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框架结构检测鉴定与加固处理要求
摘要:随着人们生活水平提高,对房屋的需求量不断增加。目前,为了保证房屋结构的安全,需对既有建筑进行检测鉴定和加固设计。以实际工程为例,对某框架结构进行现场检测及抗震鉴定,根据鉴定结果制定了加固设计方案并对结构检测鉴定及加固过程和内容进行了阐述。
关键词:框架结构;既有建筑;检测;抗震鉴定;加固
引言
随着经济发展,钢结构广泛地应用在房屋建筑领域。部分建筑物在未履行正常审批手续的前提下提前施工,施工过程中会出现设计图纸不正规、质监资料不全等问题。针对这一种情况,为了保证结构安全性,需要对既有建筑物进行检测鉴定。本文以某钢结构房屋为例,从工程实际出发介绍了钢框架结构建筑物的检测内容和加固处理方案。
1工程概况
某商业配套用房建筑工程为4层钢框架结构,柱距离为9.5m×14.5m,总长度为54.3m,总宽度设计为26m,建筑占地面积约为4030m2,该商业配套用房的楼和屋盖采用预应力多孔板,围护墙体设计为厚200mm的实心墙。因为该配套用房建设时间较早,部分设计资料已经丢失,经过业主与相关检测单位的质量检测验收发现,钢框架结构存在一定的质量问题,需要对该商业配套用房钢框架进行加固处理,从而保障结构承载力和稳定性,防止出现意外事故。
2结构检测及鉴定
该项目有存档的结构施工图,先进行现场检测,复核现有结构与设计图纸是否相符合;根据检测结果和原结构图纸,对该建筑进行建模计算和分析,通过计算结果、现场对抗震构造措施的检查结果和目前建筑已有的损伤情况,综合评估结构安全性,找到建筑存在的主要安全隐患,为后续的加固设计工作提供依据。
2.1混凝土抗压强度检测
混凝土抗压强度检测可采用回弹法、钻芯法、超声回弹综合法和后拔出法等,目前应用较为广泛的有回弹法和钻芯法两种;考虑到回弹法存在着工作量较大、现场工作用时较长、检测结果受人为操作和仪器影响较大的特点;采用了工期短、检测结果更为直接的钻芯法。现场随机取芯,加工、养护、试验得到混凝土强度评定值:1~4层柱强度19.5~56.2MPa;5~9层柱强度21.0~36.9MPa;2层~屋面梁强度10.6~48.2MPa。检测结果表明,梁、柱均有部分构件混凝土强度不满足设计强度要求,个别构件的混凝土抗压强度不满足鉴定标准中对构件混凝土强度最低值的要求。
2.2高强螺栓扭矩检测
本工程中的高强螺栓均采用10.9级M20摩擦型高强螺栓。根据《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2017)中对高强螺栓连接副扭矩系数的试验数值的要求:每组8套连接副扭矩系数的平均值应为0.110~0.150。本工程取连接副扭矩系数平均值0.130,对10.9级M20高强螺栓终拧扭矩进行抽查,检测结果详见表1。可以得到:实测构件中高强螺栓连接副施工终拧扭矩偏差均不满足验收规范要求。
2.3部分钢梁与钢梁连接节点螺栓未拧紧,进而出现松动,造成端板间存在较大缝隙
同时,螺栓数量不满足设计要求,也会造成节点连接出现异常,导致节点域柱翼缘板已出现变形。这种情况需要制订加固方案,所有柱梁、梁梁连接节点端板进行矫正归位,同时,对存在缝隙的钢梁进行加固。在进行加固过程中,需要严格按照GB50550—2010《建筑结构加固工程施工质量验收规范》等规范的要求进行。除此之外,对加固构件进行临时支撑,在支撑过程中做好相关支护工作,这样可以保证商业配套结构更加安全。而且在加固过程中,需要充分关注结构稳定性以及安全性,如果检验过程中发现存在异常,需要将其停止临时加撑,并且进行进一步鉴定工作,对构建焊接质量进行鉴定,保证焊接钢管柱和钢梁、次梁和主梁连接区域稳定性。为了明确该商业配套用房的钢框架结构质量现状,为加固改造方案制订提供支持,必须对商业配套用房的钢框架结构的安全性进行检测鉴定,只有保证钢框架结构安全性,才能进一步保证商业配套用房的安全性,保证工程施工过程中建筑结构设计严谨,可以对基础的外界风险进行承受,防止社会资源浪费。该商业配套用房地区抗震设防烈度为6级,基本地震加速度值设计为0.05g,抗震设防类别为丙类,场地类别为Ⅱ类,建筑结构安全等级为二级,建筑设计使用年限为50a
3加固处理
3.1加固方案
根据检测鉴定结果中的问题,确定该建筑的加固方案。1)结构整体指标:在原结构首层新增部分剪力墙,增大首层刚度,协调首层平面刚度分布。2)柱构件:对材料强度、承载力不满足要求的框架柱构件采用加大截面或外包型钢法加固。3)梁构件:对材料强度、承载力不满足要求的框架梁构件采用置换混凝土、加大截面或粘贴钢板法加固。4)板构件:对承载力不满足要求的楼板采用粘贴碳纤维和粘贴钢板法加固,对存在露筋、锈蚀的楼板进行除锈和清理。
3.2楼板的加固及处理
对于钢筋配置不足的楼板,采用粘贴碳纤维和粘贴钢板的方法加固。该方法简单快捷、对结构净空无明显影响且加固后结构自重无明显增加;对存在露筋、锈蚀的楼板,先剔除表面质量较差的混凝土,对原钢筋进行打磨、除锈、防腐处理,再采用环氧树脂砂浆恢复梁截面至剔凿前尺寸,如果存在打磨后楼板钢筋配置不足的情况,再采用粘贴碳纤维的方法处理。
4鉴定结论
(1)部分节点处钢梁端板施工偏差较大,螺栓孔采用电焊后开孔,影响结构承载力,建议进行加固处理。(2)该建筑物实测构件高强螺栓连接副施工终拧扭矩偏差不满足验收规范要求,建议按照规范要求进行复拧。(3)该建筑物一层2-B轴钢柱和2-C轴钢柱的承载力不满足现行规范的要求,建议对一层2-B轴钢柱和2-C轴钢柱进行加固处理。
5钢框架结构商业配套用房加固方案
根据《钢结构设计规范》(GB50017-2017)及相关规范并结合建筑物的实际情况,进行加固方案的比选,选取技术可行、施工便捷、经济合理的钢结构加固设计方案。(1)在一层顶和二层顶3轴、4轴处钢梁端部与混凝土剪力墙连接处部分节点处后加钢支座进行加固。
结语
综上所述,对钢框架结构检测鉴定的主要内容等方面进行了分析,得到该商业配套用房的钢框架结构的实际检验鉴定结论,并以此为切入点制订出科学的加固方案,经过实践检验起到了良好的加固效果,希望能够对我国钢框架结构相关施工起到一定的借鉴和帮助作用,不断提高我国建筑工程施工技术水平。
参考文献
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