對某高校學生綜合活動中心結(jié)構(gòu)檢測的體會

張建平

(西北大學，陜西西安 710127)

對某高校學生綜合活動中心結(jié)構(gòu)檢測的體會

張建平

(西北大學，陜西西安 710127)

通過某高校綜合學生活動中心的結(jié)構(gòu)檢測工作，對該類型建筑在設(shè)計、施工及安全使用中應注意的一些問題進行了探討，充分說明了建筑物后期使用環(huán)境以及維護保養(yǎng)的重要性。

檢測，網(wǎng)架，混凝土缺陷

1 概況

陜西省某高校學生綜合活動中心為3層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，無地下室，東西長80.6 m，南北寬60.6 m，建筑高度為16.3 m，建筑面積為12 430m2。該工程為丙類建筑;建筑物耐火等級為一級;結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為50年;結(jié)構(gòu)安全性等級為二級;建筑抗震設(shè)防烈度為7度。該工程在建設(shè)過程中，主體結(jié)構(gòu)完工后，僅1層部分作為商業(yè)用途投入使用，2層，3層未進行水電管網(wǎng)安裝及室內(nèi)粉刷工程，因此，2層，3層主體完工后，一直閑置至今。近期，業(yè)主方欲對該建筑進行裝修改造，為確保該建筑的安全使用及改造需求，為后期改造提供技術(shù)依據(jù)，需對該建筑現(xiàn)狀進行主體結(jié)構(gòu)的安全性檢測鑒定。作為業(yè)主方代表，本人全程參與了主體結(jié)構(gòu)檢測工作。

2 重點檢測內(nèi)容

2.1 現(xiàn)場情況調(diào)查

現(xiàn)場對該學生綜合活動中心進行了整體踏勘及現(xiàn)狀調(diào)查，該學生綜合活動中心主要由報告廳及辦公用房組成，其中報告廳在建筑中部(?軸～?軸/④軸～⑦軸位置)，為混凝土框架結(jié)構(gòu)，2層，3層通高，尾蓋系統(tǒng)采用鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，巖棉彩鋼板屋面(鋼網(wǎng)架部分無細化設(shè)計資料);辦公用房布置在建筑外圍，為3層混凝土框架結(jié)構(gòu);東、西側(cè)辦公用房與中部報告廳之間(?軸～?軸/③軸～軸及?軸～?軸/軸～⑧軸位置)設(shè)置有采光井。其軸網(wǎng)平面示意圖見圖1。

圖1 ①軸網(wǎng)平面示意圖

現(xiàn)場踏勘未發(fā)現(xiàn)該建筑物存在明顯的地基不均勻沉降跡象及傾斜變形等現(xiàn)象。現(xiàn)場檢測中，對建筑物整體的外觀情況進行了全面的檢查，發(fā)現(xiàn)該建筑物主體結(jié)構(gòu)混凝土構(gòu)件存在較多外觀質(zhì)量缺陷。由于屋面防水卷材起鼓、開裂、老化失效，導致屋面多處滲漏;混凝土構(gòu)件表面泛堿;混凝土梁底部箍筋外露;混凝土板施工洞口處二次澆筑不密實、露筋;混凝土梁脹模處鑿除后未修補、露筋。另外，混凝土梁、柱構(gòu)件與砌體之間連接處開裂的情況較普遍，部分外墻瓷片脫落、空鼓。

該建筑報告廳部分鋼網(wǎng)架采用上弦支撐，連接節(jié)點采用螺栓球節(jié)點，網(wǎng)架鋼構(gòu)件無明顯損傷、彎曲變形、銹蝕、截面損傷等外觀質(zhì)量缺陷，但防火涂料涂裝不均勻，且屋面排水天溝銹蝕較嚴重。

現(xiàn)場檢測中，對建筑物混凝土梁—柱節(jié)點、報告廳鋼網(wǎng)架支座節(jié)點等主要結(jié)構(gòu)連接節(jié)點進行了檢查，混凝土構(gòu)件節(jié)點無裂縫、變形、鋼筋銹蝕等不良現(xiàn)象;檢測中發(fā)現(xiàn)網(wǎng)架支座節(jié)點連接處存在安全隱患，其地腳螺栓未套螺母，采用點焊連接固定。

2.2 建筑物不均勻沉降檢測

為了解該建筑當前的實際變形狀況，根據(jù)該建筑所處的環(huán)境和現(xiàn)場條件，采用DSZ2水準儀對該建筑東、西兩側(cè)辦公用房(?軸～?軸/①軸～②軸及?軸～?軸/⑨軸～⑩軸位置)的水平相對高差進行了觀測。本次水平觀測是以框架柱身建筑“50線”為假設(shè)基準，結(jié)果可反映水平方向產(chǎn)生沉降變形的相對高差(含施工誤差)，觀測結(jié)果見表1。

表1 水平方向相對高差觀測結(jié)果 mm

通過該建筑水平相對高差觀測結(jié)果可知，該建筑相鄰測點間的沉降差最大為10 mm，結(jié)果表明建筑物的沉降變形均滿足現(xiàn)行國家標準GB 50007—2011建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范中第5.3.4條關(guān)于對于混凝土框架結(jié)構(gòu)，相鄰柱基的沉降差0.002 1的允許值。

