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某厂房二层楼板裂缝检测评估

文章出处:网络????编辑:酋顺房屋鉴定所????时间:2019-12-18 13:41:34????点击:
  【摘要】近年来,在建筑工程建设中广泛推广应用现浇钢筋混凝土楼板,加强了建筑物的整体性的抗震性能,取得了很好的效果。但在取得成绩的同时,也出现一个非常普遍的质量问题,即楼板裂缝,有些已影响到房屋正常使用,成为工程质量投诉的热点。因此,裂缝问题是一个迫切需要解决的技术难题。根据以往的经验,大部分现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因为混凝土收缩裂缝,如今,通过许多工程实例分析表明,温度应力也是现浇结构裂缝产生的一个重要原因,下面通过工程实例分析由温度应力导致某厂房楼板产生裂缝。
 
  1.检测概述
 
  本次厂房楼板裂缝检测项目的房屋位于上海市浦东新区XXX企业厂区内,为一幢二层建筑,本房屋设计建造于1999年,建成后一直作为生产车间正常使用至今。房屋结构为钢筋混凝土框架结构,整体现浇;基础采用柱下独立承台桩基础。业主在房屋使用过程中发现房屋二层楼板板底和板面出现不同程度的裂缝损坏情况,为了查清目前房屋裂缝的实际分布情况及其大小程度,对有关裂缝的现状和产生原因进行计算分析和综合评估,并提出相应的处理建议,就此业主委托我厂房检测站对本房屋二层楼板进行检测评估。
 
  1.1房屋建筑设计情况
 
  厂房建筑是一幢二层房屋,房屋设计建造于1999年,设计单位为华东建筑设计研究院。房屋平面呈矩形,南北向轴线总长度57.6m,共8跨,每跨长度均为7.2m;东西向轴线总长度30m,共4跨,每跨长度均为7.5m;房屋设计底层层高为5.25m,二层层高为2.2m。
 
  1.2房屋结构设计情况
 
  地基基础
 
  本房屋采用柱下独立承台桩基础。桩采用预制钢筋混凝土方桩,桩截面为400×400(未注明的长度单位均为㎜,下同),桩长26m,桩身混凝土强度等级为C30,设计单桩极限承载力为1600kN,总桩数233根。
 
  二层结构情况
 
  本房屋结构形式为钢筋混凝土框架结构,钢筋混凝土梁板楼盖和屋盖,整体现浇。柱:房屋框架柱的截面均为450×650。梁:横向框架梁截面分别为350×750或350×850;纵向框架梁截面分别为350×850或350×700;纵向次梁截面为
 
  350×650。二层楼板:二层楼板采用现浇钢筋混凝土楼板,板厚均为120。本房屋上部结构混凝土强度等级均为C30。
 
  2.现场二层楼板裂缝损坏情况调查
 
  现场作业日期是2019年3月28日,根据现场检测调查结果,本房屋二层楼板的板底和板面多处存在裂缝现象,房屋现有钢筋混凝土梁、柱、板构件等其外观基本平整完好,除楼板裂缝外均未发现有明显变形、混凝土剥落和露筋等现象。
 
  3结构材料检测
 
  3.1混凝土碳化深度检测
 
  混凝土碳化是导致钢筋锈蚀的一个重要因素,也是影响钢筋混凝土耐久性的主要因素之一。当碳化深度达到钢筋表面时,混凝土的弱碱性环境遭到破坏,钢筋锈蚀加速,造成混凝土结构的耐久性下降。
 
  本次采用1%酚酞酒精溶液测试混凝土碳化深度,选择部分主要的混凝土构件,测得的混凝土zui大碳化深度为3mm,碳化曾度较轻。
 
  3.2混凝土强度检测
 
  本次我厂房检测站分别用回弹法和超声回弹综合法抽样检测了本房屋部分构件的混凝土强度。依据《结构混凝土抗压强度检测技术规程》(DG/TJ08-2020-2007),大家采用HT225型混凝土回弹仪和北京ZBL企业生产的ZBL-U510非金属超声检测仪对混凝土强度进行了抽查测试。其中回弹法采用根据碳化3mm深度修正后的混凝土强度。根据混凝土强度测试结果,房屋有关混凝土结构强度等级基本达到C30的原设计要求。
 
  4沉降测量
 
  本次检测我厂房检测站对现有房屋二层楼面的相对标高进行观测。由于缺乏房屋的原始沉降观测资料,我厂房检测站通过观测二层楼板的板面相对标高,以判断房屋的沉降情况。由相对标高观测结果反映出,目前本房屋东侧区域的沉降略大。
 
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  5结构验算
 
  根据有关二层楼板现有裂缝的评估要求,本次结构验算将按照现行规范主要针对房屋的二层楼板结构进行计算复核。
 
  5.1楼板承载力复核结果
 
  按现行设计规范对房屋二层楼板在原设计使用活荷载作用下进行承载力验算。
 
  5.2温度应力计算
 
  根据现场检测调查情况、结构类型及周围环境特点,为了能更客观地探寻揭示有关二层楼板产生裂缝的其他重要因素。所以,在本次结构验算中还增加了有关结构温度应力计算的内容,进行温度作用的量化分析。
 
  梁及柱采用三维框架单元模拟,每个杆单元节点有6个自由度。楼板采用三维壳体单元模拟,每个面单元的节点有6个自由度。材料按C30级混凝土,依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010),混凝土弹性模量取3.0×104N/m㎡,泊松比取0.2,线膨胀系数取1×10-5/℃。
 
