上海 钢结构 无损检测 钢结构工程结构检测
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1、引言
房屋建造过程中、停工续建时或使用过程中，需要加层、插层、扩建，或较大范围的结构体系或使用功能改变等房屋改建时，需要对原有结构进行抗震鉴定，内容包括对原结构进行检测、对原结构体系和构造进行鉴定、按改建结构进行结构抗震验算，综合评估改建后的结构抗震性能和改建方案可行性，必要时，提出改建方案优化措施和原结构抗震加固措施建议。房屋改建抗震鉴定一般须依据现行抗震设计标准。
2、检测内容
根据委托方要求，本次检测为抗震鉴定，根据相关规定，针对被检房屋的实际状况，本次检测主要内容如下：
1.调查房屋建造信息资料、历史沿革。
2.补充、核对房屋的建筑及结构平面布置图。
3.测量房屋现有的倾斜和不均匀沉降。
4.房屋完损状况现场检测。
5.分析房屋改造方案和未来使用情况调查。
6.荷载调查。
7.抽样检测材料的力学性能。
8.抗震构造分析。
9.结构验算和分析。
10.检测结论及建议。
3、检测依据
1.《房屋质量检测规程》(DG/TJ 08-79-2008)
2.《建筑结构检测技术标准》(GB/T50344-2004)
3.《混凝土结构现场检测技术标准》(GB/T50784-2013)
4.《结构混凝土抗压强度检测技术规程-回弹法、超声回弹法、钻芯法》(DG/TJ 08-2020-2007)
5.《混凝土中钢筋检测技术规程》(JGJ/T 152-2008)
6.《建筑变形测量规范》(JGJ 8-2016)
7.《地基基础设计规范》(DGJ 08-11-2010)
8.《危险房屋鉴定标准》(JGJ 125-2016)
9.《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)
10.《现有建筑抗震鉴定与加固规程》(DGJ 08-81-2015)
11.《建筑抗震设计规程》(DGJ 08-9-2013)
12.检测合同及相关资料
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钧测检测技术服务有限公司是致力检测、设计、加固、材料全产业链的既有建筑检测改造集团，依靠成熟完善的平台 资源和周密布局的分支机构，为政府部门、企事业单位和个人提供科学的决策依据和高端的技术服务，是专业从事房屋检测、结构监测、工程检测和评估鉴定的第三方检测机构。钧测拥有以博士、硕士领衔的专业检测技术团队。钧测目前有国家一级注册结构师、注册岩 土工程师、教授级高级工程师等技术团队，公司下设房屋质量检测站、结构监测中心、评估鉴定部和工程检测部等部门。
业务范围：房屋质量检测、房屋抗震鉴定、厂房检测、工业建筑检测鉴定、玻璃幕墙检测、桥梁检测、工程检测、监测钢结构工程检测 、焊接工艺评定、产品失效分析、热像检测、建筑物振动检测、地下管网检测鉴定、工业设备可靠性鉴定
4、房屋概况
房屋概况，对建筑的设计单位、日期、用途、设防烈度了解。需检测建筑面积、轴线尺寸、变形缝、轴距、层数、层高。结构上需检测主体结构屋面形式楼、屋盖、基础形式、抗震等级、楼板厚度、框架柱尺寸、框架梁尺寸、基础形式、基础承载力、桩基信息、墙体材料、图纸资料和环境资料。
5、某房屋现场检测情况案例
(一)建筑使用情况
通过对现场的实地考察及向委托方了解，为一幢地上四层的钢筋混凝土框架结构房屋，无地下室。房屋主要作为办公使用，自建成后至今，未发生结构变动、荷载增大等现象，未遭受火灾等灾害影响。
(二)房屋建筑结构测绘与复核
