某廠房結構安全檢測分析

摘 要：對某廠房建筑結構形式為鋼筋混凝土框架結構，在使用過程中發現部分樓板存在滲水現象，且二層部分牛腿與鋼梁鉸接處牛腿混凝土被壓裂（壓裂牛腿已加固），對結構進行安全性分析：

關鍵詞：鋼筋混凝土框架 結構安全 檢測

某廠房建筑結構形式為鋼筋混凝土框架結構，輕型鋼屋蓋，建筑層數為二層，建筑高度13.3m，總建筑面積59860㎡。該工程建筑結構安全等級二級，抗震設防烈度7度，設計基本地震加速度0.15g，抗震設防類別丙類，框架結構抗震等級三級，場地類別II類，設計地震分組第二組，地基基礎設計等級丙級，建筑物框架結構設計使用年限50年，鋼結構設計使用年限25年。建筑物長365m，寬82m。工程約2014年6月投入使用，主要用途為電動車生產、組裝車間和物料庫、倉庫。廠房在使用過程中發現部分樓板存在滲水現象，且二層部分牛腿與鋼梁鉸接處牛腿混凝土被壓裂（壓裂牛腿已加固），現對結構進行安全性分析。

一、設計圖紙驗算

對該工程設計圖紙進行復核驗算，驗算軟件為中國建筑科學研究院PKPM2010版本。

1.對混凝土框架結構設計所有構件尺寸、強度、配筋、梁彈性撓度、柱軸壓比等進行驗證滿足規范要求；

2.各荷載工況下結構空間變形、結構各層平均側移，豎向承載力及抗震承載力，安全性進行驗算，并附框架結構計算書及框架結構建模。

3.根據委托方提供的鋼結構屋蓋優化圖紙對該工程鋼結構屋蓋鋼梁豎向承載力及抗震承載力進行驗算，驗算荷載為：恒荷載0.25kN/㎡，活荷載0.5kN/㎡，基本風壓0.4kN/㎡，基本雪壓0.4kN/㎡。經驗算該工程鋼屋架鋼梁強度計算應力比、平面內（外）穩定計算最大應力、最大撓度/梁跨度均不滿足規范要求。

4.對設計圖紙中牛腿承載力進行驗算，經驗算牛腿承載力符合規范要求；

5.對設計圖紙中基礎進行驗算，地基承載力特征值取130kPa。驗算時自動讀取上部荷載，驗算后設計圖紙基礎設計滿足要求，驗算合格。經驗算：設計圖紙中獨立基礎承載力驗算滿足規范要求。

綜上所述：該工程設計圖紙中鋼結構屋蓋優化圖紙鋼梁部分不符合規范要求，其他部分滿足規范要求。

二、結構實體復合

1.地基基礎復核。（1）基礎開挖，開挖后檢測該基礎埋深，基礎尺寸，基礎上地梁尺寸符合設計要求。（2）上部配置構造鋼筋，箍筋，符合設計要求。（3）判斷獨立基礎不均勻沉降。（4）現場采用回彈法對該基礎混凝土強度進行檢測，滿足設計要求。（5）現場采用經緯儀對該工程上部墻體整體垂直度進行檢測，以判斷該工程地基基礎整體是否存在不均勻沉降，垂直度檢測位置為該工程墻體四個拐角。

垂直度檢測結果。

2. 上部結構復核。（1）框架柱軸線尺寸、層高復核。（2）框架柱、梁、板截面尺寸、配筋復核。（3）框架柱、梁、板混凝土抗壓強度檢測。

超聲-回彈綜合法與回彈法檢測混凝土抗壓強度對比表。

（4）鉆芯檢測樓板厚度及混凝土抗壓強度。（5）框架柱、梁板混凝土保護層厚度檢測。（6）開裂牛腿混凝土抗壓強度檢測。

三、輕型鋼屋蓋結構構件復核

該工程采用輕型鋼屋蓋，鋼梁與檁條共同組成承載系統，鋼梁與框架柱牛腿采用預埋地腳螺栓連接，鋼梁為H型鋼，H型鋼變截面處采用高強螺栓連接。輕型鋼屋蓋具體設計構造見該工程優化設計圖紙。

