某典型多层框架结构损伤检测及加固分析

张春梅，金子巍

(1.沈阳城市建设学院，沈阳 110167；
2.中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司，沈阳 110015)

本工业建筑位于内蒙古锡林郭勒盟，结构形式为两层钢筋混凝土框架结构，一层层高5.67 m，二层层高6.13 m，采用柱下独立基础，使用过程中出现了局部混凝土板表面漏水，混凝土酥碱，钢筋露筋锈蚀，局部混凝土梁轻微裂缝等肉眼可见的损坏与缺陷，且随着时间的推移日渐严重，故委托某工程质量检测中心对其进行全结构检测。采用的主要检测仪器包括：KQSB019-20混凝土回弹仪，KQSB020-13激光测距仪，KQSB013-10钢筋位置仪，KQSB025-02楼板测厚仪，KQSB023-02裂缝测宽仪，钢卷尺，游标卡尺等。

1.1 结构基本情况调查

搜集原始资料及现场收集该建筑的结构设计图纸，这是工程结构检测鉴定的主要依据。

现场建筑基本情况：从现场调查了解到，该工程所处环境为当地正常自然环境，无腐蚀、高温等特殊环境，且该工程主体结构完工后未进行过改造，使用功能与原设计基本一致。

整体结构调查：地基是隐蔽部位，依据原设计文件了解到，本工程采用天然地基，场地类别为三类，基础类型为独立基础。地基基础稳定，无明显不均匀沉降情况。

上部结构情况：通过现场检查发现，该建筑结构存在局部混凝土板表面渗水、部分混凝土酥碱，钢筋露筋锈蚀，局部混凝土梁表面出现0.3～0.5 mm裂缝等问题。部分次要构件有局部混凝土脱落、露筋及钢筋锈蚀问题。屋檐渗水，局部保温层开裂及胀模(详见图1～4)。整体结构平，立面规则对称，具有合理的荷载传递路线，无明显的整体变形。

图1 楼板渗水Fig.1 Water seepage of the floor

图2 板露筋Fig.2 Exposed reinforced bar

图3 梁上裂缝Fig.3 Crack on beam

图4 梁胀模Fig.4 Expansion of beam formwork

1.2 结构现场检测

基本检测：采用激光测距仪对建筑轴线尺寸进行检测，采用激光测距仪和钢卷尺对混凝土梁、柱截面尺寸和层高进行检测。经检测，以上均符合设计要求。

混凝土及配筋检测：采用混凝土回弹仪对混凝土梁、板、柱及柱下独立基础的混凝土抗压强度进行检测，经检测，混凝土梁、板、柱的强度等级为C20，独立基础的混凝土强度推定值为12.6 MPa，均不符合结构设计C30的强度要求；
采用钢筋位置仪对混凝土梁、板、柱的钢筋配筋进行检测，经检测，配筋符合设计要求。

建筑倾斜检测：采用电子经纬仪对该建筑的倾斜进行检测，经检测，该建筑的顶点位移符合规范要求。

1.3 结构安全性鉴定

构件承载力计算采用PKPM系列软件，按结构现有状态进行建模验算，建筑材料强度标准值取用实测材料强度推定值，荷载根据使用要求按现行《建筑结构荷载规范》规定取值；
采用准确的计算参数，如风荷载、雪荷载值，核算楼屋面恒荷载、活荷载及填充墙线荷载值，输入并进行计算。通过软件核算发现，底层部分框架柱的承载力不满足要求，5.67 m标高处个别板块的承载力不满足规范强度及刚度限值要求。

根据《民用建筑可靠性鉴定标准》(以下简称《可靠性标准》)第5.2.1条中的要求，混凝土结构构件的安全性鉴定按承载能力、位移(或变形)、构造、裂缝或其他损伤等检查项目，评出各受检构件的等级，并按最低一级作为该构件的安全性等级，安全性等级的相关规定见《可靠性标准》中的第9.1.2条。

2.1 适修性评估

依据《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-2015)第3.3.4条(表1)，可确定该建筑结构的适修性评定等级应为Cr。

表1 适修性评定分级标准Tab.1 Grading criteria for suitability assessment

2.2 处理建议及方案

针对混凝土柱承载力不满足计算要求的问题，可通过粘钢板或加大截面进行后续加强加固。

针对混凝土梁、板承载力不满足计算要求的问题，可通过在梁、板顶面及底面粘贴碳纤维布或钢绞线网片、聚合物砂浆面层加固法进行处理加固(见图5、图6)。采用结构胶粘贴，且全部钢片均采用射钉进行附加锚固；
双向板板底短向钢片置于长向下排；
有高差的现浇板顶部钢片采用C20细石混凝土找20°坡后粘贴。未尽事宜按《混凝土结构加固改造构造图(上册)》中详图采用。

图5 混凝土梁底粘钢板加固示意图Fig.5 Schematic diagram of cementing steel plate at the bottom of concrete beam

图6 混凝土板顶(底)粘钢片加固示意图Fig.6 Concrete slab top (bottom) reinforced with steel sheet

针对地基基础承载力不满足计算要求的，建议通过加大基础截面进行加固。

对于外观缺陷的处理措施，可按如下进行：对于表面露筋的部位，先将其刷洗干净，而后用1∶2或1∶2.5的水泥砂浆将结构露筋部位进行抹压平整，并进行养护；
若露筋部位较深，先将薄弱混凝土凿除掉，洗刷干净，再使用比原砼强度高一等级的微膨胀细石混凝土进行填塞压实，并进行认真养护。对于胀模，将偏差处打凿干净，用清水冲洗，充分湿润用与原配合比相同的水泥砂浆修补齐整。需要注意打凿时不得随意切断钢筋。

根据该建筑的适修性评估等级，加固修缮后按标准要求降低建筑结构的使用功能或限制此建筑的使用范围，若修缮该建筑所需的总费用超出新建建筑总造价的70%，则需考虑是否拆除重建。

对某框架结构进行规范检测是加固改造的先决条件也是重要依据，而加固方案的设计选择是工程结构修缮的重要环节，是保证加固质量及使用效果的关键。要严格按照规范标准对老旧结构进行详细、认真检测，依据检测结果及原始资料，对结构做出准确评估，鉴定结果，为后期加固设计方案的提出提供有力依据，为保证建筑物的正常使用奠定基础。