王 瑞，張險(xiǎn)峰，姜思佳，左巖鵬

（1.建研院檢測中心有限公司，北京 100013；2.北京城建八建設(shè)發(fā)展有限責(zé)任公司，北京 100107）

0 引言

隨著城市的發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)調(diào)整，許多工廠的工業(yè)建筑失去了原有作用和用途、部分廠區(qū)內(nèi)的廠房處于閑置狀態(tài)、隨著保護(hù)歷史和文化的意識(shí)不斷增強(qiáng)，越來越多的老廠房被改造，迭代更新被賦予新的使命。建筑物在原使用環(huán)境和自然環(huán)境的雙重作用下，其結(jié)構(gòu)功能會(huì)出現(xiàn)不同程度的退化和劣化，建筑物本身存在安全隱患。因此在改造之前需要對(duì)舊工業(yè)廠房進(jìn)行詳細(xì)的檢測、鑒定。

1 工程概況

某轉(zhuǎn)運(yùn)站東側(cè)除塵器框架結(jié)構(gòu)建筑高度 6.96 m，抗震設(shè)防烈度 8 度，本工程為四層結(jié)構(gòu)，一二層為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，三四層為鋼結(jié)構(gòu)無圍護(hù)結(jié)構(gòu)。主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架和鋼結(jié)構(gòu)框架混合體系，第一層高 3.8 m，第二層高 3.16 m。在兩層框架頂部安裝有除塵設(shè)備，主要承重構(gòu)件為四行四列工字鋼柱。除塵器框架外立面圖如圖 1 所示。結(jié)構(gòu)平面布置圖如圖 2、圖 3 所示。

圖1 結(jié)構(gòu)外立面圖片

圖2 1 層平面布置圖（單位：mm）

圖3 2 層平面布置圖（單位：mm）

圖4 3、4 層平面布置圖（單位：mm）

2 結(jié)構(gòu)檢測［1，2］

2.1 構(gòu)件混凝土強(qiáng)度推定

采用回彈結(jié)合芯樣驗(yàn)證的方法對(duì)該結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土抗壓強(qiáng)度進(jìn)行抽樣檢測。柱混凝土強(qiáng)度檢測結(jié)果如圖 4 所示，梁混凝土強(qiáng)度檢測結(jié)果如圖 5 所示。

圖4 柱構(gòu)件混凝土強(qiáng)度檢測結(jié)果

圖5 梁構(gòu)件混凝土強(qiáng)度檢測結(jié)果

經(jīng)計(jì)算，所抽檢的混凝土柱按批計(jì)算的混凝土抗壓強(qiáng)度推定區(qū)間為 32.1～33.5 MPa，所抽檢的混凝土梁按批計(jì)算的混凝土抗壓強(qiáng)度推定區(qū)間為 29.9 ～ 31.4 MPa，混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到 C30 混凝土強(qiáng)度等級(jí)。

圖6 鋼材抗拉強(qiáng)度抽檢結(jié)果

圖7 鋼構(gòu)件涂層厚度抽檢結(jié)果

2.2 鋼材強(qiáng)度等級(jí)

采用表面硬度法對(duì)鋼材的強(qiáng)度進(jìn)行抽樣檢測，鋼材的強(qiáng)度檢測結(jié)果如圖 6 所示。

所抽檢鋼構(gòu)件鋼材抗拉強(qiáng)度在 395～427 MPa，建議按照 Q235 牌號(hào)鋼材使用。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)涂層厚度檢測

根據(jù)現(xiàn)場情況，取涂層較完整部位采用涂層測厚儀檢測桁架等構(gòu)件的涂層厚度，每個(gè)構(gòu)件檢測 5 處，每處以 3 個(gè)相距≥50 mm 測點(diǎn)的平均值作為該處涂層厚度的代表值。以構(gòu)件上所有測點(diǎn)的平均值作為該構(gòu)件涂層厚度的代表值。

結(jié)果表明鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面涂層大面積脫落且鋼材部分銹蝕，涂層已失去原有的保護(hù)作用。涂層較完整部位的涂層厚度檢測結(jié)果如圖 7 所示。

2.4 外觀質(zhì)量及損傷全面檢查

外觀質(zhì)量及損傷檢查結(jié)果：混凝土部分樓板存在裂縫，混凝土部分梁柱節(jié)點(diǎn)處存在蜂窩、裂縫；鋼結(jié)構(gòu)部分梁、柱、樓板存在銹蝕現(xiàn)象且銹蝕嚴(yán)重；屋面設(shè)備存在銹蝕（見圖 8～圖 11）。

