[分享]成都某高层的结构检测与评估

作者：枕头一米时间: 2018-07-20 00:00 阅读: 次大中小

摘要：成都某高层混凝土框支剪力墙结构封顶后为进入装修阶段而闲置至今，为了对该房屋继续进行装修，需要对该结构进行了检测与评估。本文叙述了勘查房屋现状、检测主要构件的材料强度、测量房屋变形及不均匀沉降的过程。在此基础上对结构进行了强度校核与安全性评定，并提出加固建议，可供类似工程参考。

关键词：框支剪力墙检测强度校核

1、   工程概况

成都某大厦建于1999年，房屋为高层混凝框支剪力墙结构，结构封顶后，未进入全面装修阶段而闲置至今。该大厦位于成都市市区，主体结构分为三大结构分区（A、B、C），A座（29层）、B座（26层）为高层混凝土框支剪力墙结构，C座（15层）为高层混凝土框架结构，A、B座间没有设缝，B、C座之间设有抗震缝，结构底板为一个整体。地下一层、二层层高3.60m，地下三层层高5.60m，标准层为3.00m。A、B座第六层为转换层，第七层楼盖采用梁式转换结构。A、B座底板厚2.50m，C座底板厚1.50m，均置于中密和密实卵石层。为了全面了解该房屋质量情况，对该结构进行检测与评估，以便于对该房屋进行后续装修工程。

2、   房屋结构复核与损伤状况的检测

现场复核调查了结构的布置情况，并抽样检测了构件截面、柱网尺寸、节点构造、围护及分隔墙等结构状况。各部位的宏观布局及主要结构构件与原设计图纸基本相同。现场用钢卷尺对结构的1～5层主要框架柱的截面尺寸进行了抽样检测，主楼结构构件的实际截面尺寸与原设计图纸基本吻合。

经过现场仔细勘察，发现有部分柱子柱脚处有钢筋外露现象；发现A、B座转换层大梁梁底普遍存在不同程度的钢筋外露现象，部分大梁梁底钢筋外露及锈蚀现象较严重；部分钢筋混凝土墙体有暴模现象；转换层外围大梁、转换层平台上水池下小梁、转换层上层的扁梁梁侧有均匀分布的裂缝，裂缝的上下宽度一致，判定该类裂缝属于收缩裂缝；A座1/17轴～18轴与B轴～C轴间剪力墙也有微小收缩裂缝。其它区域的梁、板、柱及墙均未见明显的肉眼可视裂缝。转换层处平台上有洞口，洞口处钢筋外露，锈蚀严重。楼内剪力墙上有较多开槽埋线现象，对剪力墙造成了不同程度的损伤。楼内剪力墙上有较多墙体门洞口改造未完成的现象，改造处的钢筋裸露在空气中，已经有一定程度的锈蚀。部分外立面砌体隔墙窗台在砌筑时进行了外扩，导致该部分墙体与结构主体有脱开现象，虽然进行过简单拉锚，但是仍有脱离的危险；1～2轴与F～G轴间转换层以下有砌体隔墙在砌筑时进行了外扩，砌筑在悬挑板上，这些砌体墙应及时拆除，以免使这部分悬挑板发生破坏。

3、   房屋材料强度的检测

采用钻芯法、回弹法对该大厦的混凝土强度进行了综合评定（见照片35）。钻芯法的具体操作过程按照《钻芯法检测混凝土强度技术规程》（DB/TJ108-002-98）进行，回弹法的具体操作过程按照《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23-2001）进行。

