通辽厂房承重检测

1某钢铁厂1号高炉出铁场主厂房是80年代末建成投入使用,主厂房为单层单跨排架结构,主厂房排架柱是钢筋混凝土工字形截面,屋架,天窗架,支撑,檩条均为钢结构,吊车梁为预应力钢筋混凝土结构。无围护结构,局部有雨遮。现因环保除尘要求,需将1号高炉出铁主厂房封闭和安装除尘设备。
2现场勘察
现有建筑物的抗力取决于材料性能、几何参数和计算模型。它随着时间推移而衰退,其主要原因是混凝土老化、钢筋锈蚀导致截面减小和钢筋与混凝土握裹力的下降而引起结构抗力下降,结构承受持续震动荷载而产生的疲劳损伤逐步发展而导致抗力下降。因此要准确计算既有建筑物抗力,就必须以结构的现有条件为基础。现以有代表性的排架柱(PZ4)为对象,分析其承载能力。
(1)依据设计图纸,厂房排架柱为预制工字形柱,混凝土等级为300号(相当于C28) ,受力钢筋为25M nSi(相当于钢)。
(2)截面尺寸测量和钢筋位置探测经现场测量,排架柱截面尺寸基本满足设计要求(具体尺寸见图1)。钢筋探测无损检测方法是一种新的检测技术。
目前主要有两种钢筋检测方法:一是利用电磁波波动原理的检测,二是利用电磁感应原理的钢筋检测仪检测。前一种方法由于设备较为昂贵、定量性较差,应用面较小,目前国内外广泛使用电磁感应原理进行检测。仪器通过传感器在被测结构内部局部范围发射电磁场,同时接收在发射电磁场内金属介质产生的感应电磁场,并转换为电信号,主机系统实时分析处理数字化的电信号,从而判定钢筋位置、保护层厚度和钢筋直径。经现场检测,并结合图纸,略去由于施工因素的影响,为研究问题的方便,取保护层厚度为30 mm。
3材料强度检测
考虑到混凝土钻芯检测对结构有所损伤,且混凝土龄期已超过1000天,按一般回弹法检测混凝土强度已不适用。所以排架柱采用回弹超声综合法无损检测方法检测混凝土材料的强度。
3. 1超声波检测
采用超声波检测混凝土质量,一般是根据构件或结构的几何形状、所处环境、尺寸大小以及所能提供的测试表面等条件,选用不同的测试方法。一般常用的检测方法有以下几种:
(1)对测法当混凝土被测部位能提供一对相互平行的测试表面时,可采用对测法检测。即将一对厚度振动式换能器(发射简称F换能器,接收简称S换能器) ,分别耦合于被测构件同一测区两个相互平行的表面逐点进行测试, F、S换能器的轴线始终位于同一直线上; (2)角测法当混凝土被测部位只能提供2个相邻表面时,无法进行对测,可以采用丁角方法检测。即将一对F、S换能器分别耦合于被测构件的2个相邻表面进行逐点测试,两个换能器的轴线形成90度夹角; (3)平测法当混凝土被测部位只能提供一个测试表面时,可采用平测法检测。将一对F、S换能器置于被测结构同一个表面,以一定测试距离进行逐点检测。由于排架柱截面为工字形截面,为了能够准确的检测混凝土的强度,在工字形的腹板处采用对测方面,在翼缘处采用对测和平测2种方法。

