王強(qiáng) 袁宇坤 張馥雯 饒宇曦

Detection Analysis and Seismic Appraisal of an Office Building with Mixed Structure

WANG Qiang YUAN Yu-kun;

ZHANG Fu-wen RAO Yu-xi

摘要：在對(duì)既有建筑物進(jìn)行改造加固時(shí)，對(duì)建筑物主體為磚混結(jié)構(gòu)而屋頂為鋼結(jié)構(gòu)的混合結(jié)構(gòu)的檢測(cè)鑒定是較為復(fù)雜的。通過(guò)對(duì)某混合結(jié)構(gòu)形式的辦公樓整體結(jié)構(gòu)檢測(cè)與抗震分析，闡述了混合結(jié)構(gòu)檢測(cè)鑒定的內(nèi)容與方法以及運(yùn)用PKPM軟件進(jìn)行建模分析和抗震驗(yàn)算的過(guò)程。鑒定分析結(jié)果可為該建筑的改造加固提供意見(jiàn)，也可對(duì)同類混合結(jié)構(gòu)的檢測(cè)鑒定提供參考。

Abstract： When rebuilding and reinforcing existing buildings， it is more complicated to detect and identify the mixed structure whose main body is brick-concrete structure and whose roof is steel structure. Based on the detection and seismic analysis of the whole structure of an office building with hybrid structure， the content and method of detection and identification of hybrid structure and the process of modeling analysis and seismic checking by using PKPM software are expounded. The results of identification and analysis can provide advice for the reconstruction and reinforcement of the building， and can also provide reference for the detection and identification of similar mixed structures.

關(guān)鍵詞：混合結(jié)構(gòu);檢測(cè)分析;抗震鑒定;改造加固

Key words： hybrid structure;detection and analysis;seismic appraisal;reconstruction and reinforcement

中圖分類號(hào)：TU352.1+1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）32-0170-02

0? 引言

在目前的改造加固案例中，主要是以磚混結(jié)構(gòu)為主，這一類建筑大多修建于三四十年前。由于當(dāng)時(shí)的施工技術(shù)條件和國(guó)家相關(guān)規(guī)范尚不完善，形成了一些具有混合結(jié)構(gòu)形式的建筑，以磚混結(jié)構(gòu)為主體與鋼結(jié)構(gòu)為屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式較為常見(jiàn)?，F(xiàn)以某辦公樓為例，對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)分析及抗震鑒定，為后期的改造加固提供參考。

1? 工程概況

某混合結(jié)構(gòu)形式辦公樓，建于上世紀(jì)80年代初，主體為5層磚混結(jié)構(gòu)，屋頂采用鋼結(jié)構(gòu)作為加層。建筑總面積2418m2，建筑總高度為22.0m（含頂層鋼結(jié)構(gòu)），室內(nèi)外高差0.3m，一、二、三、四層高為3.3m，五層層高為3.6m，六層層高為4.8m，墻為240mm燒結(jié)普通磚，走廊形式為走道式，寬度1.8m，房屋內(nèi)樓板均為預(yù)制板。

2? 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果

2.1 使用環(huán)境與整體質(zhì)量調(diào)查

該建筑物未遭受重大災(zāi)害和事故情況，建筑物結(jié)構(gòu)和構(gòu)件所處環(huán)境類別為Ⅰ類（即一般大氣環(huán)境）。屋面排水性能較差，滲漏嚴(yán)重，鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的銹蝕情況，樓面預(yù)制板的裂縫較為明顯。房屋整體無(wú)大規(guī)模下陷、側(cè)傾等現(xiàn)象，且未發(fā)現(xiàn)地基不均勻沉降引起的上部結(jié)構(gòu)裂縫和損傷，綜合判定地基基礎(chǔ)無(wú)較大的沉降和差異沉降。

2.2 混凝土強(qiáng)度檢測(cè)

采用回彈法對(duì)該房屋結(jié)構(gòu)梁的混凝土抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，選取12個(gè)測(cè)區(qū)，測(cè)區(qū)宜選在能使回彈儀處于水平方向的混凝土澆筑側(cè)面且測(cè)區(qū)表面應(yīng)為混凝土原漿面，每一測(cè)區(qū)讀取16個(gè)回彈值。檢測(cè)結(jié)果：混凝土強(qiáng)度平均值為34.8MPa，滿足規(guī)范要求。

2.3 砂漿強(qiáng)度檢測(cè)

根據(jù)《砌體工程現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GBT50315-2011），對(duì)該建筑墻體砌筑砂漿的強(qiáng)度用回彈法進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果：砂漿抗壓強(qiáng)度平均擬定值為6.1MPa。

2.4 磚強(qiáng)度檢測(cè)

根據(jù)《砌體工程現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GBT50315-2011），對(duì)該建筑墻體砌筑用磚的抗壓強(qiáng)度采用回彈法進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果：推定本樓層磚的抗壓強(qiáng)度等級(jí)為MU15。

2.5 鋼筋布置檢測(cè)