根据同济大学材料科学与工程学院实验中心提供的《材料性能检验报告》，该结构钢筋混凝土强度等级为C60的混凝土抗压强度平均值为63.9MPa，换算成标准立方体试验强度为60.3MPa，对A、B座1～6层每层随机选取15个构件，对C座1～6层每层随机选取3个构件，通过混凝土回弹法推定强度等级为C60.5；强度等级为C45混凝土抗压强度平均值为53.3MPa，换算成标准立方体试验强度为50.3MPa，对A、B座7、8层随机选取3个构件，通过混凝土回弹法推定强度等级为C48.6；强度等级为C40混凝土抗压强度平均值为49.1MPa，换算成标准立方体试验强度为46.4MPa，对A、B座9～15层每层随机选取3个构件，对C座7、8层每层随机选取3个构件，通过混凝土回弹法推定强度等级为C45.3；强度等级为C35混凝土抗压强度平均值为43.8MPa，换算成标准立方体试验强度为41.3MPa，对A、B座16～22层每层随机选取3个构件，对C座9～12层每层随机选取3个构件，混凝土回弹法推定强度等级为C41.0；强度等级为C30混凝土抗压强度平均值为36.3MPa，换算成标准立方体试验强度为34.2MPa，对A、B座23～屋面层每层随机选取3个构件，对C座13～15层每层随机选取3个构件，混凝土回弹法推定强度等级为C33.2。利用回弹法与钻芯法的测试分析结果综合评定框架梁、板、柱及墙的混凝土强度，该大厦的混凝土强度满足设计要求。

对现场取得的受力钢筋进行钢材材性检测，检测依据《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB1499-1988)进行，实验方法参照《金属材料室温拉伸试验方法》(GB/T228-2002)及《金属材料弯曲试验方法》(GB/T232-1999)。

根据上海同济建设工程质量检测站提供的《钢材检测报告》，由于钢筋有一定程度的锈蚀，但是拉伸实验表明截面强度损失较微小，不影响钢筋的正常工作，弯曲实验表明钢材的变形性能满足要求。说明钢筋在施工时是符合要求的。

4、   房屋倾斜及相对不均匀沉降的检测

采用J2光学经纬仪，按照变形测量中经纬仪投点法的有关规定，测定建筑物外墙顶点相对于底部的偏移值，A、B座房屋最大倾斜率为0.20‰，C座最大倾斜率为0.19‰，均在正常范围之内，且根据倾斜情况可以判断该房屋的倾斜主要由建造时模板定位误差产生，不对房屋安全产生影响。

采用DS3自动安平水准仪，按照工程测量规范中四等水准的精度要求，A、B座与C座分别测量，测量房屋原设计处于同一水平面上各测点的高差，计算出房屋的相对不均匀沉降值。根据现场实际情况，A、B座的不均匀沉降值以某点为基准点；C座的不均匀沉降值以某点为基准点(相对沉降为0mm)，该房屋A、B座最大相对不均匀沉降值约为0.028m，C座最大相对不均匀沉降值约为0.010m，不均匀沉降在规范容许的范围内。

5、   房屋结构安全性的计算

为了对房屋的安全性做出正确的评价，验算时，结构承载力验算的计算荷载以原设计图纸提供的荷载及《建筑结构荷载规范》（GB5009-2001）规定取值。

基本风压取0.30kN/m2，地面粗糙度取C类。基本雪压取0.10kN/m2。

抗震验算时按成都地区7度抗震设防考虑。

梁、柱自重由计算软件自动导荷，考虑梁柱构件表面粉刷层的重量，混凝土容重近似取26.0kN/ m3，钢材容重近似取78.5kN/ m3。

活荷载：1～7层荷载取4.0kN/m2， 8～29层荷载取2.0kN/m2，楼梯荷载取2.5kN/m2，上人屋面荷载取1.5 kN/m2，不上人屋面荷载取0.7 kN/m2。

钢筋强度根据原设计图纸，梁、柱主筋取HRB400钢筋屈服强度标准值为400MPa；钢筋混凝土剪力墙主筋取HRB335钢筋屈服强度标准值为335MPa；梁箍筋取HPB235钢筋取屈服强度标准值为235MPa；柱箍筋、钢筋混凝土剪力墙分布筋取HRB335钢筋屈服强度标准值为335MPa；计算时梁、板的混凝土强度等级均按原设计，转换层处取C60，其他各层取C30；柱子和钢筋混凝土剪力墙墙体的混凝土强度标准值根据对混凝土强度的综合评定取值。