需要进行检测： 1、对于既有钢结构建筑物和构筑物： （1）建（构）筑物拟改变用途、改变使用条件和使用要求； （2）拟对建（构）筑物进行扩建、加层、插层、较大规模维修或其他形式结构改造； （3）拟对建（构）筑物进行整移； （4）钢结构本身出现明显的结构功能退化现象或有明显的变形； （5）钢结构受到灾害、事故等作用影响，并产生明显损伤； （6）对钢结构的抗力产生有根据的怀疑； （7）出于保护要求，需要了解历史建筑的工作现状以及在目标使用期内的可靠性； （8）对建（构）筑物超过设计使用年限，拟延长建（构）筑物使用年限； （9）拟对建（构）筑物进行抗震加固； （10）在既有钢结构附近进行有关活动而可能对结构产生损伤时，活动方与被影响方双方协议需要检测与； （11）对重要建筑及大型公共建筑的钢结构按规定进行定期检测与； （12）其他需要了解结构可靠性的情形
常用的既有房屋分析:
传统经验法:传统经验法房屋检测主要以原设计规范或规程为依据,按个人目视观察及规范定值计算结果来评定结构与实际差异的一种经验评定法。
传统经验法的特点是荷载汁算以实际调查为准,材料强度取值一般按经验评定,图纸规定的材质数据仅仅作为参考,对原设计中采用的规范依据、理式、汁算图形,主要看是否与实际结构工作状态相符;否则,按照实际状况进行修改。这种程序,花费人力物力少。所以对于那些受力简单、传力路线明确、较易分析的一般性建筑物和构筑物的,经验法仍是一种可行的。经验法的程序如下图所示:
传统经验法一般不使用检测设备和仪器,主要凭个人经验,受个人主观因素影响较大。这样,即使是人员技术水准较高,也未必判断准确。例如,某筑物顶层墙体部位发生裂缝,材料可能判定为建筑材料因干缩或温度作用引起的,属于材料问题;结构可能判定为荷载作用下结构抗力不足,属于结构受力问题,地基可能判定为地基基础沉降作用引起,属于地基基础问题;结构检测则可能判定为墙体材料内部缺陷作用引起,属于内部隐患问题。不同背景的人员很容易受个人特长的制约,可能判断错误。 经验法的程序主要以个人的经验为前提,调查过于简单,准确数据,故在工程处理上多偏于保守。但传统经验法在工程实践中不断发展,经验在不断丰富,若结合进行一定的、观察和验证,便可大大工作的可靠程度.

荷载计算分析：
1、均摊载荷验算法
该方法的原理是：
将设备的重量均摊到每一个设备的平均占地面积上，然后将该均摊的载荷与楼房的设计承重（单位面积）进行对比，如果均摊载荷小于设计承重，则楼房是安全的，反之则是不安全的。
例：一台设备重量
Q=1000
公斤，外形尺寸：长×宽×高＝600mm×800mm×2200mm，设备四周均有走道，走道宽度均为800mm，楼房的设计承重是P=600kg/m2。Q = 1000 kg
A =（0.6＋0.8/2＋0.8/2）×（0.8＋0.8/2＋0.8/2）＝2.24 m2 设备对地面产生的均摊荷载q＝Q/A＝1000/2.24＝446 kg/m2由于q <＝，设备可以安全安装。
对于我们的情况：
LVG1200
设备的重量：
Q=6800kg，平均占地面积（将过道均摊）：A=18m2，楼房设计承重：P = 1000kg/m2
设备对地面产生的均摊荷载q＝Q/A＝6800/18＝377 kg/m2 由于q <＝P，设备可以安全安装。
该方法不是很准确，因为它是将设备的重量均摊在总的占地面积上，它没有考虑把设备集中一点放置时情况，因此不是很科学，只能作为一个简单的估算。

一般轻型厂房楼面活荷载限值为3.5kN/㎡，重型厂房楼面活荷载限值为7.5kN/㎡以上，中间即为中型厂房。这里要重点解答一下这个限值的含义，这也是广大市民为关心也是误区多的问题。拿3.5kN/㎡举例：kN/㎡中文称千牛每平米，牛为力的单位，3.5kN/㎡即一平米能承受3.5kN的力。这里可以近似通俗地把这个值转化为较好理解的数字，即3.5kN/㎡可以近似的理解为350公斤一平方。概念解释清楚了，问题也就来了。按照上面的理解，一平方只能承受350公斤的重量，但一般的机器设备轻则上千公斤，重则几千公斤（好几吨），那岂不是根本放不了。其实不然，这里的350公斤一平方，指的是楼面的平均承载力，所谓平均承载力，就是指一块楼板（以梁为边界）上的的平均承载力为350公斤一平方，局部是允许超过350公斤的，因为超过的部分可由板内其他部分分摊重量。假设一块楼板面积10平米，活荷载限值3.5kN/㎡，那这块楼板可承受总重量为35kN/㎡，即3500公斤，局部超过350公斤是完全没问题的。那具体能超过多少，这个就需要再对楼板进行局部抗冲切验算，以防止由于局部受力过大，导致力尚未传导就已将楼板破坏的情况发生。由于这里牵涉的建筑结构力学知识太过，不适于作为常识普及。
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