制
搅拌前, 对砼各原材料进行计量抽查, 并做好记录, 水泥、水的允许偏差为士2%, 砂石的允许偏差为士3%, 尤其水的计量更为重要, 因为水灰比的大小对砼的坍落度和强度有很大的影响。
搅拌中要控制搅拌时间, 按规范要求进行。
搅拌后应对砼的稠度进行检验, 一般干硬性砼检验维勃稠度, 无条件时可检查坍落度。
砼浇捣过程中应做混凝土施工记录, 内容包括搅拌、振捣、运输和养护的方式, 及混凝土试件留置情况。
2.3 构件放张控制
预制构件成型后.经过一定时间的养护, 就应出池、放张, 养护时间应按养护方式、温度、外加剂掺量的不同根据经验确定, 并检查同条件养护的砼试件, 如能达到混凝土设计强度等级的75%以上, 可以签发构件出池 (放张) 通知单。
放张时宜缓慢进行, 板类构件应按对称的原则从两边同时向中间放松, 采用剪丝钳剪断钢筋时, 不得采用扭折的办法。
预制构件施工过程的控制还有砼的运输、构件的养护、构件的堆放等控制环节, 也都十分重要。
3. 构件质量的控制
3.1 外观质量检验
在成品堆置场地随机抽样5%, 且不少于3件的构件进行外观检查, 通过控制构件的外观质量保证构件的使用性能, 经常产生的外现缺陷有外伸钢筋松动、外形缺陷、外表缺陷, 露筋等。
3.2 尺寸偏差检验
构件尺寸超差的多是长度宽度、主筋保护层厚度及外露长度, 构件外现质量和尺寸偏差合格点率小于60%的, 该批构件不合格, 大于60%而小于70%的, 可以重复抽检, 抽取同样数量的构件, 对检验中不合格点率超过30%的项目进行第二次检验, 并以两次检验的结果重新计算合格点率。
4. 构件结构性能检验
结构性能的检验比较费时、费力, 所以规范规定的频率比较小, 要求三个月且不超过1000件做一次抽检, 这是要求生产厂家检的, 加上质量监督部门, 建管部门的抽检, 每年有六次左右的结构性能检验, 基本能够反映一个厂的构件结构性能状况。
检验指标一般有三项, 对预应力构件, 正常使用状态下不要求开裂, 则检验指标有抗裂度、挠度和承载力检验三项, 对于非预应力构件, 正常使用状态下可以有裂缝出现, 但对裂缝宽度有要求, 则检验裂缝宽度、挠度和承载力三项。
5. 技术资料
技术资料是预制构件生产过较中质量控制工作的客观反映, 是质量管理的文字记录。
5.1 原材料检验不按验收批送检, 按国家有关规范要求,
进场同一种钢筋按60吨为一验收批, 作为预应力主筋的各种冷拔丝、冷轧带肋钢筋则为每盘必检, 水泥200吨为一验收批, 超过三个月复验一次, 进场不足此数量时也应进行检验。
5.2 砼成型留置试块数量不足, 应按验收批数量每批留置
二组试块, 一组用于28天强度检验, 一组用于出池或放张强度检验, 每工作班不超过100立方砼为一验收批, 而大部分生产厂无放张时砼强度检验, 仅凭经验确定放张时间, 有时因放张时间早, 造成起拱过大或上层开裂现象, 影响构件质量。
5.3 缺少构件施工记录
构件施工过程的记录应包括: (1) 预应力筋张拉记录; (2) 砼施工记录, 都有专用表格, 应填写齐全, 记录真实。
5.4 各种检查记录不全
施工过程的检查有: (1) 钢筋 (丝) 应力检查; (2) 砼强度评定表; (3) 构件外观检查记录; (4) 构件尺寸偏差记录; (5) 构件结构性能检验报告。
5.5 部分管理资料没有, 如张拉设备、计量设备应每年经
计量部门检定一次, 取得检定合格证书、设备的自检记录、购销台账的登记等。
6. 质量保证体系的建立健全
构件生产厂质保体系的建立健全, 直接关系到构件生产的质量好坏。
质保体系的内容有: (1) 负责质镇检查和技术资料整理应有专门的人员, 并且有一定技术知识和相应技术职称; (2) 有严格细致的检查制度及资料管理制度; (3) 有齐全的技术文件, 包括预制构件验评标准, 构件施工规程, 构件标准图集等; (4) 有相应的检查工具, 如检查尺、直尺、预应力检测仪等。
结束语
随着我国建设规模的不断扩大, 预制构件厂也迅速增多, 不少预制构件厂不时将不合格的预制构件用到工程上, 严重影响工程质量和使用效果, 因此, 加强预制构件质量的控制管理势在必行。
摘要:从理论到实践论述预制构件的生产过程及控制预制构件质量的各种措施;进一步分析如何加强预制构件质量, 对预制构件生产的质量控制进行了初步论证, 以确保建设工程结构安全。
结构构件安全性鉴定 篇7
关键词:钢筋混凝土框架;修正Park-Ang损伤模型;增量动力分析;易损性分析;柱拟静力试验
中图分类号:TU375 文献标识码:A
文章编号:1674-2974(2016)05-0009-13
Abstract:This paper study discussed the applicability of Park-Ang model modified by Wang based on the pseudo-static test results of reinforced concrete columns. The structural damage index based on the component level was selected, and both the incremental dynamic analysis and fragility analysis of the reinforced concrete frame were conducted. Additionally, the prediction by the modified method to evaluate the seismic performance in terms of the damage index of the RC frame was compared with the maximum inter-story drift ratio of the fragility analysis result. The analysis results show that the modified Park-Ang model that considers the loading path effect predicts well the cumulative damage process after the first damage, which discriminates the specimen damage status accurately, the damage development process, and the overall and local failure mechanism. Further, the weak links can be accurately distinguished. However, the damage index higher than 1.0 may be caused by using these methods, which cannot accurately reflect the basic meaning of the original definition. Compared with the maximum inter-story drift ratio, the seismic performance evaluation method using the damage index considers the structural response and properties. The modified method can be used to evaluate the structural performance more comprehensively and predict the failure probability of the structures under different earthquake loads.
Key words:reinforced concrete frame; fixed Park-Ang damage model; incremental dynamic analysis; fragility analysis; pseudo-static test of columns
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