  结构模型输入(1)~(9)×(A)~(E)轴区域。计算结构模型为两层独立框架结构,轴线总尺寸57.6m×30m,柱网尺寸7.2m×7.5m。柱梁截面尺寸均按原设计输入,二层楼板厚度120。模型X方向即为与(A)轴平行方向,Y方向即为与(1)轴平行方向。由于房屋外墙对房屋的约束明显,对房屋(1)和(9)轴线的柱子在Y方向设置约束,对房屋(A)和(E)轴线的柱子在X方向设置约束。
 
  5.3房屋裂缝损坏原因分析
 
  针对混凝土结构裂缝的主要成因,大家从以下几个方面进行分析:
 
  5.3.1外荷载作用
 
  对楼板而言,引起其产生裂缝的荷载主要是作用在板上的恒载及活载。据现场调查,本厂房投入正常的生产使用已近13年,厂房二层作为超级电容生产车间,其生产设备重量未超过原设计使用荷载。结构验算取活载2.0kN/㎡,采用建筑结构分析App,按现行设计规范对楼板在原设计使用活荷载作用下进行承载力验算,结果为楼板配筋均满足计算要求。因此,可以排除裂缝是由楼板超载作用引起的可能性。
 
  5.3.2不均匀沉降
 
  根据委托单位提供的资料,本房屋采用了400×400预制钢筋混凝土桩基,桩长26m,独立承台,承台之间设有基础拉梁。考虑到本房屋实际使用荷载未超过设计荷载。根据二层楼面标高观测结果,房屋尚未明显的不均匀沉降。对于框架结构,不均匀沉降会导致墙体(框架填充墙)产生斜裂缝。由于在现场没有发现此类裂缝。因此,可以排除二层楼板裂缝主要是由不均匀沉降引起。
 
  5.3.3温度应力
 
  建筑结构由于随环境温度的升降会产生膨胀或收缩变形,当这种变形受到约束时,会在结构构件中产生相应的温度应力。本房屋二层结构平面的现浇楼板纵向长度为57.6m,已处于规范规定的钢筋混凝土结构伸缩缝zui大间距的上限值。因此,房屋在施工期和使用期由于温差等所引起的混凝土收缩应力较大。房屋外墙为粘土多孔砖,砌筑于基础拉梁上,使在其平面内具有较大的抗侧刚度,形成了对楼板的弹性约束,尤其房屋角部外墙约束zui明显。楼板结构收缩时,在这些部位会产生较大的拉应力。根据mIDAS/Gen结构分析结果,在温度降低20℃的工况下,二层楼板有效拉应力的zui大的位置比较集中在房屋四角,与房屋四角出现贯穿斜向裂缝的分布规律基本一致。二层楼板沿X方向的拉应力大小和分布,与目前二层楼板沿Y方向的裂缝形状、走向和分布区域的实测结果基本一致。
 
  由于混凝土材料的结构是非匀质的,承受拉力作用时,截面中各质点受力是不均匀的,有大量不规则的应力集中点,这些点由于应力集中首先达到抗拉强度的极限,引起了局部塑性变形,如结构中没有配置钢筋,继续受力,在应力集中处会出现裂缝。如进行适当配筋,钢筋将约束混凝土的塑性变形,从而分担混凝土的内应力,推迟裂缝的出现,也就提高了混凝土的极限抗拉强度。大量工程实践表明,钢筋能起到控制裂缝扩展,减小裂缝宽度的作用。
 
  本房屋二层楼板短跨方向为Y方向,板的主要受力钢筋均沿Y方向配置,而X方向的钢筋板底仅有少量的构造配筋,为φ8@200,没有考虑混凝土结构超长所带来温度作用的不利影响。根据计算结果,在温度降低20℃的工况下,二层楼板沿X方向的拉应力zui大值约为2.2N/㎡,大于规范中C30混凝土的轴心抗拉强度标准值2.01N/㎡。因此,相对而言,楼板沿X方向的强度比较弱,混凝土收缩时结构的抗拉性能也就比较差,容易产生了沿Y方向的通长裂缝。
 
  6检测评估结论
 
  (1)上海XXX科技开发有限企业厂房建筑是一幢二层房屋,房屋设计建造于1999年,建成后一直作为生产车间使用至今。房屋结构为钢筋混凝土框架结构,钢筋混凝土梁板楼盖和屋盖,整体现浇,基础采用柱下独立承台桩基础。
 
  (2)根据结构材料测试结果,本房屋混凝土碳化深度约为3.0mm;混凝土结构强度等级基本达到C30的原设计要求。
 
  (3)根据本房屋二层楼面四周标高观测结果,目前本房屋东侧区域的沉降略大。
 
  (4)根据对本房屋二层楼板的结构承载力验算结果,现有二层楼板结构承载力能够满足设计规范的要求。
 
  (5)本房屋结构平面的纵向长度为57.6m,已处于规范规定的钢筋混凝土结构伸缩缝zui大间距的上限值。房屋在施工期和使用期由于温差等所引起的混凝土收缩应力较大。有关二层楼板的温度应力计算结果显示,在楼板的中部和四角混凝土拉应力比较大,其结果与实际楼板的开裂区域和裂缝贯通横向的走向基本符合。因此,根据本次二层楼板的温度应力计算结果、二层楼板的钢筋配置情况等,并经综合分析评估。对于本房屋二层楼板出现的大量裂缝,其原因,主要是受到温度作用的不利影响。
 
  7处理意见
 
  (1)建议对二层楼面裂缝进行修补,可采用压力注浆或压力注灌注环氧树脂法修补封闭。
 
  (2)建议对二层楼板板底纵向(X方向)粘贴碳纤维布,以提高楼板纵向(X方向)的抗拉强度,减小温度应力对楼板的影响。

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