2.5 鋼架傾斜值檢測

用全站儀對(duì)該混凝土框架柱傾斜值進(jìn)行檢測，檢測工作遵守 JGJ 8－2016《建筑變形測量規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定，根據(jù)現(xiàn)場條件，對(duì)鋼框架柱的傾斜值進(jìn)行檢測，具體檢測結(jié)果如表 1 所示。

表1 傾斜值測量結(jié)果

圖8 1 層 2-3/A-B 樓板滲水、露筋

圖9 2 層 4-D 梁柱節(jié)點(diǎn)處構(gòu)件蜂窩

圖10 鋼結(jié)構(gòu)部分銹蝕嚴(yán)重

圖11 屋面設(shè)備鋼架銹蝕

注：H為鋼框架結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)高度，H=6.96 m，規(guī)范限值為H/500=14 mm。

鋼框架柱向東最大偏差 12 m m，傾斜值滿足GB 50144－2008《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》要求。

3 安全性鑒定評(píng)級(jí)

3.1 構(gòu)件安全性鑒定評(píng)級(jí)

3.1.1 承載能力評(píng)定

下部設(shè)備底座框架柱（框架結(jié)構(gòu)）經(jīng)分析驗(yàn)算可知，配筋面積滿足相關(guān)規(guī)范要求。整體評(píng)定為 a 級(jí)。

下部設(shè)備底座框架梁（框架結(jié)構(gòu)）承載能力計(jì)算結(jié)果滿足國家規(guī)范要求，整體評(píng)定為 a 級(jí)。

3.1.2 構(gòu)造和連接評(píng)定

下部設(shè)備底座框架柱構(gòu)造和連接基本滿足國家規(guī)范要求，整體評(píng)定為 b 級(jí)。

下部設(shè)備底座框架梁基本構(gòu)造合理，整體評(píng)定為 b 級(jí)。

混凝土板構(gòu)造和連接基本滿足規(guī)范要求，整體評(píng)定為 b 級(jí)。

3.1.3 構(gòu)件安全性鑒定評(píng)級(jí)

依據(jù) GB 50144－2008《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》第 6.2.1 條，混凝土柱安全性等級(jí)為 b 級(jí)；混凝土梁安全性等級(jí)為 b 級(jí)；混凝土板安全性等級(jí)為 b 級(jí)。

3.2 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的安全性鑒定評(píng)級(jí)

3.2.1 地基基礎(chǔ)的安全性鑒定評(píng)級(jí)

經(jīng)現(xiàn)場檢查，結(jié)合傾斜值檢查結(jié)果及圍護(hù)墻體檢查結(jié)果，地基基礎(chǔ)的安全性評(píng)定為 B 級(jí)。

3.2.2 上部承重結(jié)構(gòu)的安全性鑒定評(píng)級(jí)

1）上部承重結(jié)構(gòu)安全性評(píng)定。依據(jù) GB 50144－2008《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》第 7.3.4 條，混凝土柱評(píng)定為 B 級(jí)；混凝土梁評(píng)定為 B 級(jí)；混凝土板評(píng)定為 B 級(jí)；上部承重結(jié)構(gòu)的安全性評(píng)定等級(jí)為 B 級(jí)。

2）上部承重結(jié)構(gòu)整體性評(píng)定。依據(jù) GB 50144－2008《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》第 7.3.2 條，除塵設(shè)備結(jié)構(gòu)布置合理，形成完整的體系；傳力路徑明確，上部承重結(jié)構(gòu)整體性鑒定評(píng)級(jí)為 B 級(jí)。

3）上部承重結(jié)構(gòu)的安全性鑒定評(píng)級(jí)。依據(jù) GB 50144－2008《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》第 7.3.1 條。上部承重結(jié)構(gòu)的安全性鑒定評(píng)定為 B 級(jí)。

3.2.3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)（含上部設(shè)備外圍護(hù)）的安全性鑒定評(píng)級(jí)

1）承重圍護(hù)結(jié)構(gòu)的承載功能。依據(jù) GB 50144－2008《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》第 7.3.4 條和第六章，承重圍護(hù)結(jié)構(gòu)的承載功能構(gòu)件集評(píng)定為 B 級(jí)。

2）非承重圍護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造連接。依據(jù) GB 50144－2008《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》第 7.4.1 條，并根據(jù)現(xiàn)場外觀質(zhì)量檢查及結(jié)構(gòu)體系核查結(jié)果，非承重圍護(hù)墻體的構(gòu)造評(píng)定等級(jí)為 C 級(jí)；非承重圍護(hù)墻體自身連接與主體結(jié)構(gòu)的連接方式基本符合國家標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)定等級(jí)為 B 級(jí)。

