鋼筋混凝土框架結構安全性鑒定及加固案例分析

侯 晉 杰

(山西省建筑科學研究院，山西 太原 030001)

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鋼筋混凝土框架結構安全性鑒定及加固案例分析

侯 晉 杰

(山西省建筑科學研究院，山西 太原 030001)

結合某鋼筋混凝土鋼架結構安全性鑒定及加固的工程實例，簡要介紹了結構檢測與鑒定加固的程序，闡述了結構鑒定過程中的重點內容，并探討了類似工程結構加固的研究方向，為日后混凝土框架結構鑒定及加固提供了依據。

混凝土框架結構，安全性鑒定，結構加固，承載力

1 工程簡介

1.1 工程概況

混凝土框架結構作為高層建筑及大型場館的主要結構體系，是鑒定加固比較具有代表性的結構，本工程是山西省朔州市某體育場館，該體育館結構東西總長46.5 m，南北寬28.0 m，建筑總面積1 326.82 m2，主體結構形式為鋼筋混凝土框架結構，墻體采用加氣混凝土砌塊填充，主體高度12.0 m，結構平面布置呈矩形，抗震設防烈度為7度設防；屋面采用網架結構，網架支撐下部為鋼筋混凝土框架柱，基礎采用柱下鋼筋混凝土獨立基礎。

本工程于2015年出現西北角地基基礎下沉，最終導致上部填充墻體開裂，門窗扭曲變形，柱頂網架支座脫離、基礎開裂、室內外地面開裂下沉等現象，因此對體育館進行結構檢測及安全性鑒定，以評估現有結構的安全現狀和性能，并為后續加固改造工作提供依據和指導。

體育館平面示意圖見圖1。

1.2 鑒定依據及檢測儀器

鑒定主要依據有GB/T 50344—2004建筑結構檢測技術標準、GB 50292—1999民用建筑可靠性鑒定標準以及建筑原結構設計圖紙資料等。

檢測儀器有全站儀、鋼筋位置測定儀、裂縫寬度觀測儀、混凝土回彈儀、超聲波測厚儀以及皮尺、鋼尺、游標卡尺、照相機等常用檢測儀器。

2 結構檢測及安全性鑒定

2.1 地基基礎

現場采用全站儀對建筑物的相對沉降變形現狀進行觀測，以窗戶頂角為觀測點，圖2中數據為各測點的相對高差。

根據上述觀測結果，該結構目前整體地基基礎最大整體傾斜為111，遠超于《建筑地基基礎設計規范》建筑物的地基變形允許值56 mm的規定，且局部最大相對沉降差達到56 mm，超過地基變形允許值14 mm的規定，不能滿足GB 50007—2011建筑地基基礎設計規范的相關要求。

結合地基基礎現場開挖檢測結果可知，此次地基基礎開挖過程中發現該區域回填土較松軟，沒有充分夯實，受雨水浸濕從而導致基礎的不均勻沉降；受此影響該結構西側個別網架支座已經與柱頂脫開，且結構東側二層框架填充墻體大面積出現裂縫。基礎現場開挖見圖3。

2.2 上部網架結構安全鑒定

建筑物上部網架結構是上部承重結構，梁柱鋼結構構件的安全性鑒定，應按承載能力、構造以及不適于繼續承載的位移(變形)等三個檢查項目，分別評定每一受檢構件的等級，并取其中最低一級作為該構件的安全性等級。

現場檢測采用目測、拍照、記錄、描述等方式對該網架結構進行檢測，重點檢測支座部位、鋼材表面及端邊、焊縫外觀質量等；在施工時部分C型鋼檁條焊接處存在漏焊、燒穿及網架支座脫離等現象，如圖4，圖5所示。

該建筑物存在部分網架下沉現象，網架支座和柱子已經分離，最大間距超過120 mm，嚴重影響網架的承載安全，依據《民用建筑可靠性鑒定標準》，該結構的鋼結構構件的安全性按不適于繼續承載的變形構造，評定為du級。

2.3 主體結構安全鑒定

該建筑現有結構構件存在裂縫，主要表現在主體結構填充墻開裂、散水開裂、門窗變形導致玻璃開裂、室內地面下沉等現象，典型裂縫如圖6，圖7所示。

現場采用回彈法對該結構柱類、梁類構件混凝土抗壓強度進行檢測，根據原結構設計圖紙，對該結構梁類、柱類構件的實際尺寸進行復核，截面尺寸檢測方法為鋼尺測量、記錄。每個構件選三處截面進行測量，并進行平均值統計。檢測結果為抽檢的梁類、柱類混凝土構件實際截面尺寸與設計圖紙基本相符。