如果委托方未能提供被检房屋建筑平面图纸，检测人员需现场采用激光仪、钢卷尺等对房屋建筑平面图进行测绘，并对房屋轴网尺寸、层高等进行复核，
(三)截面尺寸、钢筋配置与配筋保护层厚度检测
现场采用钢筋混凝土保护层测试仪和钢卷尺结合局部凿除法对构件的截面尺寸、钢筋配置、配筋保护层厚度进行了随机抽查检测，检测依据为《混凝土中钢筋检测技术规程》(JGJ-T 152-2008)。
(四)混凝土强度检测
现场采用混凝土回弹仪对构件的混凝土强度进行了随机抽查检测，检测依据为《结构混凝土抗压强度检测技术规程-回弹法、超声回弹法、钻芯法》(DG/TJ 08-2020-2007)，由于混凝土龄期已经超过1000天，根据《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-2015)对混凝土强度进行龄期修正，本次龄期修正系数取值0.96。检测结果表明：被检房屋混凝土构件碳化深度在1.5mm~6mm之间，实测混凝土强度等级可评定为C35，具体结果见表8.4。
表8.4：混凝土构件抗压强度检测结果
楼层 | 构件 | 平均值 （MPa） | 标准差 （MPa） | 最小值 （MPa） | 实测强度值（MPa） | 修正后强度推定值（MPa） |
一层 | 5/C轴柱 | 39.7 | 0.95 | 38.5 | 38.1 | 36.6 |
一层 | 4/C轴柱 | 39.9 | 1.67 | 37.3 | 37.2 | 35.7 |
一层 | 5/B轴柱 | 41.5 | 1.00 | 39.7 | 39.9 | 38.3 |
一层 | 2/C轴柱 | 40.4 | 1.79 | 37.3 | 37.5 | 36.0 |
一层 | 3/A轴柱 | 40.9 | 1.29 | 38.9 | 38.8 | 37.2 |
二层 | 1-2/C轴梁 | 40.6 | 1.01 | 39.3 | 39.3 | 37.7 |
二层 | 2/C-D轴梁 | 39.2 | 0.94 | 37.2 | 37.7 | 36.2 |
二层 | 4/ C-D轴梁 | 40.1 | 1.82 | 37.2 | 37.1 | 35.6 |
二层 | 2-3/A-B轴板 | 39.4 | 0.71 | 38.1 | 38.2 | 36.7 |
(五)钢筋抗拉强度检测
现场采用里氏硬度计对于钢筋的表面硬度进行检测，检测部位及检测结果见表8.5。检测结果表明，所测二级钢筋抗拉强度均能达到HRB335，所测一级钢筋抗拉强度均能达到HPB300。
表 8.5 钢筋抗拉强度检测
编号 | 楼层 | 位置 | HLD均值 | 抗拉强度（MPa） |
1 | 一层 | 4/C轴柱纵筋（带肋） | 364 | 514 |
2 | 二层 | 2/C~D梁纵筋（带肋） | 361 | 511 |
3 | 屋面 | 屋面2~3/B~C轴板（带肋） | 354 | 504 |
4 | 一层 | 4/C轴柱箍筋（光圆） | 310 | 462 |
5 | 二层 | 2/C~D梁箍筋（光圆） | 306 | 458 |
6 | 二层 | 2~3/A~B轴板（光圆） | 331 | 482 |
(六)房屋变形测量
1.现场采用全站仪对房屋外墙竖向棱线的倾斜进行测量，依据为《建筑变形测量规范》(JGJ8-2016)，测量结果表明：房屋整体倾斜率在0.0‰-2.8‰之间，在规范及标准允许范围内，具体结果见表8.6。
表8.6 房屋倾斜测量结果
测点 | 倾斜 方向 | 倾斜率（‰） | 测点 | 倾斜 方向 | 倾斜率（‰） |
测点Q1 | 南 | 1.03 | 测点3 | 南 | 0.50 |
