随着工业的发展以及城市的更新,许多旧厂房都有着结构改造和功能升级的需求。在珠海,有一座旧厂房的二楼打算进行局部结构承重方面的改变以及结构构造上的调整,目的是为了满足新的使用需求。为了保证改造之后的厂房能够满足日常安全使用的要求,所以要进行全面的结构改造安全鉴定。
旧厂房原设计标准普遍较为低下,并且长期遭受工业环境的影响,像振动、腐蚀以及荷载变化等。这样就导致存在材料性能退化的情况,比如混凝土碳化和钢筋锈蚀等。同时还存在节点连接失效以及地基不均匀沉降等问题。如果对局部承重结构进行调整,就有可能打破原有的荷载传递路径,进而引发内力的重分布。所以需要通过科学的检测来评估其对整体稳定性所产生的影响。
老旧工业厂房(大多是 20 世纪 80 到 90 年代建造的)被改造成了文创园区、仓储中心或者实验车间。这类改造常常会涉及到局部承重结构的拆改,像是拆除一部分墙体、新增设备洞口、加建夹层等等。这样就会使得原结构的传力路径发生改变。如果没有经过系统的鉴定,就有可能引发下面这些风险:
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传力体系出现失效情况:拆除承重墙这一行为使得荷载转移到了非设计规定的路径上,进而引发了梁柱出现超载的现象。
构造存在缺陷,新增的钢结构与原混凝土构件的连接方式不当,从而引发了节点的破坏。
旧厂房的材料会出现老化现象,比如混凝土碳化、钢筋锈蚀等。同时,改造过程中的扰动也会叠加在一起。这些因素会加速结构的劣化,这就是累积损伤。
需要进行专项安全鉴定,来验证改造后的结构体系能否满足《工业建筑可靠性鉴定标准》(GB 50144)的 B 级使用要求。
1.原始资料深度调查
调取原结构竣工图,以进行历史图纸复原。首先确认承重墙、梁柱的布置以及基础形式,包括独立基础和条形基础。倘若图纸缺失,就采用三维激光扫描来重建建筑模型,其精度可达±2mm,并且要标注被拆除墙体的位置以及原配筋信息。
三是检查新增构件,如钢梁、混凝土柱等的节点连接详图厂房 钢结构 安全 规范,查看其是否符合《钢结构设计标准》(GB 50017)。
2.现场检测核心内容
(1)结构现状专项检测
损伤测绘:
混凝土构件要记录梁的裂缝(包括宽度和走向)、剥落以及钢筋外露情况,还要记录柱的裂缝(包括宽度和走向)、剥落以及钢筋外露情况,同时要记录墙的裂缝(包括宽度和走向)、剥落以及钢筋外露情况,并且要区分改造施工振动损伤与原结构老化损伤。
钢结构需检测焊缝质量,采用超声波探伤的方式;需检测高强螺栓扭矩值,通过扳手校验,其偏差应≤±10%;需检测防腐涂层厚度,利用磁性测厚仪,要求厚度≥120μm。
构造变更核查:
拆墙区域需检查替代传力构件(例如新增钢梁)的支座沉降情况,同时检查其偏移量,检查方式为全站仪测量,且允许偏差需满足≤H/500 。
新增洞口,需要检测洞口周边的加强筋配置情况,通过雷达扫描来验证是否设置了Φ12环形附加筋。
(2)材料性能检测
混凝土性能:
强度方面:通过钻芯法(对于 C30 以下的采用φ75mm 芯样)与回弹法相结合来进行综合推定。
耐久性方面:要测定碳化深度,采用酚酞试剂进行测定;还要测定氯离子含量,使用滴定法,对于沿海厂房,其限值为≤0.15%。
钢筋性能:
开凿并进行取样检测屈服强度,重点检查光圆钢筋与带肋钢筋混用的问题。
锈蚀率评估(截面损失率>5%时需考虑承载力折减)。
砌体结构(若存在):
贯入法检测砂浆强度(≥M2.5);
红外热成像检测空斗墙内部空洞。
3.荷载分析与传力路径验证
原设计荷载:
工业厂房的楼面活荷载一般是 5.0 到 10.0 kN/m²;这是依据《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012 中的表 5.1.1 来确定的。
屋面积灰荷载(珠海地区取0.5 kN/m²)。
改造后荷载变化:
新增荷载包括夹层自重,其中钢结构的夹层自重约为 0.5 kN/m²,混凝土结构的夹层自重约为 3.0 kN/m²;还包括设备振动荷载,其动载系数为 1.1 - 1.3。
拆除墙体后厂房 钢结构 安全 规范,原墙下的条形基础会卸载。因为拆除墙体这一行为,相邻柱基础可能会超载。
4.结构承载力验算与对比分析
原结构模型:
建立计算模型时依据原始图纸,接着输入实测的材料参数,之后对原结构的安全储备进行校核,例如梁跨中弯矩储备系数需≥1.1 。
改造后模型:
在拆改区域把墙体单元删除,然后新增钢梁或混凝土柱构件,以此来模拟荷载传递路径的变化。
验算关键指标:
新增钢梁挠度(≤L/250);
相邻柱轴压比(混凝土柱≤0.9,钢柱≤0.8);
基础底面压力(修正后地基承载力≥1.2倍实际压力)。
结构安全性鉴定主要是对构件和结构的安全程度进行评估,评估的方式是以内力分析和截面验算为主。在地震区,需要进行抗震性能鉴定,其目的是评估厂房在地震作用下的安全性。
现状评估:总结厂房结构的整体安全性,明确损伤部位及程度。
安全隐患分析:指出可能引发安全事故的结构缺陷或不利因素。
根据《建筑抗震鉴定标准》或者《既有建筑鉴定与加固通用规范》来进行抗震能力评估,以评估厂房的抗震性能。
针对检测和分析的结果,提出具体的加固方案或者改造建议。委托人计划对二楼局部的结构承重和结构构造进行改变,所以需要特别留意以下这些方面:
加固设计:首先通过结构模型的计算分析,接着确定哪些承重构件的承载力无法满足改造后的要求,最后设计出相应的加固措施。
施工的可行性需要被综合考虑。加固方案要做到这一点,以确保新旧建筑结构能够连接起来,并且能够协同工作。
加固后的结构要能满足日常的安全使用需求,同时也要考虑到长期使用时的耐久性。