1某鋼鐵廠1號高爐出鐵場主廠房是80年代末建成投入使用,主廠房為單層單跨排架結(jié)構(gòu),主廠房排架柱是鋼筋混凝土工字形截面,屋架,天窗架,支撐,檁條均為鋼結(jié)構(gòu),吊車梁為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。無圍護結(jié)構(gòu),局部有雨遮。現(xiàn)因環(huán)保除塵要求,需將1號高爐出鐵主廠房封閉和安裝除塵設(shè)備。
2現(xiàn)場勘察
現(xiàn)有建筑物的抗力取決于材料性能、幾何參數(shù)和計算模型。它隨著時間推移而衰退,其主要原因是混凝土老化、鋼筋銹蝕導(dǎo)致截面減小和鋼筋與混凝土握裹力的下降而引起結(jié)構(gòu)抗力下降,結(jié)構(gòu)承受持續(xù)震動荷載而產(chǎn)生的疲勞損傷逐步發(fā)展而導(dǎo)致抗力下降。因此要準(zhǔn)確計算既有建筑物抗力,就必須以結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有條件為基礎(chǔ)。現(xiàn)以有代表性的排架柱(PZ4)為對象,分析其承載能力。
(1)依據(jù)設(shè)計圖紙,廠房排架柱為預(yù)制工字形柱,混凝土等級為300號(相當(dāng)于C28) ,受力鋼筋為25M nSi(相當(dāng)于鋼)。
(2)截面尺寸測量和鋼筋位置探測經(jīng)現(xiàn)場測量,排架柱截面尺寸基本滿足設(shè)計要求(具體尺寸見圖1)。鋼筋探測無損檢測方法是一種新的檢測技術(shù)。
目前主要有兩種鋼筋檢測方法:一是利用電磁波波動原理的檢測,二是利用電磁感應(yīng)原理的鋼筋檢測儀檢測。前一種方法由于設(shè)備較為昂貴、定量性較差,應(yīng)用面較小,目前國內(nèi)外廣泛使用電磁感應(yīng)原理進行檢測。儀器通過傳感器在被測結(jié)構(gòu)內(nèi)部局部范圍發(fā)射電磁場,同時接收在發(fā)射電磁場內(nèi)金屬介質(zhì)產(chǎn)生的感應(yīng)電磁場,并轉(zhuǎn)換為電信號,主機系統(tǒng)實時分析處理數(shù)字化的電信號,從而判定鋼筋位置、保護層厚度和鋼筋直徑。經(jīng)現(xiàn)場檢測,并結(jié)合圖紙,略去由于施工因素的影響,為研究問題的方便,取保護層厚度為30 mm。
3材料強度檢測
考慮到混凝土鉆芯檢測對結(jié)構(gòu)有所損傷,且混凝土齡期已超過1000天,按一般回彈法檢測混凝土強度已不適用。所以排架柱采用回彈超聲綜合法無損檢測方法檢測混凝土材料的強度。
3. 1超聲波檢測
采用超聲波檢測混凝土質(zhì)量,一般是根據(jù)構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的幾何形狀、所處環(huán)境、尺寸大小以及所能提供的測試表面等條件,選用不同的測試方法。一般常用的檢測方法有以下幾種:
(1)對測法當(dāng)混凝土被測部位能提供一對相互平行的測試表面時,可采用對測法檢測。即將一對厚度振動式換能器(發(fā)射簡稱F換能器,接收簡稱S換能器) ,分別耦合于被測構(gòu)件同一測區(qū)兩個相互平行的表面逐點進行測試, F、S換能器的軸線始終位于同一直線上; (2)角測法當(dāng)混凝土被測部位只能提供2個相鄰表面時,無法進行對測,可以采用丁角方法檢測。即將一對F、S換能器分別耦合于被測構(gòu)件的2個相鄰表面進行逐點測試,兩個換能器的軸線形成90度夾角; (3)平測法當(dāng)混凝土被測部位只能提供一個測試表面時,可采用平測法檢測。將一對F、S換能器置于被測結(jié)構(gòu)同一個表面,以一定測試距離進行逐點檢測。由于排架柱截面為工字形截面,為了能夠準(zhǔn)確的檢測混凝土的強度,在工字形的腹板處采用對測方面,在翼緣處采用對測和平測2種方法。

廠房結(jié)構(gòu)：按建筑物以其結(jié)構(gòu)類型的不同，可以分為磚木結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)類。
1、磚木結(jié)構(gòu)：
用磚墻、磚柱、木屋架作為主要承重結(jié)構(gòu)的建筑，像大多數(shù)農(nóng)村的屋舍、廟宇等。這種結(jié)構(gòu)建造簡單，材料容易準(zhǔn)備，費用較低。
2、磚混結(jié)構(gòu)：