3）圍護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的安全性鑒定評(píng)級(jí)。依據(jù) GB 50144－2008《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》第 7.4.1 條，圍護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的安全性鑒定等級(jí)為 C 級(jí)。

根據(jù)地基基礎(chǔ)、上部承重結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的安全性等級(jí)，依據(jù) GB 50144－2008《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》第 7 章的規(guī)定，該項(xiàng)目主廠房的安全性鑒定評(píng)級(jí)為 C 級(jí)。

4 抗震計(jì)算與鑒定

4.1 抗震分析計(jì)算結(jié)果

考慮地震作用時(shí)，根據(jù) GB 50117－2014《構(gòu)筑物抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》、GB 50191－2012《構(gòu)筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，混凝土框架抗震等級(jí)為二級(jí)，鋼框架抗震取 B 級(jí)采用 PKPM 軟件的 SATWE 模塊進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如下。

1）1～2 層柱最大軸壓比為 0.17，滿足 GB 50023－2009《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》小于 0.8 的要求。

2）混凝土構(gòu)件的鋼筋配置滿足相關(guān)規(guī)范的要求。3）鋼結(jié)構(gòu)框架最大應(yīng)力比為 0.31，滿足 GB 50017 －2017《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

4）上部設(shè)備層的鋼結(jié)構(gòu)框架和支撐構(gòu)件的長細(xì)比不滿足 GB 50017－2017《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

4.2 抗震鑒定原則［3］

依據(jù) GB 50117－2014《構(gòu)筑物抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》，參考 GB 50023－2009《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)規(guī)定，按抗震設(shè)防烈度為 8 度（0.2g），抗震設(shè)防分類為丙類，后續(xù)使用年限 30 年以上 50 年以內(nèi)的 B 類構(gòu)筑物，對(duì)該構(gòu)筑物進(jìn)行抗震鑒定。

4.2.1 下部的框架抗震措施鑒定

經(jīng)檢測，該結(jié)構(gòu)為單跨混凝土框架結(jié)構(gòu)，梁柱截面尺寸符合規(guī)范要求（梁寬≥200 mm，高寬比≤4；柱截面尺寸≥400 mm，柱凈高與截面高度之比不宜＜4）。柱軸壓比符合規(guī)范要求（≤ 0.75），構(gòu)件混凝土抗壓強(qiáng)度符合規(guī)范要求（不低于 C20）。

4.2.2 除塵器本體抗震措施鑒定

對(duì)除塵器的重點(diǎn)部位進(jìn)行檢查，下降管與除塵器的連接處，未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重變形和損壞。筒體支座及其連接處，存在明顯銹蝕。除塵器框架和支架與支撐的連接，存在明顯銹蝕。

綜合上述抗震鑒定結(jié)果，該局部抗震措施設(shè)置和鋼結(jié)構(gòu)框架的支撐構(gòu)件長細(xì)比不滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) GB 50117－2014《構(gòu)筑物抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》的抗震能力要求。

5 結(jié)語

隨著保護(hù)歷史和文化的意識(shí)不斷增強(qiáng)，越來越多的老廠房被改造，迭代更新被賦予新的使命［4，5］。但原有結(jié)構(gòu)在長期使用過程中，出現(xiàn)了不同程度的退化和劣化，因此明確建筑物現(xiàn)有的狀態(tài)是必不可少的。經(jīng)過檢測和分析該除塵器框架結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀如下。

1）所抽檢的混凝土柱和梁的抗壓強(qiáng)度推定區(qū)間分別為 32.1～33.5 MPa、29.9～31.4 MPa，達(dá)到 C30 混凝土強(qiáng)度等級(jí)。

2）所抽檢鋼構(gòu)件鋼材抗拉強(qiáng)度在 395～427 MPa，可按 Q235 牌號(hào)使用。

3）混凝土部分樓板存在裂縫，混凝土部分梁柱節(jié)點(diǎn)處存在蜂窩、裂縫；鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面涂層大面積脫落且鋼材部分銹蝕，涂層已失去原有的保護(hù)作用。

4）鋼框架柱向東最大偏差 12 mm，傾斜值滿足 GB 50144－2008《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》要求。

5）該局部抗震措施設(shè)置和鋼結(jié)構(gòu)框架的支撐構(gòu)件長細(xì)比不滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) GB 50117－2014《構(gòu)筑物抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》的抗震能力要求。Q