2.3 建筑物傾斜檢測

根據(jù)現(xiàn)場實際情況對該建筑的整體傾斜情況進行了檢測，檢測結(jié)果見表2。

表2 建筑物傾斜變形檢測結(jié)果 mm

檢測結(jié)果表明:該建筑整體在豎直方向頂部相對底部的最大位移滿足相關(guān)規(guī)范要求。

2.4 混凝土強度檢測

為了解該建筑混凝土構(gòu)件現(xiàn)有的實際強度，檢測中，結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，采用回彈法對該建筑混凝土構(gòu)件的實際強度進行了檢測。考慮構(gòu)件混凝土齡期較長，根據(jù)國家標準GB 50367混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范中附錄B進行修正，修正系數(shù)取0.97。

對于該工程主體結(jié)構(gòu)混凝土構(gòu)件現(xiàn)齡期混凝土抗壓強度檢測結(jié)果，依據(jù)國家標準GB/T 50344—2004建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標準第3.3.20條的相關(guān)規(guī)定，對其抽樣檢測批具有95%保證率的標準值的推定區(qū)間上限值和下限值進行計算，該工程1層柱混凝土構(gòu)件(C35)的上限值為36.9 MPa，下限值為35.6 MPa，滿足C35設(shè)計強度等級要求;該工程1層～3層梁板;2層，3層柱混凝土構(gòu)件(C30)的上限值為31.4 MPa，下限值為30.7 MPa，滿足C30設(shè)計強度等級要求。

2.5 鋼筋配置情況及平面軸線尺寸、構(gòu)件尺寸復核

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，對建筑物主體結(jié)構(gòu)的混凝土柱、梁、板的鋼筋配置狀況采用鋼筋位置測定儀進行了抽檢。檢測結(jié)果表明:該建筑混凝土構(gòu)件鋼筋配置情況符合設(shè)計圖紙及相關(guān)規(guī)范要求。

同時，對建筑物主體加固采用激光測距儀、鋼卷尺、游標卡尺、超聲波測厚儀等檢測儀器對建筑物的平面軸線尺寸、構(gòu)件尺寸進行了復核，其混凝土框架主體結(jié)構(gòu)平面軸線尺寸及混凝土構(gòu)件尺寸與設(shè)計圖紙相符。

2.6 鋼網(wǎng)架撓度變形檢測

依據(jù)現(xiàn)場條件，對鋼網(wǎng)架中心部位的跨中撓度進行了檢測，檢測結(jié)果見表3。

表3 鋼網(wǎng)架起拱值檢測結(jié)果

從檢測結(jié)果可知，所測報告廳部分鋼網(wǎng)架目前仍處于起拱狀態(tài)，據(jù)GB 50292—1999民用建筑可靠性鑒定標準中4.3.4條關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件不適于繼續(xù)承載的變形的規(guī)定，該活動中心鋼網(wǎng)架的撓曲變形滿足要求。

3 檢測結(jié)果計算分析

根據(jù)現(xiàn)場實測的情況，結(jié)合原設(shè)計圖紙，按照現(xiàn)行國家標準GB 50009—2012建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范的要求，對該建筑主體框架結(jié)構(gòu)承載力進行了驗算，此次驗算取用材料的強度以實測值為準，同時參考圖紙的設(shè)計參數(shù)，其具體取值如下:

1)材料參數(shù)。混凝土強度:1層:柱C35;梁、板C30，其他層:柱C30;梁、板C30。

2)荷載取值。屋面恒載:7.0 kN/m2，屋面活載:上人2.0 kN/m2;不上人0.5 kN/m2。

樓面恒載:4.5 kN/m2，樓面活載:演出舞臺4.0 kN/m2、招聘大廳及商店3.5 kN/m2、樓梯3.5 kN/m2、報告廳及計算機房3.0 kN/m2、其他樓層房間2.5 kN/m2、電梯機房7.0 kN/m2。

墻面荷載按照兩種情況驗算:現(xiàn)狀為外墻瓷磚;擬改造為外墻干掛石材。

其驗算結(jié)果表明，在現(xiàn)狀荷載及擬改造荷載條件下，該建筑混凝土構(gòu)件承載力均能滿足使用要求。

4 結(jié)構(gòu)安全性評定

4.1 承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全性評級

1)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

依據(jù)國家標準GB 50292—1999民用建筑可靠性評定標準混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全性鑒定評級應包括承載能力、構(gòu)造以及不適于繼續(xù)承載的位移和裂縫等四個檢查項目。

現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)該建筑的混凝土構(gòu)件連接方式正確，構(gòu)造符合國家現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范要求，其混凝土構(gòu)件的構(gòu)造等級應評為bu級。

現(xiàn)場檢測結(jié)果表明:混凝土梁、柱等構(gòu)件未出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的裂縫，因此，該活動中心的混凝土構(gòu)件沒有不適于繼續(xù)承載的位移和變形，該子項應評為bu級。

