王 韜 張寶明
該工程共4層(含地下1層),異型柱框架結構。設計安全等級為二級,工程設計使用年限50年,抗震設防烈度為7度第二組,框架抗震等級三級,場地類別為Ⅲ類?;A、框架柱、梁、板等混凝土構件設計強度等級均為C30。
由于該工程鋼筋采用外加工,鋼筋冷拉控制不當,在有關部門現場抽檢時其力學性能不符合有關標準的要求。為保證工程質量,需對該工程使用同批經冷拉加工鋼筋的混凝土構件進行檢測鑒定,依據檢測結果確定其對結構是否有影響。
依據現行相關規范、標準、技術規程,以及目前國內現有的檢測技術水平,在現場許可的前提條件下,對該工程使用外加工鋼筋的地下1層進行現場檢測。主要項目包括:在實體結構中截取鋼筋,并帶回實驗室對其直徑和力學性能進行檢測;檢測混凝土強度等。
1)在該工程的地下1層混凝土構件中現場截取兩組φ 8鋼筋,取樣部位如圖1,圖 2所示。依據GB 1499.1-2008鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋采用游標卡尺對其直徑進行檢測,經檢測,兩組鋼筋的直徑分別為 7.4 mm,7.4 mm,7.5 mm,7.5 mm;7.3 mm,7.3 mm,7.4 mm,7.3 mm,均有所減小。
2)將現場截取的兩組HPB235φ 8鋼筋帶回實驗室并依據GB 1499.1-2008鋼筋混凝土用鋼第一部分:熱軋光圓鋼筋對其力學性能進行檢測。由于鋼筋冷加工控制不當,沒有明顯的屈服點,所以按照有關標準要求安裝引伸計測定其非比例延伸率為0.2%時的強度作為屈服強度。經檢測,熱軋光圓鋼筋的屈服強度和抗拉強度均有所提高,斷后伸長率有所減小,不符合標準不小于25.0%的要求,鋼筋冷彎性能均合格(見表1)。
3)依據GB/T 50344-2004建筑結構檢測技術標準、DBJ 14-026-2004回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程及JGJ/T 23-2001回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程,采用回彈法對該工程地下1層柱墻、頂梁板混凝土構件進行隨機抽查檢測,并按批對其強度進行綜合評定。經檢測,地下1層柱墻、頂梁板混凝土強度推定值分別為31.4 MPa,32.8 MPa,均達到原設計強度等級C30的要求。
表1 鋼筋力學性能檢測結果
由于φ 8光圓鋼筋的冷加工控制不當,鋼筋直徑有所減小。雖然鋼筋的屈服強度和抗拉強度有一定程度的提高,但鋼筋的延性有所降低,因此鋼筋的強度提高部分不能充分利用,為保證結構構件有充分的安全儲備,驗算時φ 8鋼筋強度設計值仍取210 N/mm2。
根據GB 50011-2001建筑抗震設計規范和GB 50010-2002混凝土結構設計規范,該建筑物按7度(地震加速度0.10g)第二組進行抗震設防,結構安全等級為二級,框架抗震等級為三級,場地土類別為Ⅲ類場地土。驗算時混凝土強度按實測強度取值,鋼筋強度按原設計取值。驗算分析采用中國建筑科學研究院編制的PKPM系列結構軟件,所有的結構布置、構件尺寸均按設計圖紙輸入計算機,由計算機形成該建筑物的結構進行驗算。
1)經驗算,地下1層使用φ 8鋼筋的混凝土構件計算配筋截面積均小于實際工程配筋(實際工程配筋截面積按實測直徑計算),滿足原設計功能的非抗震承載力和抗震承載力要求。
2)依據JGJ 3-2002混凝土異型柱結構技術規程第6.2.10條規定,框架抗震等級為三級時,箍筋的最大間距不大于縱向鋼筋直徑的7倍和120 mm(柱根100 mm),箍筋最小直徑不小于8 mm,該工程地下1層部分異型柱的箍筋直徑偏小,地下1層所截取箍筋實測直徑最小值為7.3 mm,箍筋直徑不滿足JGJ 3-2002混凝土異型柱結構技術規程第6.2.10條規定。
1)根據現場實際檢測結果,經驗算,地下1層使用φ 8鋼筋的混凝土構件計算配筋截面積均小于實際工程配筋(實際工程配筋截面積按實測直徑計算),滿足原設計功能的非抗震承載力和抗震承載力要求。
2)地下1層部分異型柱φ 8箍筋實測直徑不滿足JGJ 3-2002混凝土異型柱結構技術規程第6.2.10條的規定,應對地下1層部分異型柱進行加固處理,加固詳圖如圖 3,圖4所示。具體處理建議如下:
a.采用高性能復合砂漿的強度為M35;
b.綁扎鋼筋前先將原混凝土表面剔鑿露出新混凝土,清除松動的石子并沖刷干凈;
c.所有鋼筋與原混凝土相交時均植入原混凝土,植入深度為15d(d為鋼筋直徑);
d.銷釘的植入深度為60 mm,銷釘的直鉤尺寸為50 mm;
e.先刷一層界面劑,然后抹砂漿并壓實壓光。
該工程鋼筋采用外加工,由于冷加工控制不當,鋼筋直徑有所減小,雖然鋼筋的屈服強度和抗拉強度有一定程度的提高,但鋼筋的延性有所降低,對工程的結構安全有一定的影響,在以后的工程施工過程中應該引起足夠的重視。
[1] GB 50367-2006,混凝土結構加固設計規范[S].
[2] GB 50010-2002,混凝土結構設計規范[S].
[3] GB/T 50344-2004,建筑結構檢測技術標準[S].