依據(jù)《混凝土中鋼筋檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T152-2008），采用ZBL-R660一體式鋼筋檢測(cè)儀，基于電磁感應(yīng)法對(duì)各樓層進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)內(nèi)容包括鋼筋的直徑與位置，箍筋間距以及鋼筋保護(hù)層厚度。

3? 結(jié)構(gòu)抗震鑒定

本工程下部為五層磚混結(jié)構(gòu)，上部為門(mén)式剛架加層。結(jié)構(gòu)可靠性和抗震鑒定缺少針對(duì)性條文。因此，進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震鑒定時(shí)將第六層門(mén)式剛架單獨(dú)列出，與下層磚混結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行抗震鑒定。

3.1 磚混結(jié)構(gòu)抗震鑒定

根據(jù)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50023-2009）以及《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》（GB50223-2008），該建筑可評(píng)定為B類建筑，抗震設(shè)防烈度為6度，抗震設(shè)防類別為丙類，后續(xù)使用年限不宜少于40年。依據(jù)上述規(guī)范，不進(jìn)行場(chǎng)地對(duì)建筑影響以及建筑地基基礎(chǔ)的抗震鑒定。通過(guò)對(duì)相應(yīng)抗震措施的鑒定，該建筑的結(jié)構(gòu)體系中的圈梁布置和構(gòu)造、局部易倒塌部位尺寸抗震措施不滿足，抗震措施不滿足鑒定要求而現(xiàn)有抗震承載力較高的情況，進(jìn)行綜合抗震能力評(píng)定。

因此，采用結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件PKPM砌體結(jié)構(gòu)鑒定加固模塊進(jìn)行計(jì)算，各構(gòu)件尺寸按照檢測(cè)值輸入，各樓層荷載按荷載規(guī)范輸入，由于第六層鋼結(jié)構(gòu)加層，因此在計(jì)算時(shí)將鋼結(jié)構(gòu)以集中荷載的形式作用于第五層屋面，計(jì)算模型如圖1所示。

計(jì)算結(jié)果：該建筑樓層綜合抗震能力指數(shù)βci均大于1。根據(jù)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50023-2009）5.2.12條，評(píng)定為抗震承載力滿足鑒定要求。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)抗震鑒定

按照《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50023-2009）以及《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》（GB50223-2008），該輕鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防烈度為6度，抗震設(shè)防類別為丙類。針對(duì)該建筑為輕鋼結(jié)構(gòu)在磚混結(jié)構(gòu)上直接加層的特殊性，無(wú)法考慮其地基基礎(chǔ)影響。故不考慮原有磚混結(jié)構(gòu)樓板變形的影響，且輕鋼加層結(jié)構(gòu)與原有磚混結(jié)構(gòu)剛接，不進(jìn)行場(chǎng)地基礎(chǔ)抗震鑒定。采用結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件PKPM-STS鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊進(jìn)行計(jì)算。由于第六層的鋼結(jié)構(gòu)相互獨(dú)立，因此分別建立鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，如圖2、圖3所示。

計(jì)算結(jié)果：計(jì)算結(jié)果顯示，在地震作用下，六層實(shí)驗(yàn)室門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)水平方向所受最大剪重比分別為0.033，大于規(guī)范中樓層最小地震剪力系數(shù)值0.006（《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》5.2.5條），滿足規(guī)范要求。六層實(shí)驗(yàn)室門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)在水平方向地震作用下柱頂最大位移為1/1444。經(jīng)驗(yàn)算，結(jié)構(gòu)最大位移1/1444

根據(jù)《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（GB50023-2009）5.2.12條，評(píng)定為抗震承載力滿足鑒定要求。

4? 鑒定結(jié)論與建議

經(jīng)過(guò)檢測(cè)鑒定得出，該建筑外觀質(zhì)量整體良好，結(jié)構(gòu)內(nèi)部整體性能較好，且該建筑綜合抗震能力滿足B類建筑的要求。但該建筑使用時(shí)間較長(zhǎng)以及由于鋼結(jié)構(gòu)屋面排水性能較差對(duì)鋼構(gòu)件、樓面地板、墻體、門(mén)窗造成了一定的損害，因此提出以下建議：

①鋼結(jié)構(gòu)屋面及墻體應(yīng)重新進(jìn)行防排水設(shè)計(jì)。

②對(duì)已經(jīng)損壞的門(mén)窗進(jìn)行更換。

③對(duì)第五層樓部分侵蝕嚴(yán)重的墻體進(jìn)行修復(fù)。

④鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件因受潮而表面涂裝脫落，銹蝕較為嚴(yán)重，應(yīng)按照規(guī)范要求重新涂裝或更換，建議對(duì)部分老舊、破碎夾芯板進(jìn)行更換。

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作者簡(jiǎn)介：王強(qiáng)（1996-），男，重慶人，碩士，研究方向?yàn)榻Y(jié)構(gòu)智能檢測(cè)及健康安全評(píng)價(jià)。