采用鋼筋掃描儀對該結構梁、柱類構件配筋狀況(鋼筋位置與鋼筋數量)進行了抽檢。經檢測，本次抽檢構件配筋情況與原設計圖紙基本相符。根據原設計要求，梁、柱類構件主筋保護層厚度為30 mm，箍筋保護層厚度為25 mm，經檢測，本次抽檢構件混凝土保護層厚度情況與原設計基本相符。

3 結構承載力計算分析

結合上述檢測分析結果、原設計圖紙等相關資料，按照實際的荷載條件及材料性能，對該結構承載力進行驗算分析。根據現場檢測結果，采用MIDAS Gen結構計算分析軟件對該結構承載力進行驗算校核，網架桿件、混凝土構件截面尺寸及配筋均以檢測結果為準。計算模型和驗算結果如圖8所示。

根據現場實際情況，將支座已與柱脫開的網架，在承載力驗算時解開此支座約束，并輸入E/1-7軸檁條相對沉降位；由圖8可知，部分桿件軸向應力驗算不滿足現行規范要求。

4 鑒定結論及加固處理建議

根據GB 50292—1999民用建筑可靠性鑒定標準表3.2.5的規定將該建筑整體結構安全性等級綜合評為Dsu級，即結構存在明顯的安全隱患，必須立即采取措施。

1)該結構地基基礎已經發生了嚴重的不均勻沉降，引起的網架及框架結構應力重分布已經危及到地基基礎及上部結構安全，可采取對建筑物地面回填土層注漿加固，將不穩定的土層填充密實，使地基承載力提高，起到穩固地基的作用，待地基穩定之后再對基礎、上部開裂墻體及網架結構進行合理加固。

2)經現場檢測，該結構室外散水及部分室內地面均已出現不同程度的沉降裂縫或塌陷，建議對上述散水及地面進行拆除重做，并要求事先對松散回填土進行夯實或采用灰土進行換填。

3)針對開裂填充墻體，建議在地基基礎沉降趨于穩定后，通過壓力注漿、環氧樹脂灌縫法以及通過表面用界面劑處理，焊接金屬網等方法進行加固修復，以恢復結構的整體性能；對于梁、柱等構件的裂縫，可根據裂縫大小及現場施工的環境等，采取如增大截面法、支點法、粘鋼法，碳纖維布法等加固方法提高構件承載力，從而滿足建筑物安全性要求；對于柱頂網架支座脫離現象采取有效的連接方式進行連接，構件漏焊部分進行補焊，并對相關構件進行全數檢查。

4)建筑物加固工作專業性較強，且難度較大，結構及地基基礎加固設計，應由具備相關經驗和資質的專業設計單位進行專業設計，加固施工要求專業加固施工單位進行專業施工，并在加固施工期間以及竣工后對結構沉降進行監測，直到結構沉降穩定為止。

5 結語

本文結合工程實例，介紹了鋼筋混凝土框架結構檢測的方法、內容及具體步驟，明確了安全性鑒定的主要內容，分析了地基不均勻沉降、結構裂縫等現象的根本原因，并結合MIDAS Gen結構計算分析軟件對分析結果進行了嚴格的驗證，針對本工程出現的安全性隱患提供了簡要的加固方法，對類似混凝土框架結構安全性檢測、鑒定及加固具有一定的指導意義。

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The safety appraisal and reinforcement case analysis of reinforced concrete frame structure

Hou Jinjie

(Shanxi Academy of Building Research, Taiyuan 030001, China)

Combining with the steel reinforced concrete structure safety appraisal and reinforcement engineering example, the paper briefly introduces structural detection and appraisal reinforcement procedures, describes major structural appraisal contents, and explores similar engineering structure reinforcement research trend, which has provided some guidance for concrete frame structure appraisal and reinforcement in future.

concrete frame structure, safety appraisal, structural reinforcement, bearing capacity

1009-6825(2016)30-0053-02

2016-08-15

侯晉杰(1980- )，男，高級工程師

TU746.3

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