东 | 0.27 | 西 | 1.88 |
测点Q2 | 北 | 1.68 | 测点4 | 北 | 1.01 |
西 | 0.23 | 西 | 1.99 |
2.现场采用全站仪对位于同一水平面的女儿墙沉降差进行测量，依据为《建筑变形测量规范》(JGJ8-2016)，测量结果表明：房屋整体沉降差率在0.17‰-2.26‰之间，在规范及标准允许范围内，具体结果见表8.7。
表8.7房屋沉降差率测量结果
测点 | 主要 方向 | 沉降差率（‰） | 测点 | 主要 方向 | 沉降差率（‰） |
M1~M2 | 北 | 0.24 | M7~M8 | 东 | 1.72 |
M2~M3 | 南 | 1.44 | M8-M9 | 南 | 2.10 |
M3~M4 | 南 | 0.31 | M9-M10 | 南 | 1.06 |
M4~M5 | 东 | 0.53 | M10-M11 | 北 | 1.53 |
M5~M6 | 东 | 0.17 | M11-M12 | 北 | 2.26 |
M6~M7 | 西 | 2.16 | M12-M13 | 西 | 0.71 |
(七)损伤调查
现场对房屋室内外的损伤进行了全面调查。房屋主体结构构件有无明显损伤检查，混凝土无明显蜂窝、孔洞、夹渣、酥松和裂缝等检查，连接部位及外形无严重缺陷检查。
6、拟装修改造方案
受检房屋主要作为办公用房使用。根据委托方提供的信息，后期拟将房屋一层改造成为开放式办公用房，二至四层均保持原样。同时在屋面1~5/A~B轴和1~2/B~E轴、外墙1~2/B轴和5/A~B轴区域设置钢构架造型，在屋面1~2/A~B轴区域设置设备用房。钢构架为单层钢框架结构，平面呈“L”形，出屋面高度约4.5m;钢框架柱及框架梁均采用工形钢材，钢框架柱均承重于原结构混凝土柱上，钢框架柱与原混凝土柱间采用锚栓后锚固连接。设备用房采用钢筋混凝土框架结构，平面呈矩形，出屋面高度亦约为4.5m;设备用房于屋面1~2/A~B轴区域设置反梁，反梁与原屋面结构梁无缝连接，框架柱承重于屋面反梁上，框架柱承重于屋面反梁上，围护外墙采用轻质砂加气混凝土砌块及水泥砂浆砌筑，主要作为空调外机机房使用。
7、抗震性能鉴定
按照《上海市建筑抗震设计规程》(DGJ08-9-2013)及《现有建筑抗震鉴定与加固规程》(DGJ 08-81-2015)对被鉴定建筑抗震性能进行综合分析鉴定。
7.1 抗震设防基本要求
抗震设防类别：丙类;抗震设防烈度：7度;抗震鉴定类别：C类(后续使用年限为50年);基本地震加速度：0.1g;地震分组：第二组;场地类别：Ⅳ类。
7.2 地基和基础
经检测，目前被检房屋无明显不均匀沉降和倾斜，上部结构无因不均匀沉降和倾斜产生的裂缝、变形等结构性损伤，根据《现有建筑抗震鉴定与加固规程》(DGJ 08-81-2015)相关规定，被检房屋地基基础目前可评定为无严重静载缺陷。
受检房屋因局部改造增加了地基基础荷载，后期应根据最终的结构改造方案对房屋地基基础进行承载力验算。
7.3 上部结构
按照《上海市建筑抗震设计规程》(DGJ08-9-2013)对被检房屋进行抗震措施鉴定，鉴定结果表明：房屋抗震构造措施均满足《上海市建筑抗震设计规程》(DGJ08-9-2013)要求，具体鉴定结果见表10.1。
表10.1 抗震措施鉴定结果
《上海市建筑抗震设计规程》（DGJ08-9-2013）规定 | 本建筑实际情况 | 复核结果 |
第3.4.1条 建筑设计应根据抗震概念设计的要求明确建筑形体的规则性。不规则的建筑应按规定采取加强措施。 | 房屋平面、立面均较为规则 | 满足 |
