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钢结构房屋改造前安全性检测案例

作者: 安测房屋鉴定   更新日期:2018-10-20   来源:房屋安全鉴定机构   点击:
钢结构房屋改造前安全性检测案例,根据《建筑变形测量规范》(JGJ8-2016),采用水准仪测量房屋整体的沉降或相对高差情况;根据现场测试得到的数据,对结构进行建模计算分析。

1 项目名称
钢结构平台安全性检测
 
2 检测目的、范围和内容
受检房屋为一单层的钢平台结构,位于安徽省阜阳市,主要作为商铺使用。委托单位计划在钢平台二层增加商业面积,为了解该房屋的改造可行性,特委托我司对该建筑进行安全性检测,安全性检测主要内容应包括:
(1)调查房屋的建筑布局,并与现存的原设计图纸进行对比,核查房屋当前布局和原设计的一致性;
(2)用钢卷尺抽查结构轴线、层高,抽查主要承重构件(梁、板、柱)平面位置和截面外包尺寸、腹板厚度和高度、翼缘厚度和宽度等;
(3)房屋完损状况如开裂、变形、破损等的分布范围现场检测;
(4)各种节点连接检测,包括螺栓的数量和规格,排列方式,有无缺损和损伤等;
(5)根据《建筑变形测量规范》(JGJ8-2016),采用水准仪测量房屋整体的沉降或相对高差情况;
(6)根据现场测试得到的数据,对结构进行建模计算分析,复核房屋结构承载能力和结构变形;
(7)综合承载能力计算结果和现场检测情况,对改造方案的可行性做出判断及建议,最终出具书面报告。
 
3、房屋建筑结构概况
 
3.1建筑概况
受检房屋位于安徽省阜阳市,设计建造于2004~2005年,为单层钢框架结构房屋,该房屋建设单位为安徽阜阳绿斗城物业有限公司,设计单位为宁波市天一建筑设计有限公司,施工单位不详。
房屋平面呈矩形,南侧局部外凸,东西向长为75.6m,西面宽约18.6m,东面宽约12.8m,房屋室内外地坪高差为0.20m,二层屋面高为4.5m,建筑面积约为1150m2。房屋设有一部室外钢楼梯,位于房屋的东侧,房屋现作为商铺使用。同时,在屋面北侧新增了一座钢结构桥造型雕塑,在西南侧屋顶新增有临时性的活动板房。
 
4、结构概况
 
受检房屋为一单层钢框架结构,房屋抗震设防烈度为7度,楼板采用C形钢上铺花纹钢板做法。房屋东西向共12跨,跨度主要为6.6m和6.0m;西侧南北向共3跨,跨度为4.8m、6.8m和7.0m;东侧南北向为1跨,跨度为10m,北侧外挑2.0m。所有次梁均为东西向布置,次梁间距为2.0m~2.5m。
钢柱截面主要为H350×200×6×10、H350×200×6×8和H(350~600) ×250×8×12;钢框梁截面主要为H500×200×8×8和H550×240×8×10;次梁截面主要为H380×180×6×8和H300×160×6×8。沿次梁跨度方向布置C型钢,截面尺寸为C140×50×20×2.0,上铺4mm厚花纹钢板。所有钢梁与钢柱在南北向为刚接连接,东西向次梁与主梁间均为铰接连接,钢柱底与基础为非埋入式刚性连接。所有钢材牌号均为Q235,高强螺栓均为10.9级。该房屋基础形式为独立基础,地基承载力特征值为220KPa。独立基础尺寸主要为1400mm×1800mm、1600mm×1800mm和3400mm×1200mm,基础底标高为-1.000m。基础混凝土设计强度等级为C20和C25,主筋为HRB335。
 
