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嘉定区某高层住宅1号楼摇晃房屋安全性检测鉴定

文章出处:网络????编辑:酋顺房屋鉴定所????时间:2019-12-06 11:14:21????点击:
  【摘要】上海嘉定区某高层住宅1号楼发生房屋摇晃,为此对1号楼进行房屋安全检测。本报告对1号楼除了进行材性抽检、房屋倾斜测量等现场检测外,还对房屋摇晃情况及周围环境进行调查,并进行现场振动测试。根据上述现场检测结果进行结果计算、分析了房屋摇晃的原因,提出了相应的处理方案。
 
  1.检测概述
 
  上海嘉定区某高层住宅1号楼是一幢12层(带阁楼层)的钢筋混凝土剪力墙结构住宅楼,房屋平面呈矩形状,房屋长约41.85m,宽约14.45m,总建筑面积约5463㎡。由于1号楼的部分居民反映房屋摇晃,尤其是顶层的居民因房屋摇晃引起身体不适,为查找房屋摇晃的原因,并确保该房屋的结构安全和正常使用,上海厂房检测站受托对1号楼进行房屋安全检测。
 
  厂房检测站检测工程师于2019年4月~6月期间多次到现场对1号楼进行检测和振动测试,根据检测和振动测试结果进行结构计算分析,查找1号楼摇晃原因并提出相应的处理方法。
 
  2.房屋概述
 
  3.现场检测情况
 
  根据原施工图,经现场调查核对,1号楼建筑、结构与原施工图基本吻合(除个别住户装修时将局部墙体改动外)。
 
  现场采用回弹法对构件混凝土强度进行抽检,检测结果表明:混凝土有不同程度的碳化,混凝土强度达到原设计要求。
 
  经现场检测,1号楼除局部墙体粉刷开裂、局部散水与墙体拉开外,该房屋各结构构件完好无损。
 
  3.1房屋沉降情况调查及倾斜测量
 
  由于无任何的原始沉降观测资料,所以1号楼建造至今的总沉降量无法测得。现场检测未发现房屋有因不均匀沉降引起的任何开裂受损现象。
 
  采用经纬仪对房屋所能测到的角部均进行倾斜观测,目前房屋的最大倾斜率为0.74‰(包括了房屋原始施工的垂直度误差在内),其值小于规范允许值4‰。
 
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  3.2房屋摇晃情况及周围环境的现场调查
 
  现场调查时,部分住户反映的主要情况如下:
 
  (1)2017年年初入住后就感到该房屋有轻微晃动,2018年开始感到房屋晃动加剧。
 
  (2)房屋每天几乎持续在晃动,但每天24个小时中约有1~2小时房屋不晃动(不晃动的具体时间昼夜不确定)。
 
  (3)房屋有时晃动较大,持续时间有时1~2小时,有时4~5小时不定。
 
  (4)房屋南北向摇晃,致使住户家里的吊灯来回晃动不停、盆里的水会溢出、鱼缸里的水来回晃动、坐在房间的沙发上更感到摇晃明显等。
 
  在房屋结构构件完好无损的情况下,要分析房屋摇晃的原因,需先调查1号楼周边的环境等情况,调查到的主要情况如下:
 
  (1)在1号楼南边约800m处是A石材厂,该石材厂在该住宅小区建造之前于2000年建成投产,并有4台从意大利进口的BM系列大型锯石机;
 
  (2)位于1号楼西北方向约1.4公里处是另一家B石材厂,该厂有2台大型锯石机;
 
  (3)1号楼周边是沪宁高速公路等。
 
  4.现场振动测试
 
  为了查找1号楼摇晃的原因,对该房屋进行振动测试。
 
  4.1振动测试及分析用的仪器
 
  本次振动测试采用美国KINEMETRICS企业的ALTUSK2强震仪。该强震仪集传感器、数据采集、记录装置、电源于一体,具有灵敏度高、数据可靠的特点。传感器为力平衡式传感器,自振频率为50Hz。传感器的动态范围:0.01~50Hz范围内为135dB,0.01~20Hz范围内大于145dB,数据采集的动态范围为110dB。
 
  4.2测试工况、测点布置、测试的时间及周围环境等
 
  5.数据处理及分析
 
  5.1谱特性分析
 
  5.2振动测试分析
 
  (1)1号楼各测点的Z振级可见,在工况2时,1号楼超出了《城市区域环境振动标准》GB10070-88规定的城市居民区昼间Z振级标准值VLz为70dB的要求,即1号楼不满足《城市区域环境振动标准》GB10070-88的要求。
 
  (2)实测房屋的自振频率:纵向为1.367Hz,横向为1.465Hz。实测A石材厂锯石机工作频率为1.468Hz。1号楼的自振频率与A石材厂锯石机工作频率相一致,两者会产生共振效应。
 
  (3)从各测点的振动加速度反应幅值可见,在A石材厂锯石机工作(工况2)的情况下。1号楼南北向晃动,尤其是房屋顶部几层晃动明显。
 
  6.结构验算
 
  6.1抗震设防、荷载和材料强度取值、结构分析App
 
  (1)1号楼抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g,设计地震第一组,场地土类别为上海Ⅳ类。结构抗震等级:剪力墙抗震等级为三级。
 
  (2)本次结构验算的荷载及材料强度取值是根据提供的图纸资料、现场检测的结果及《建筑结构荷载规范》GB50009。
 
  (3)本次采用App中对该房屋主体结构进行结构验算。
 
  6.2结构验算结果
 
  (1)结构自振周期:在地震作用下,结构第一扭转周期(0.8200s)与第一平动周期(0.9233s)之比为0.89,小于0.90,满足规范要求。结构前两阶频率为纵向1.083Hz、横向1.141Hz。
 
