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杨浦区某高层住宅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:2018-12-05 14:11:06????点击:

  【摘要】上海某高层住宅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(以下简称 1号楼,图1-1)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 5463m 2。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,拟委托对 1号楼进行房屋安全检测。

  专业人员于 2010年6月~8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。

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  2. 房屋概述

  1号楼房屋平面布置示意图见图2-1。

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  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,测量结果标注于图 3-1中。从图中可看到,目前房屋的昀大倾斜率为 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)2008年年初入住后就感到该房屋有轻微晃动,2009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(图 3-2、图 3-3)。

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  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处是越鼎石材厂,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(图 3-4);

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  (2)位于 1号楼西北方向约 1.4公里处是另一家宏泰石材厂,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 ALTUS K2强震仪(图 4-1)。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:1. 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

  根据现场实际情况,本次测试工况、测点布置、测试的时间等情况如下。

  (1)测试工况:测试按下述两个工况进行。工况 1:环境激励(地脉动);工况 2:外部激励。

  (2)测点布置:ALTUS K2强震仪布设情况如下。

  1)2010.7.15 工况 1的测点布置见图 4-2。

  2)2010.7.17 工况 2的测点布置见图 4-3。

  3)2010.7.17 工况 2的测点主要布置在越鼎石材厂的北侧。

  (3)振动测试、调查的时间及周围环境等情况见表 4-1。

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  5. 数据处理及分析

  5.1谱特性分析

  谱特性分析情况见表 5-1,具体详见各附件(略)。

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  5.2振动测试分析

  (1)1号楼各测点的 Z振级见表 5-2,从表中可见,在工况 2时,1号楼超出了《城市区域环境振动标准》 GB 10070-88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》 GB 10070-88的要求。

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  (2)实测房屋的自振频率:纵向为 1.367Hz,横向为 1.465Hz。实测越鼎石材厂锯石机工作频率为1.468Hz。1号楼的自振频率与越鼎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,在越鼎石材厂锯石机工作(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》GB 50009。

  (3)本次采用中国建筑科学研究院 PKPM CAD工程部的结构计算程序PKPM系列App中的 PMCAD和 SATWE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,结构前 15个周期、平动和扭转系数见表 6-1。

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  表 6-1表明: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。

  (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处是越鼎石材厂,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公里处是宏泰石材厂,该厂内有 2台大型锯石机。

  (4)振动测试的 2010年 7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:当天越鼎石材厂让电停产。

  (5)在越鼎石材厂北侧地坪处,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)2010年 8月 23日上午进行越鼎石材厂锯石机工作(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宏泰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:越鼎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,房屋的昀大倾斜率为 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(即越鼎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》GB 10070-88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》GB 10070-88。

  2)实测 1号楼的自振频率:纵向为 1.367Hz,横向为 1.465Hz。实测越鼎石材厂锯石机工作频率为 1.468Hz。1号楼的横向自振频率与越鼎石材厂锯石机工作频率相一致,两者会产生共振效应。

  3)在越鼎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,越鼎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》GB 10070-88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

  根据越鼎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号楼与越鼎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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