第3.9.2条 混凝土的强度等级，框支梁、框支柱及抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核芯区，不应低于C30；构造柱、芯柱、圈梁及其他各类构件不应低于C20。 | 混凝土梁柱等级均为C35 | 满足 |
第6.1.2条 7度时，A级高度的钢筋混凝土房屋最大适用高度为50m | 房屋高度为19.2m。 | 满足 |
第6.1.3条 7度时，A级高度的钢筋混凝土房屋的抗震等级为三级 | 房屋抗震等级为三级 | 满足 |
第6.1.7条 框架结构和框架-抗震墙结构，框架和抗震墙均应双向设置。 | 框架为双向设置 | 满足 |
第6.1.19条 钢筋混凝土中的砌体填充墙应符合下列要求： 1.填充墙在平面和竖向的布置，宜均匀对称，宜避免形成薄弱层或短柱。 2填充墙应沿框架柱全高每隔500mm~600mm设2A6拉筋，拉筋深入墙内的长度，6、7度时宜沿墙全长贯通，8度时应全长贯通。 | 1. 填充墙在平面和竖向的布置，均匀对称。 2. 填充墙应沿框架柱全高每隔500mm设2A6拉筋，拉筋长度为1000mm。 | 基本满足 |
第6.3.1条 梁的截面尺寸宜符合下列各项要求： 1.截面宽度不宜小于200mm； 2.截面高宽比不宜大于4； 3.净跨与截面高度比不宜小于4. | 1.梁截面宽度最小为200mm； 2.梁截面高高宽比最大为2.4； 3.梁净跨与截面高度比最小为10。 | 满足 |
第6.3.3条 梁的钢筋配置，应符合下列要求：1.梁端计入受压钢筋的混凝土受压高度和有效高度之比，一级不应大于0.25，二、三级不应大于0.35； 2.梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值，除按计算确定外，一级不应小于0.5，二、三级不应小于0.3； 3.三级时，梁端箍筋加密区的长度为1.5hb、500mm两者中较大值，箍筋最大间距为hb/4、8d、150mm三者中最小值，最小直径为8mm。 | 1、梁端计入受压钢筋的混凝土受压高度和有效高度之比，均不大于0.35； 2、梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值，最小值约为0.57； 3、梁端加密区均大于1.5hb、500mm中较大值，箍筋间距为100，最小直径为8mm | 满足 |
第6.3.4条 梁的钢筋配置，尚应满足下列要求： 1.梁端纵向受拉钢筋的配筋率不宜大于2.5%，沿梁顶面、底面的钢筋，一、二级不得少于2 A14，三、四级不得少于2A12。 2.一、二、三级框架梁内贯通中柱的每根纵向钢筋直径，对框架结构不应大于矩形柱在该方向截面尺寸的1/20。 3.梁端加密区的箍筋肢距，一级不宜大于200mm和20倍箍筋直径的较大值，二、三级不宜大于250mm和20倍箍筋直径的较大值，四级不宜大于300mm。 | 1.梁端纵向受拉钢筋的配筋率均小于2.5%，沿梁顶面、底面的钢筋最少为2A14； 2. 框架梁内贯通中柱的每根纵向钢筋直径，均不大于矩形柱在该方向截面尺寸的1/20； 3.梁端加密区的箍筋肢距，均小于250mm。 | 满足 |
第6.3.5条 柱的截面尺寸，宜满足下列要求： 1.截面的高度和宽度，四级或不超2层时不宜小于300mm，一、二、三级且超2层时不宜小于400mm； 2.剪跨比宜大于2； 3.截面长边与短边比不宜大于3。 | 1.截面的高度和宽度最小值均为500mm； 2.剪跨比均大于2； 3.截面长边与短边比均为1.0。 | 满足 |
第6.3.6条 三级时，柱轴压比不宜超过0.85。 | 柱轴压比均小于0.85 | 满足 |
