摘要:混凝土结构厂房通过加层改造提升空间利用率成为企业的热门选择但是加层会显着改变厂房原有的结构受力体系,增加结构荷载,若缺乏科学严谨的安全鉴定,将埋下严重的安全隐患。混凝土结构厂房加层改造结构安全鉴定,以系统全面的检测评估流程,为加层改造筑牢安全基石,确保厂房在改
混凝土结构厂房通过加层改造提升空间利用率成为企业的热门选择但是加层会显着改变厂房原有的结构受力体系,增加结构荷载,若缺乏科学严谨的安全鉴定,将埋下严重的安全隐患。混凝土结构厂房加层改造结构安全鉴定,以系统全面的检测评估流程,为加层改造筑牢安全基石,确保厂房在改造后能够安全稳定运行。
加层改造对混凝土结构厂房的影响
(一)荷载效应加剧
竖向荷载陡增:加层后,新增楼层的自重(如楼板、梁、柱等构件重量)直接叠加到原有结构上。以单层厂房加层为两层为例,若原单层每平方米楼面荷载为5kN,加层后两层叠加,仅楼面恒载就可能达到10kN/m²,还不包括新增的设备、货物等活荷载。这会使原有柱、基础等竖向承重构件承受的压力大幅上升,可能引发构件受压破坏或基础沉降过大。
水平荷载影响:风荷载和地震作用等水平荷载也会因加层而改变。厂房高度增加后,迎风面积增大,风荷载对结构的作用力增强。同时,根据地震作用与结构高度成正相关的原理,加层后地震作用对结构的影响也会更加显着,可能导致结构侧移增大,影响结构整体稳定性。
(二)结构体系变化
受力模式转变:单层混凝土结构厂房多为排架结构,柱子主要承受轴向力,梁主要承受弯矩。加层改造为多层框架结构后,柱子不仅要承受轴向力,还需承受更大的弯矩和剪力,梁的受力情况也更为复杂,可能出现双向受弯和扭矩作用。例如,在多层框架中,边柱由于要抵抗侧向风荷载和地震作用,弯矩和剪力会比单层排架柱大很多。
传力路径改变:原单层结构的传力路径相对简单,荷载主要通过屋架(或屋面梁)传递给柱子,再由柱子传至基础。加层后,新增楼层的荷载需要经过新增的梁、柱传递到下部结构,传力路径延长且复杂化。如果传力路径设计不合理,可能导致局部构件受力过大,出现应力集中现象。
(三)构件协同工作问题
新旧构件连接:加层改造中,新增构件与原有构件的连接至关重要。如果连接不牢固,在荷载作用下,新旧构件之间可能产生相对位移,导致结构整体性破坏。例如,新增框架柱与原有排架柱的连接节点,若钢筋锚固长度不足或连接钢筋的焊接质量不达标,在地震等动力荷载作用下,连接部位可能率先破坏,影响结构的安全性能。
变形协调困难:由于新旧构件的材料性能、使用年限和受力历史不同,其变形特性也存在差异。在荷载作用下,新旧构件的变形可能难以协调一致,从而在连接部位产生附加应力。比如,原有混凝土构件因长期使用存在一定的收缩变形,而新增构件刚浇筑完成,处于膨胀阶段,两者之间的变形不协调可能导致连接部位出现裂缝。
加层改造结构安全鉴定内容
1、资料收集与现场调查
设计施工资料:收集厂房的原设计图纸、施工记录、竣工验收文件等,了解厂房的设计参数(如混凝土强度等级、钢筋规格和配筋率等)、结构形式、施工工艺等信息。
使用维护资料:获取厂房的使用历史记录,包括是否进行过改造、是否发生过超载情况、日常维护情况等。
2、现场调查
外观检查:对厂房的外观进行全面检查,查看混凝土构件是否有裂缝、剥落、蜂窝麻面等缺陷,钢筋是否有锈蚀外露现象。
连接部位检查:检查结构构件之间的连接部位,如梁柱节点、柱脚节点等,查看连接是否牢固,有无松动、开裂、变形等情况。
3、材料性能检测
钻芯法:直接从混凝土构件中钻取芯样,进行抗压强度试验,结果准确可靠。但钻芯法会对构件造成一定损伤,一般用于对回弹法检测结果有疑问或需要精确确定混凝土强度的情况。钻芯的位置和数量应根据构件的重要性和尺寸合理确定。
钢筋锈蚀检测:采用半电池电位法、电阻率法等方法检测钢筋的锈蚀状况。半电池电位法通过测量钢筋与参比电极之间的电位差,判断钢筋锈蚀的可能性;电阻率法则是根据混凝土电阻率的变化来间接反映钢筋的锈蚀程度。钢筋锈蚀会降低其截面积和力学性能,影响结构的安全性。
钢筋直径和数量检测:使用钢筋扫描仪检测混凝土中钢筋的直径和数量,并与原设计图纸进行对比,检查是否存在钢筋缺失或直径不符合要求的情况。钢筋的直径和数量对构件的承载能力有重要影响,若与设计不符,可能导致构件承载能力不足。
4、结构损伤评估
裂缝测量:使用裂缝测宽仪、裂缝测深仪等设备测量裂缝的宽度、深度和长度,并记录裂缝的分布位置和走向。根据裂缝的形态、分布位置和结构受力情况,分析裂缝产生的原因。
倾斜检测:采用全站仪、经纬仪等测量仪器检测厂房的倾斜情况。通过测量厂房不同部位的高程和水平位移,计算厂房的倾斜率和倾斜方向。
沉降检测:定期对厂房的基础进行沉降观测,了解基础的沉降情况。沉降观测应设置固定的观测点,按照一定的时间间隔进行测量。
5、结构承载力复核
模型简化与假设:根据厂房的实际结构和鉴定要求,对结构进行合理简化和假设。将现场检测获取的材料性能数据、构件几何尺寸等信息准确输入到结构分析软件(如 PKPM、ETABS 等)中,建立精确的计算模型。参数输入的准确性直接影响计算结果的可靠性。
恒荷载计算:根据构件的实际尺寸和材料密度,计算混凝土结构构件的自重,以及楼面、屋面的装修层、设备等恒荷载。
活荷载计算:按照现行规范要求,根据厂房的使用功能确定活荷载标准值。
风荷载和地震作用计算:根据厂房所在地的气象资料和地震动参数区划图,计算风荷载和地震作用。风荷载计算需考虑厂房的高度、体型系数等因素;地震作用计算需确定地震影响系数、结构自振周期等参数。
6、承载力验算
正截面承载力验算:对梁、柱等构件的正截面进行承载力验算,判断其在弯矩和轴向力作用下的安全性。验算时需考虑构件的实际配筋情况和材料性能。
斜截面承载力验算:对梁等构件的斜截面进行承载力验算,防止构件发生剪切破坏。斜截面承载力与箍筋的配置、混凝土的强度等因素有关。
稳定承载力验算:对于受压构件(如柱子),需进行稳定承载力验算,考虑构件的长细比对承载能力的影响。长细比过大的柱子容易发生失稳破坏。
7、抗震性能鉴定
抗震设防烈度复核:根据厂房所在地的地震动参数区划图,复核厂房的抗震设防烈度是否符合现行规范要求。若抗震设防烈度发生变化,需重新评估厂房的抗震性能。
来源:瑶哥科技