經現場檢測，該工程鋼梁、檁條截面尺寸符合設計圖紙要求，隅撐（YC）、水平支撐（SC）設置情況符合設計圖紙要求，鋼梁、檁條連接符合設計圖紙要求。現場檢測中未發現鋼梁與檁條存在撓度過大現象，鋼梁高強螺栓連接良好，鋼梁與檁條連接良好，檁條間拉條符合設計要求，H600-950×260×6×12mm鋼梁與中間柱（H、C軸）連接符合設計要求，H型鋼梁下梁底墊板尺寸符合設計要求。鋼梁焊接處焊縫未發現存在夾渣、焊瘤、未焊透現象，焊縫整體質量良好。

在現場檢測中，我單位技術人員發現如下與設計不符之處。（1）1～39軸H型鋼梁與牛腿連接處，鋼梁頂面與排水溝外壁設計間距為30mm，實際檢測時間距90%在50mm以上，部分間距在100mm以上，該檢測為全數檢測。與設計不符。（2）大比例抽取構件，檢測發現以下問題：設計圖紙中，固定H型鋼梁的地腳螺栓上配有螺帽兩個，實際檢測時螺帽均為一個，且大部分未擰緊。H型鋼梁與牛腿搭接，設計為搭接部位進深270mm，實際檢測時大部分鋼梁搭接進深不夠，后對鋼梁與牛腿搭接部位全數檢測后，發現約有30%的鋼梁與牛腿搭接進深偏差較大。H型鋼梁與牛腿連接的支座中心與定位軸線偏差較大，部分地腳螺栓外露長度過小，使用墊片不符合設計要求情況。

綜上所述，主要與設計圖紙不符之處為：鋼梁安裝時與牛腿軸線尺寸偏移大。牛腿承載力受到影響，牛腿建模驗算時，軸線偏移應予以考慮。

四、根據檢測結果及設計圖紙信息建模驗算

五、 廠房出現問題的原因分析

1.樓板下表面滲水原因分析。（1）去除混凝土表面抹灰層進行細部觀察和混凝土強度檢測。（2）滲水樓板情況匯總。（3）可能誘發樓板滲水的原因：①、樓板本身較薄（100mm），且非抗滲混凝土澆筑，本身抗滲能力較差；②、滲水部位樓板上經常有物料車來回拖動，受震動較多，震動容易使混凝土中的微裂紋發展貫通，形成較大裂縫，導致滲水；③、滲水部位樓板在拖地清潔時潑水量大，，且樓板潑水頻率高（一天一次）。

2.牛腿承載力驗算。（1）開裂牛腿混凝土抗壓強度檢測；（2）牛腿上鋼梁安裝軸線尺寸產生偏差，根據檢測所得的最大偏心尺寸對牛腿進行偏心承載力驗算；（3）確定牛腿實際高度；（4）因鋼梁荷載直接作用于170mm厚素混凝土上，內部無鋼筋，荷載僅由素混凝土承擔，現對該部位素混凝土進行局部受壓、受沖切、受拉承載力驗算。

3. 堆砌重物處樓板荷載驗算。（1）該廠房堆放貨架較多，受震動較大，該處樓板耐磨層出現較多裂縫，對該處出現的樓板耐磨層裂縫選取3個裂縫寬度最大處開鑿檢測。（2）對堆放貨架最多處進行樓板荷載驗算。

六、處理意見

1.樓板滲水問題可不作處理，建議在日常清潔過程中，減少拖地用水量，嚴禁大量潑水。

2.對于鋼梁梁底墊板與牛腿間有空隙的，支模澆筑高強度微膨脹灌漿料，填滿空隙，并養護不少于14天。對于牛腿處地腳螺栓，應先將現有螺帽扭緊，然后補加螺帽并擰緊。對于螺桿較短，無法補加的，應將現有螺帽擰緊后，與螺桿焊接牢固。未開裂牛腿在后期使用過程中如出現裂縫，建議及時對開裂牛腿進行加固。

3.耐磨層裂縫及裝飾柱裂縫不影響結構安全，可不作處理。

4.樓板現有開洞不影響日常使用安全，但遇到地震或極限荷載情況時，開洞樓板處周圍可能出現破壞。