  与实测的前两阶频率相比,由于计算中未考虑填充墙对结构刚度的影响,所以前两阶频率的计算值偏小。
 
  (2)剪重比:表6-2数据表明:X、Y方向各楼层剪重比均大于1.6%,满足规范要求。
 
  (3)有效质量参与系数:表6-3数据表明:X、Y方向有效质量参与系数均大于90%,满足规范要求。
 
  (4)最大层间位移角:X、Y方向楼层最大层间位移角见表6-4。表6-4数据表明:X、Y方向楼层最大弹性层间位移角均小于1/1000,满足规范要求。
 
  (5)楼层最大位移与楼层平均位移之比及最大层间位移与平均层间位移之比的最大值见表6-5。
 
  表6-5数据表明:X、Y方向楼层最大位移与平均位移之比、最大层间位移与平均层间位移之比的最大值均小于1.2,属于平面扭转规则。
 
  (6)结构构件承载力
 
  计算结果表明,1号楼的结构构件承载力均满足现行规范要求。
 
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  7.房屋晃动原因分析
 
  根据现场检测调查、振动测试和结构计算分析结果,得到的主要结果如下:
 
  (1)1号楼房屋完好无损。
 
  (2)结构计算结果表明:1号楼的结构构件均满足现行规范要求。
 
  (3)在1号楼南边约800m处是A石材厂,该厂内有4台大型锯石机(据先容一般同时工作不超过两台)。在1号楼西北方向约1.4公里处是B石材厂,
 
  该厂内有2台大型锯石机。
 
  (4)振动测试的2019年4月15日,住户(非常疑惑地)说:“……今天房子怎么就不晃动了……”。后了解到的情况是:当天A石材厂让电停产。
 
  (5)在A石材厂北侧地坪处,测到的前两阶振动频率为:1.56Hz(横向),2.93Hz(纵向)。查阅该厂锯石机的有关资料可知,锯石机工作频率为90次/分钟,即1.5Hz,在现场实地观察到锯石机工作频率为1.468Hz。
 
  (6)测到的1号楼结构的自振频率为:1.367Hz(纵向),1.465Hz(横向)。
 
  (7)2019年5月23日上午进行A石材厂锯石机工作(不工作)与房屋晃动相关情况的观察试验。试验结果表明:当两台锯石机同时工作时,1号楼内水盆中水面晃动起降幅度约为10~20mm;当一台锯石机工作时,水盆中水面晃动起降幅度约为6~10mm;当两台锯石机全部停止工作后,水面晃动起降幅度约为1~2mm。由此可见,1号楼晃动与锯石机工作有关。
 
  在两台锯石机均停止工作的情况下,房屋仍有轻微晃动,这与邻近高速公路及较远处的B石材厂等周围环境有关,但由这些引起的房屋晃动是轻微的。
 
  综上所述,经分析可知:A石材厂锯石机工作频率与1号楼房屋结构自振频率基本一致,两者会产生共振,1号楼的摇晃主要是由此引起的。
 
  8.结论
 
  (1)现场房屋检测结果
 
  1)1号楼建筑结构与原施工图基本吻合;材料强度检测结果表明:混凝土强度达到原设计的要求;该房屋能检测到的各结构构件均完好无损。
 
  2)据倾斜测量结果,房屋的最大倾斜率为0.74‰(包括房屋原始施工的垂直度误差在内),小于规范允许值4‰。
 
  由于无任何的原始沉降观测资料,所以1号楼建造至今的总沉降量无法测得。现场检测未发现房屋有因不均匀沉降引起的任何开裂受损现象,可以推断房屋总沉降量是不大的,该房屋地基基础是安全的。
 
  (2)振动测试主要结果
 
  1)在工况2时(即A石材厂锯石机工作时),1号楼超出了《城市区域环境振动标准》GB10070-88规定的城市居民区昼间Z振级标准值VLz为70dB的要求,即1号楼不满足《城市区域环境振动标准》GB10070-88。
 
  2)实测1号楼的自振频率:纵向为1.367Hz,横向为1.465Hz。实测A石材厂锯石机工作频率为1.468Hz。1号楼的横向自振频率与A石材厂锯石机工作频率相一致,两者会产生共振效应。
 
  3)在A石材厂锯石机工作情况下,1号楼房屋顶部几层南北向晃动明显。
 
  (3)结构验算结果:1号楼房屋结构构件均满足规范的要求。
 
  (4)房屋晃动的原因分析
 
  根据对现场检测调查、振动测试和结构计算结果的分析,A石材厂锯石机工作频率与1号楼房屋结构横向自振频率基本一致,两者会产生共振,1号楼的摇晃主要是由此引起的。
 
  (5)1号楼房屋完好无损,房屋结构是安全的。
 
  (6)由于1号楼不满足《城市区域环境振动标准》GB10070-88的要求,应采取有效的措施,确保1号楼的正常使用。
 
  9.整改处理方案
 
  综合考虑各种因素的影响,整改处理方案如下:
 
  (1)改变振源石机的工作频率
 
  根据A石材厂锯石机的工作性能,作相应的整改处理,例如:锯石机基础作隔震处理;调整锯石机的位置或方向;该厂周边做减震措施等。
 
  (2)调整改变1号楼的自振频率
 
  为防止1号楼与A石材厂锯石机产生共振,可调整改变1号楼的自振频率。该方案应确保1号楼的结构安全和正常使用,其做法是:局部增设TMD装置、增加或减少1号楼房屋中的墙体数量、房屋增层(增建1~2层)。通过增加或减少房屋的侧向刚度,以改变房屋的自振周期,达到避免共振的目的。
 
  (3)振源的拆除:厂房的搬迁。

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