磚墻或磚柱、鋼筋混凝土樓板和屋頂承重構(gòu)件作為主要承重結(jié)構(gòu)的建筑，這是目前在住宅建設(shè)中建造量大、采用普遍的結(jié)構(gòu)類型。
3、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)
即主要承重構(gòu)件包括梁、板、柱全部采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，此類結(jié)構(gòu)類型主要用于大型公共建筑、工業(yè)建筑和高層住宅。
鋼筋混凝土建筑里又有框架結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、框-筒結(jié)構(gòu)等。目前25-30層左右的高層住宅通常采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。
4、鋼結(jié)構(gòu)
主要承重構(gòu)件全部采用鋼材制作，它自重輕，能建超高摩天大樓;又能制成大跨度、高凈高的空間，特別適合大型公共建筑。
5.其他分類
1)按承重結(jié)構(gòu)類型分類：1、磚混結(jié)構(gòu);2、框架結(jié)構(gòu);3、框架-剪力墻結(jié)構(gòu);4、剪力墻結(jié)構(gòu);5、筒體結(jié)構(gòu);6、排架結(jié)構(gòu)。
2)按使用功能可分為：建筑結(jié)構(gòu)、特種結(jié)構(gòu)、地下結(jié)構(gòu)。
3)按外形特點可分為：單層結(jié)構(gòu)、多層結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)、高送結(jié)構(gòu)等。
4)按施工方法可分為：現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)、裝配式結(jié)構(gòu)、裝配整體式結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)等。

使用活荷載折減系數(shù)時，注意以下幾點：（1）充分理解《荷規(guī)》5.1.2第1項和第2項，規(guī)范對于樓面梁和墻、柱和基礎(chǔ)折減系數(shù)取值方法不同，在使用SATWE程序計算時，要注意參數(shù)設(shè)置，避免造成計算結(jié)果失真。（2）對于梁的荷載從屬面積大結(jié)構(gòu)，注意按照民用建筑類別來選擇折減系數(shù)。一根梁上，根據(jù)每跨梁的從屬面積不同，折減系數(shù)也不同，可以在折減系數(shù)補充定義上查看與修改，保證程序計算準(zhǔn)確性。（3）現(xiàn)在結(jié)構(gòu)計算程序，多數(shù)不具備活荷載分類功能，無法區(qū)分《荷載規(guī)范》表中5.1.1中第1（1）項與第1（2）～12項，不可能真正按照《荷載規(guī)范》實現(xiàn)對于不同活荷載的折減，需要設(shè)計人員自己判斷，在SATWE中選出與實際工程情況符合的折減系數(shù)。（4）樓面活荷載折減只是針對樓面層，對于屋面層并不折減。設(shè)計樓面梁時折減系數(shù)只是影響梁，而不應(yīng)該影響與其相連的豎向構(gòu)件柱、墻或基礎(chǔ)。注：1 樓面等效均布活荷載，包括計算次梁、主梁和基礎(chǔ)時的樓面活荷載，可分別按本規(guī)范附錄B 的規(guī)定確定。
2 對于一般金工車間、儀器儀表生產(chǎn)車間、半道體器件車間、棉紡織車間、輪胎廠準(zhǔn)備車間和糧食加工車間，當(dāng)缺乏資料時，可按本規(guī)范附錄C 采用。
工業(yè)建筑樓面(包括工作平臺)上無設(shè)備區(qū)域的操作荷載，包括操作人員、一般工具、零星原料和成品的自重，可按均布活荷載考慮，采用2.0kN/m2。生產(chǎn)車間的樓梯活荷載，可按實際情況采用，但不宜小于3.5kN/m2。
工業(yè)建筑樓面活荷載的組合值系數(shù)、頻遇值系數(shù)和準(zhǔn)值系數(shù)，除本規(guī)范附錄C 中給出的以外，應(yīng)按實際情況采用；但在任何情況下，組合值和頻遇值系數(shù)不應(yīng)小于0.7，準(zhǔn)值系數(shù)不應(yīng)小于0.6。

混凝土構(gòu)件強度的檢測可以使用鉆芯法或者回彈法。