第6.3.7条 柱的配筋，应符合下列要求： 1. 三级时，框架中柱及边柱纵向钢筋总配筋率不应小于0.7%，框架角柱不应小于0.8% 2. 三级时，框架柱箍筋加密区的箍筋最大间距为8d和150mm（柱根100mm）的最小值；箍筋直径不宜小于8mm。 | 1. 所有主配筋率最小值为0.9％； 2.框架柱箍筋加密区的箍筋最大间距为100mm，箍筋直径为8mm。 | 满足 |
第6.3.9条 柱的箍筋配置尚应符合下列要求： 1.柱端的箍筋加密范围，取截面高度、柱净高的1/6和500mm三者的最大值； 2.柱箍筋加密区的箍筋肢距，一级不宜大于200mm，二、三级不宜大于250mm，四级不宜大于300mm。至少每隔一根纵向钢筋，宜在两个方向有箍筋或拉筋约束；采用拉筋复合箍时，拉筋宜紧靠纵向钢筋并钩住箍筋。 3.柱箍筋加密区的体积配箍率，不应小于0.4％。 4.柱箍筋非加密区的箍筋配置不宜小于加密区的50%，且箍筋间距不应大于15倍纵向钢筋直径。 | 1.柱端的箍筋加密范围，均大于截面高度、柱净高的1/6和500mm三者的最大值； 2. 柱箍筋加密区的箍筋肢距小于250mm； 3. 柱箍筋加密区的体积配箍率，最小值约为0.6％。 4.柱箍筋非加密区的箍筋配置为加密区的50%，且箍筋间距均小于15倍纵向钢筋直径。 | 满足 |
8、结构计算与分析
本计算依据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)、《上海市建筑抗震设计规程》(DGJ08-9-2013)等相关规范与标准，采用中国建筑科学院结构研究所PKPM系列软件按拟装修改造方案进行计算。
1.结构计算基本参数：
①抗震设防烈度：7度
②基本地震加速度：0.10g
③场地土：Ⅳ类
④地震分组：第二组
⑤特征周期：0.9s
⑥是否考虑液化：否
⑦是否考虑扭转耦联作用：是
⑧地面粗糙度：C类
⑨基本风压：0.55kN/㎡
2.构件强度：
①混凝土强度：C35
②钢筋强度：HRB335，fy=300MPa;HPB300，fy=270MPa;
3.荷载：
①楼面恒载：房屋梁、板、柱等结构自重由计算软件自动导算，附加恒载取值为1.5 kN/㎡
②屋面恒载：屋面板自重由计算软件自动导算，附加荷载取3.3kN/㎡
③楼面活载：办公室按2.0 kN/㎡
⑤屋面活载：上人屋面按2.0kN/㎡
⑥楼梯间活载：3.5kN/㎡
⑦轻质砂加气混凝土砌块：容重取8.0kN/m3;
8屋面空调设备用房：取7.0 kN/㎡
2.验算结果
(1)房屋主要动力特性及地震响应计算
采用PKPM软件对房屋的主要动力特性及地震响应进行了计算分析，计算结果表明：1)房屋扭转第一自振周期与平动第一自振周期比为0.85，轴压比满足要求，房屋有效质量系数满足要求;2)X、Y向的最大层间位移比小于规范限值(1.2);3)各层剪重比满足最小地震剪力系数(1.6%)要求;4)地震作用下X、Y向的最大层间位移角均未超出规范允许值(1/550)。
表11.1给出了计算的改造后房屋结构地震作用下主要动力特性计算结果。
表11.1 房屋结构地震作用下主要动力特性及地震响应计算结果
结构 周期 | 振型 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
周期 | 0.8969 | 0.8668 | 0.7589 | 0.4321 | 0.4102 | 0.3674 |
平动系数（X+Y） | 0.21+0.64 | 0.69+0.29 | 0.10+0.09 | 0.41+0.00 | 0.00+0.00 | 0.06+0.00 |