5、现场检测
 
5。1结构布置复核
房屋为单层钢框架结构,现场检测发现,结构主要承重体系与原设计图纸局部不符,主要改动为1轴~7轴区域南面新增一排钢柱,1轴~7轴变为三跨的钢架,其余均与原设计图纸相符。
5.2结构轴线尺寸复核
采用DISTO TM A8手持式激光测距仪对受检主要结构构件轴线进行测量
检测结果表明,房屋轴线定位基本符合设计要求。
5.3层高复核
结合现场检测条件,采用DISTO TM A8手持式激光测距仪对受检房屋层高进行测量,测量结果见表6.2。
检测结果表明,房屋层高基本符合设计要求。
5。4主要受力构件几何尺寸复核
结合现场检测条件,采用5m钢卷尺、200mm游标卡尺及AR900测厚仪等仪器对主体结构钢柱、钢梁、节点板、螺栓的几何尺寸进行抽测复核,构件对应轴线位置、编号及构件几何尺寸设计值及实测值见表6.3和表6.4。
检测结果表明,房屋构件尺寸和节点连接基本符合设计要求。
5。5房屋倾斜和沉降差测量
为了解被检测房屋目前变形情况,现场使用WILD NA2水准仪,参照中华人民共和国行业标准《建筑变形测量规范》(JGJ 8-2016),对受检房屋屋面周圈的沉降差进行了现场测量,测量结果见表6。5。受现场检测条件限制,无法对房屋的倾斜进行测量。
房屋相对不均匀沉降测量结果表明,框架结构相邻柱基的最大局部倾斜为8.38‰,超过《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)中规定的框架结构相邻柱基的局部倾斜限值3.0‰。(注:包括施工误差等)。
5.6房屋损伤检测
为明确被检测房屋的损伤状况,现场对被检测的房屋建筑结构进行了损伤检测。检测结果表明,被检测的房屋梁、柱等主体结构均基本完好,房屋梁柱节点、主次梁节点基本完好未见明显变形等不良现象;但存在局部室外裸露的钢梁表面锈蚀,以及局部室内区域的钢梁及钢板底面锈蚀等损伤,损伤情况详见表6。6。这类损伤主要由钢结构使用过程中防腐涂料的老化等原因导致的,不影响主体结构安全。
 
6、正常使用状态下房屋承载力验算
 
验算按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)等现行地方和国家标准,采用北京盈建科软件股份有限公司的YJK软件对房屋进行了三维空间建模验算。荷载计算时,考虑屋顶北面的钢桥雕塑以及西南侧的活动板房荷载;同时,按委托方的改造方案,屋面平台作为商业场所使用,活荷载取值按商业3.5 kN/m2。
计算中模型参数选取如下:
结构材料信息:钢结构                  结构体系:钢框架结构
混凝土容重:26kN/m3                   钢材容重:78 kN/m3
梁端负弯矩折减系数:1.0
该房屋计算分析时,不考虑地震作用。
材料和荷载取值如下:
基础混凝土强度: C20
钢材牌号:梁、柱Q235,花纹钢板Q235
钢筋强度:冷轧钢筋fy=300 N/mm2
屋面恒载:2.0 kN/m2
屋面活载:3.5 kN/m2
风荷载:基本风压0.40kN/m2,B类粗糙度
雪荷载:0.55kN/m2
6.1柱承载力验算
钢柱的计算结果表明,钢柱的承载力满足正常使用要求,但由于在刚架的垂直方向梁柱均为铰接且无柱间支撑,钢柱在该方向的稳定计算和长细比均不满足正常使用的要求。验算结果见附图2。
6.2梁承载力验算
钢梁的计算结果表明,次梁承载力满足正常使用要求,但大面积钢架主梁的承载力不满足正常使用的要求。验算结果见附图3。
6.3楼板承载力验算
按屋面商业的荷载3。5 kN/m2进行楼板承载力复核,取一个区隔的花纹钢板为计算单元,尺寸为2。5m×0。5m(长宽比为5),按四边简支进行计算,计算过程如下,计算结果表明楼板的承载力满足正常使用的要求。
屋面板上荷载标准值:       qk=g+q= 5.5kN/m2
屋面板上荷载设计值:       qd=γG×g+γQ×q= 7.3kN/m2
按长宽比为5查钢结构计算手册中四边简支无肋铺板的弯矩计算系数表格,得到弯矩计算系数αmax=0。125;
花纹钢板的计算弯矩M=αmaxql2=0.23kN·m
弯曲正应力σmax=6Mmax/(γxt2)=71.3 N/mm2 < 抗弯设计值f : 215N/mm2
6。4檩条承载力验算
按屋面商业的荷载3。5 kN/m2进行檩条承载力复核,取一根跨度最大为2。5m的檩条,间距为500mm,按两端简支进行计算,计算过程如下,计算结果表明檩条的承载力满足正常使用的要求。
檩条上荷载标准值:         qkl=qk×B=5.5x0.5= 2.75kN/m
檩条上荷载设计值:         qdl=qd×B=7.3x0.5 =3.64kN/m
跨中弯矩:  Mmax=1/8×(qdl+0。01×G)×L2= 2。88kN·m
支座剪力:  Vmax=1/2×(qdl+0.01×G)×L= 4.61kN
弯曲正应力 σ=Mmax/(γxWx)=124。67N/mm2  < 抗弯设计值f : 215N/mm2
支座最大剪应力τ=Vmax×Sx/(I×tw)=20.42N/mm2  < 抗剪设计值fv : 125N/mm2
6。5地基基础承载力
原地基承载力特征值为220kPa,采用独立基础形式,基础埋深为1.0m。按改造后的使用荷载,钢柱底的D+L标准值详见附图4,柱下基础尺寸为1.8m×1.8m时对应的柱底最大值为322kN;柱下基础尺寸为1.4m×1.4m时对应的柱底最大值为249kN;柱下基础尺寸为3.4m×1.2m时对应的柱底最大值为148kN,分别进行地基承载力复核,计算过程如下,计算结果表明地基基础的承载力满足要求。
1.8m×1.8m独立基础下荷载设计值F=1.82×20+322=386.8kN < 地基承载力R=220×1.82=712kN
1。4m×1。4m独立基础下荷载设计值F=1。42×20+249=288。2kN < 地基承载力R=220×1。42=431kN
3.4 m×1.2m独立基础下荷载设计值F=3.4×1.2×20+148=229.6kN < 地基承载力R=220×3.4×1.2=897kN
 