根据结构图纸以及现场实测数据，采用PKPM软件中的“PMCAD”模块分别对A、B座和C座建模，采用“SATWE”模块对该结构承载力进行了验算。计算结果表明，钢筋混凝土框架梁、板、柱等构件截面尺寸及配筋均满足规范要求。

原结构设计时尚无新版抗震规范《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）可供参考，C座1～5层结构布置不甚合理，导致这几层结构刚度中心与质量中心发生偏离，这种情况对于结构的扭转位移较为不利。上部结构位移计算结果也显示，在地震作用下，C座1～5层框架部分可能发生一定程度的扭转，结构最大层间位移比值满足《建筑抗震设计规范》（GBJ11-89）要求，但不满足现行《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）的要求。

6、   加固建议

通过对该大厦结构的现场检测，实验室测试（包括房屋的倾斜、相对不均匀沉降、材料强度及老化情况、承重结构和非承重结构的破损开裂等），及结构安全性计算分析。给出如下建议：

1、  对于梁底露筋部位，为了防止锈蚀进一步扩展，可用环氧树脂搀合高强水泥砂浆进行修补；对于梁侧收缩缝，为了防止裂缝进一步扩展，可在清洗裂缝后，用环氧树脂进行灌缝；对于剪力墙上开槽埋线及柱脚钢筋外露的部位，建议进行修补；建议清理转换层平台上的垃圾，减轻平台荷载，修补平台上的洞口。

2、  建议及时拆除砌筑时进行了外扩的外立面砌体隔墙及窗台，将隔墙及窗台砌筑在大梁上，以免此部分构件脱落造成人员伤害及财产损失。

3、  从现场检测情况可知，该房屋上部结构布置与图纸相符，大部分构件施工质量良好，满足设计要求。少数受损构件经妥当修补后仍能继续使用，因为结构施工完成距今已有较长时间，且当地大气环境潮湿多雾，部分暴露在建筑外表面的剪力墙混凝土表面已有一定程度的泛黄，可进行抹灰以对混凝土剪力墙进行保护。

7、   检测结论

1、  对该大厦结构的不均匀沉降进行了测量，A、B座最大不均匀沉降28mm，C座最大不均匀沉降10mm，均在规范允许的范围内。由于原设计中基础持力层较强，不均匀沉降情况良好。

2、  对该大厦结构的倾斜进行了测量。A、B座房屋最大倾斜率为0.20‰，C座最大倾斜率为0.19‰，房屋的倾斜在正常的范围之内。且根据倾斜情况可以判断该房屋的倾斜主要由建造时模板定位误差产生，不对房屋安全产生影响。

3、  采用钻芯法、回弹法对该结构的混凝土强度进行了综合评定，由测试分析结果推定框架柱及剪力墙的混凝土强度等级均满足设计要求，结合现场检查可以判断混凝土施工质量良好。

4、  对该结构现场取得的受力钢筋进行钢材材性检测，推定受力钢筋强度及变形性能均满足设计要求，钢筋材性良好，但外露钢筋有不同程度的锈蚀现象，应视情况适当进行处理。

5、  通过对结构的计算可知，墙体受压承载力满足现行规范的要求，底层钢筋混凝土框架梁、柱承载力满足规范要求，只有少数框架柱轴压比较大，但未超出规范允许的范围，可知该房屋上部结构承载力满足设计要求，可以安全使用。

6、  通过对结构的位移计算，该房屋C座1～5层框架部分在地震作用下可能发生一定程度的扭转，通过对原设计图纸的分析可知，是由于落地剪力墙布置不恰当，导致质量中心与刚度中心偏离较大，从而在地震作用下可能发生较大的扭转效应。此情况满足《建筑抗震设计规范》（GBJ11-89）要求，但不满足现行《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）的要求。

参考文献

（1）《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23-2001）

（2）《钻芯法检测混凝土强度技术规程》（DB/TJ108-002-98）

（3）蔡乐刚，赵为民，赵鸿，既有房屋构件质量评定检测抽样技术研究，工程质量 2006年第9期，7-11

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