回彈法是利用回彈儀對混凝土表面強度進行測定，以推算混凝土整體的強度，是在混凝土結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場檢測過程中，常用的非破損檢測方法。此方法的優(yōu)點是簡便靈活，然而在實際的應(yīng)用中有著很多的影響因素，如混凝土原材料的構(gòu)成、成型、養(yǎng)護的方法、外加劑的種類數(shù)量等都會對檢測結(jié)果造成一定的影響。混凝土的構(gòu)件都有著相關(guān)的技術(shù)規(guī)定，在使用回彈法進行混凝土強度的檢測時，必須對技術(shù)規(guī)定予以遵守。鉆芯法的檢測過程是采用水冷式鉆機在混凝土的構(gòu)件上鉆取芯樣試件，來進行實驗室中的抗壓強度測試，從而對混凝土的強度及內(nèi)部缺陷進行檢測。鉆芯法是一種較為可靠和直接的檢測方法，然而對建筑的混凝土結(jié)構(gòu)會造成一定的損傷，因此在沒有征求到委托方的同意、或者可能產(chǎn)生嚴(yán)重的安全事故的情況下，好不要使用鉆芯法來進行檢測。
一、現(xiàn)場宜檢查建筑物使用工況與設(shè)計要求的符合程度，施工質(zhì)量觀感和實體的變形、開裂等。
二、現(xiàn)場檢測宜優(yōu)先采用無損檢測方法，當(dāng)必須采用半破損或破損檢測方法時，應(yīng)選在非主要受力部位。
三、選用有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的檢測方法時，應(yīng)遵守下列規(guī)定：
1對于通用的檢測項目，應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；
2對于有地區(qū)特點的檢測項目，可選用地方標(biāo)準(zhǔn)；
3對同一種方法，地方標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不一致時，有地區(qū)特點的部分應(yīng)按地方標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，檢測的基本原則和基本操作要求應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
4當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或地方標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定與實際情況確有差異或存在明顯不適用問題時，可對相應(yīng)規(guī)定作適當(dāng)調(diào)整或修正，但調(diào)整與修正應(yīng)有充分的依據(jù)；調(diào)整與修正的內(nèi)容應(yīng)在檢測方案中予以說明，必要時應(yīng)向委托方提供調(diào)整與修正的檢測細(xì)則。
四、既有建筑物的結(jié)構(gòu)檢測抽樣宜根據(jù)受檢建筑物的資料情況進行分類：
1 A類：基建程序齊備、結(jié)構(gòu)圖紙齊全且真實有效，施工質(zhì)保資料基本齊全且真實有效。
2 B類：基建程序齊備、結(jié)構(gòu)圖紙不齊全但真實有效，施工質(zhì)保資料缺失或部分缺失。
五、建筑結(jié)構(gòu)的抽樣檢測方案，可根據(jù)檢測項目的特點按下列原則選擇：
1材料、強度、幾何尺寸、配筋等應(yīng)隨機抽樣，抽撿數(shù)量應(yīng)滿足本標(biāo)準(zhǔn)的要求。
2結(jié)構(gòu)損傷宜采用全數(shù)普查、重點抽查的方法。
3結(jié)構(gòu)連接構(gòu)造的檢測，應(yīng)選擇對結(jié)構(gòu)影響大的部位進行抽樣。
4對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行現(xiàn)場載荷試驗時，對于同類構(gòu)件宜選取受力較大、自身現(xiàn)狀較差、所處環(huán)境惡劣、缺陷暴露較多的構(gòu)件進行。
六、當(dāng)沒有足夠的依據(jù)原材料性能達到設(shè)計要求時，原材料性能宜在結(jié)構(gòu)實體中抽查驗證。
七、現(xiàn)場檢查與檢測應(yīng)做好相應(yīng)的安全防護措施。
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