扭转系数 | 0.15 | 0.02 | 0.81 | 0.59 | 1.00 | 0.94 |
扭转/平动周期比：Tt/T1=0.85 |
轴压比 | 最大值为0.66 |
基底 剪力 | X向： 1591.21kN | 剪重比 | X向：1.60% | 有效质量系数 X：97.88%；Y：97.34% |
Y向： 1400.72kN | Y向：1.60% |
最大层间位移比 | X向：1.18；Y向：1.18 |
最大层间位移角 | 地震作用 | 风作用 |
X向 | 1/603 | 1/3055 |
Y向 | 1/627 | 1/3195 |
(2)上部结构主要承重构件承载力验算结果
对受检房屋上部结构主要承重构件进行承载力验算，计算结果表明： 1)受检房屋框架柱轴压比均满足要求;2)受检房屋梁、柱剪压比均满足要求，但部分梁、柱配筋不满足承载力计算要求。表11.2为房屋典型结构构件计算配筋与实际配筋的比较结果。
表11.2 房屋梁、柱典型结构构件计算配筋与实际配筋的比较结果
位置 | 纵筋（cm2） | 箍筋（cm2） | 结果 |
计算 | 实际 | 计算 | 实际 |
1F | 1/E轴柱 | 51/29 | 34/34 | 1.9 | 2.02 | 不满足 |
2/E轴柱 | 43/34 | 34/34 | 1.9 | 2.02 | 不满足 |
2/C轴柱 | 15/12 | 19/19 | 1.9 | 2.02 | 满足 |
5/A轴柱 | 23/35 | 25/25 | 1.2 | 2.02 | 不满足 |
2F | 1/A~B 轴梁 | 30/25 | 24/17 | 0.8 | 1.01 | 不满足 |
2/D轴柱 | 12/11 | 13/13 | 2.0 | 2.02 | 满足 |
4/B轴柱 | 7/10 | 13/13 | 1.3 | 2.02 | 满足 |
3F | 2~3//E轴梁 | 15/7 | 16/9 | 0.6 | 1.01 | 满足 |
4/B~C轴梁 | 12/10 | 15/15 | 0.6 | 1.01 | 满足 |
2/D轴柱 | 11/11 | 13/13 | 1.7 | 2.02 | 满足 |
3/B轴柱 | 8/8 | 13/13 | 1.6 | 2.02 | 满足 |
4F | 2~3/C轴梁 | 11/9 | 17/14 | 0.6 | 1.01 | 满足 |
3~4/B轴梁 | 12/10 | 16/15 | 0.6 | 1.01 | 满足 |
3/E轴柱 | 11/11 | 13/13 | 1.4 | 2.02 | 满足 |
4/C轴柱 | 7/7 | 13/13 | 1.1 | 2.02 | 满足 |
屋面 | 1/C~D轴梁 | 10/8 | 8/9 | 0.6 | 1.01 | 不满足 |
3/C~D轴梁 | 13/14 | 15/15 | 0.6 | 1.01 | 满足 |
2~3/D轴梁 | 15/14 | 18/17 | 0.6 | 1.01 | 满足 |
4~5/B轴梁 | 11/12 | 13/17 | 0.6 | 1.01 | 满足 |
注：上表中柱指的是当前层至下一层之间的部分。
9、改造可行性分析
根据房屋拟装修改造方案，结合房屋的整体抗震性能鉴定及结构计算结果，可知：房屋按拟改造方案增设钢构架造型及设备用房后，原有房屋的整体抗震性能基本能满足现行规范的要求，但改造会增加对局部框架梁及框架柱的荷载作用，且验算结果表明，房屋上部结构局部构件承载力不满足计算要求，应对结构采取加固措施。
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