7、房屋安全性能评估
 
房屋建造于2004~2005年,为单层钢框架结构,采用独立基础。房屋平面呈矩形,南侧局部外凸,东西向长为75。6m,西面宽约18。6m,东面宽约12。8m,建筑面积约为1150m2。
现场检测表明,结构主要承重体系与原设计图纸局部不符,结构的轴网尺寸、构件尺寸及节点连接做法均符合原有设计图纸。房屋的局部柱间相对不均匀沉降较大超过规范允许范围。房屋梁、柱等主体结构均基本完好,房屋梁柱节点、主次梁节点基本完好未见明显变形等不良现象;但存在局部室外裸露的钢梁表面锈蚀,以及局部室内区域的钢梁及钢板地面锈蚀等损伤。这类损伤主要由钢结构使用过程中防腐涂料的老化等原因导致的,不影响主体结构安全。
按当前屋顶已有北面钢桥雕塑以及西南侧的活动板房,同时,按委托方的改造方案,屋面平台作为商业场所使用,房屋结构验算结果表明,钢柱的承载力满足正常使用要求,但钢柱的稳定计算和长细比均不满足正常使用的要求。次梁承载力满足正常使用要求,但大面积钢架主梁的承载力不满足正常使用的要求。楼板承载力、檩条承载力以及地基基础承载力均满足正常使用的要求。
 
8检测结论及建议
 
8.1检测结论
(1)经检测,结构主要承重体系与原设计图纸局部不符,主要改动为1轴~7轴区域南面新增一排钢柱,1轴~7轴变为三跨的钢架,其余均与原设计图纸相符。
(2)经现场检测,结构轴网、层高、主要受力构件的截面尺寸以及节点的连接做法均与原设计图纸相符。
(3)经现场测量,框架结构相邻柱基的最大局部倾斜为8.38‰,超过《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)中规定的框架结构相邻柱基的局部倾斜限值3.0‰。
(4)房屋梁、柱等主体结构均基本完好,房屋梁柱节点、主次梁节点基本完好未见明显变形等不良现象;但存在局部室外裸露的钢梁表面锈蚀,以及局部室内区域的钢梁及钢板底面锈蚀等损伤。这类损伤主要由钢结构使用过程中防腐涂料的老化等原因导致的,不影响主体结构安全。
(5)按当前屋顶已有北面钢桥雕塑以及西南侧的活动板房,同时,按委托方的改造方案,屋面平台作为商业场所使用,房屋结构验算结果表明,钢柱的承载力满足正常使用要求,但钢柱的稳定计算和长细比均不满足正常使用的要求。次梁承载力满足正常使用要求,但大面积钢架主梁的承载力不满足正常使用的要求。楼板承载力、檩条承载力以及地基基础承载力均满足正常使用的要求。
8。2建议
(1)建议请有加固设计资质的单位对该房屋进行加固设计,并请有相应资质的施工单位进行加固施工后,方可将该房屋屋顶作为商业场所使用。
(2)建议对锈蚀的钢结构部分进行除锈,并采取防腐措施。
 
9、主要技术依据
 
(1)《建筑结构检测技术标准》(GB/T50344-2004);
(2)《工程测量规范》(GB50026-2016);
(3)《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012);
(4)《建筑变形测量规范》(JGJ8-2016);
(5)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011);
(6)《钢结构现场检测技术标准》(GB/T50621-2010);
(7)《钢结构设计规范》(GB50017-2003);
(8)委托单位提供,房屋结构设计图纸等资料。

钢结构房屋改造前安全性检测


 
 

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