2)鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

對屋蓋的屋架部分，按照GB 50292—1999民用建筑可靠性鑒定標準中木結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全性等級評定的有關(guān)規(guī)定，應按承載力、構(gòu)造、不適于繼續(xù)承載力的位移和裂縫等四項進行檢查，并按最低級作為構(gòu)件的安全性等級。根據(jù)調(diào)查情況及屋架結(jié)構(gòu)構(gòu)件評定為bu級。

4.2 子單元安全性評級

1)地基基礎(chǔ)子單元。

根據(jù)建筑物水平沉降檢測結(jié)果，基礎(chǔ)的局部傾斜滿足規(guī)范限值要求，無不均勻沉降現(xiàn)象，地基基礎(chǔ)沉降基本穩(wěn)定，依據(jù)GB 50292—1999民用建筑可靠性鑒定標準有關(guān)規(guī)定，該建筑地基基礎(chǔ)子單元的安全性評為au級。

2)上部承重結(jié)構(gòu)子單元。

上部承重結(jié)構(gòu)的安全性評級，根據(jù)所含各種構(gòu)件的安全性等級、結(jié)構(gòu)的整體性等級及結(jié)構(gòu)側(cè)向位移等級確定。根據(jù)砌體承載力計算結(jié)果，按照GB 50292—1999民用建筑可靠性鑒定標準條文6.3.2規(guī)定，構(gòu)件的安全性等級項目可評為bu級;從結(jié)構(gòu)的整體性考慮結(jié)構(gòu)布置、支撐系統(tǒng)、圈梁構(gòu)造、結(jié)構(gòu)間的聯(lián)系，結(jié)構(gòu)整體性應評定為bu級。因此依據(jù)GB 50292—1999民用建筑可靠性鑒定標準中6.3.4條規(guī)定，該建筑上部承重結(jié)構(gòu)子單元的安全性評為bu級。

3)圍護結(jié)構(gòu)子單元。

現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)，該建筑的外墻圍護結(jié)構(gòu)連接及砌筑方式正確，砌筑砂漿灰縫飽滿、厚薄均勻，墻體也未出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形和裂縫。因此，該圍護系統(tǒng)子單元的安全性等級應評為bu級。

4.3 鑒定單元安全性評級

根據(jù)以上子單元安全性評級結(jié)果，依據(jù)GB 50292—1999民用建筑可靠性鑒定標準，該鑒定單元安全性評為bsu級。

5 結(jié)構(gòu)抗震鑒定

依據(jù)GB 50011—2010建筑抗震設(shè)計規(guī)范，本次抗震鑒定依據(jù)GB 50023—2009建筑抗震鑒定標準，該活動中心劃分為C類建筑，應按現(xiàn)行國家標準GB 50011—2010建筑抗震設(shè)計規(guī)范的要求進行抗震鑒定，主要從結(jié)構(gòu)布置和構(gòu)件形式的合理性、材料實際強度、房屋整體性連接構(gòu)造的可靠性等進行檢查。檢測結(jié)果表明該活動中心的抗震構(gòu)造措施滿足國家標準GB 50011—2010建筑抗震設(shè)計規(guī)范的要求。

6 修復相關(guān)問題

1)后期改造時，應針對網(wǎng)架支座節(jié)點連接處存在的連接不牢靠問題，采取有效措施，保證節(jié)點可靠連接。2)在后期改造中，建議對鋼網(wǎng)架構(gòu)件重新涂裝超薄型防火涂料。3)由于屋面排水天溝銹蝕較嚴重，建議進行更換處理。4)結(jié)合后期外立面改造工程，建議對建筑外立面瓷片開裂、脫落處進行修復處理。5)由于屋面防水卷材損壞較嚴重，建議進行更換處理。6)對個別存在混凝土不密實、鋼筋外露、銹蝕、表面泛堿等缺陷的混凝土構(gòu)件，在裝修改造前，應采取有效措施進行修復處理。7)由于混凝土梁、柱構(gòu)件與砌體之間連接處開裂的情況較普遍，建議后期裝修時，采取掛鋼絲網(wǎng)片等有效措施處理。8)在后期使用中，做好日常室內(nèi)管網(wǎng)檢漏工作。

7 結(jié)語

對于類似學生活動中心此類建筑的設(shè)計施工及后期使用，必須考慮到建筑的使用環(huán)境等因素，對于其中任何一個環(huán)節(jié)的疏忽，都可能造成嚴重的后果。針對本工程，我們相關(guān)各方就應該充分重視建筑使用過程中的維護保養(yǎng)工作。

［1］ GB 50292—1999，民用建筑可靠性鑒定標準［S］.

［2］ GB/T 50344—2004，建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標準［S］.

［3］ GB 50023—2009，建筑抗震鑒定標準［S］.

On structural testing of students’com prehensive activity center at some university

Zhang Jianping

(Northwestern University，Xi’an 710127，China)

According to the structural testing of the students’comprehensive activity center at some university，the paper explores some attentive issues in the design，construction and safe operation of the type of building，and gives the full indication of the importance of the environmentand maintenance in later period.

test，wire frame，concrete defect

TU317

A

1009-6825(2015)29-0038-03

2015-08-09

張建平(1979-)，男，工程師