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一、建筑结构概况
受检插层所在房屋位于上海市普陀区宜昌路,为一幢二层钢筋混凝土框架结构建筑,房屋建造年代、设计单位及施工单位均不详。本次受检插层为钢结构插层,位于房屋二层。该插层为在房屋二层板上的钢平台,除钢立柱柱脚与房屋原结构间采用锚栓连接外,其余部分结构独立。本次检测仅针对该插层的承载能力进行检测与验算,不涉及房屋原结构。
受检插层为单层钢框架结构,平面形式大致呈矩形,层高约为2.0m,总轴网尺寸约为10.35m×3.75m,建筑面积约为38.6m2。插层南北向柱距主要为3.05m,东西向柱距主要为3.86m、3.47m及3.02m。插层楼板采用2.0cm厚水曲柳,插层钢立柱及主梁均采用工字钢,钢立柱截面尺寸主要为工98mm×63mm×4.0mm,钢梁主要截面尺寸为工140mm×75mm×7.5mm、工100mm×71mm×7.0mm,次梁主要采用60mm×40mm×6.0mm的钢方管。
二、检测目的、范围和内容
受检插层位于上海市普陀区宜昌路,建造年代不详,为单层钢框架结构,建筑面积约38.6m2。现业主拟将局部区域进行改造,为了解改造后该插层的安全状况及实际承载能力,特委托我司进行插层承载能力检测,具体检测内容如下:
(1)插层使用情况调查
通过对现场的实地考察及向委托方了解、调查建筑的使用功能及使用情况,了解是否有改变结构以及用途变更等情况。
(2)插层结构图测绘
现场采用激光测距仪、5m钢卷尺、钢直尺及游标卡尺等对插层结构布置情况进行现场测绘。
(3)插层完损状况检测
检查结构是否有裂缝、变形以及局部损伤情况,用文字、照片等形式进行记录与分析。
(4)插层主体结构材料强度检测
按照《金属里氏硬度试验方法》(GB/T 17394.1-2014)、《黑色金属硬度及强度换算值》(GB/T 1172-1999)等规范的规定,检测钢结构材料强度。
(5)插层变形测量
使用建筑工程检测器对插层钢立柱倾斜进行检测,检测钢立柱倾斜值是否满足规范要求。采用WILD NA2型水准仪对插层钢梁挠度进行检测,以推断插层钢梁挠度是否满足规范要求。
(6)对插层进行承载力计算分析,给出相应的检测结论和处理建议。
三、检测及分析结果
1.插层使用情况调查
通过对现场的实地考察及向委托方了解,受检插层自建成后一直为作为办公室、会议室使用,在使用过程当中未遭受过火灾等灾害,未发生荷载过大等情况。
2.房屋建筑结构布置测绘
现场采用手持式激光测距仪、5m钢卷尺、钢直尺及游标卡尺等对受检房屋进行结构布置测绘。
3.插层损伤检测
现场对受检房屋进行了外观损伤检测。经检测,插层钢结构梁柱构件基本完好,节点基本完好,但存在少数梁柱节点处未焊透、柱脚螺栓较少的现象。
4.插层主体结构强度检测
现场采用表面硬度法对插层钢立柱及主梁的强度进行现场抽样检测,依据《金属里氏硬度试验方法》(GB/T 17394.1-2014)、《黑色金属硬度及强度换算值》(GB/T 1172-1999)、《碳素结构钢》(GB 700-2006)评定钢材的抗拉强度。检测结果表明,受检插层钢立柱及主梁材质均为Q235。
5.插层变形检测
5.1钢立柱垂直度检测
现场采用建筑工程检测器对受检插层的钢立柱进行垂直度测量,具体测量结果见表6.3。
测量结果表明,受检房屋钢立柱较大侧向位移为3mm,部分柱垂直度大于《钢结构工程施工质量验收规范 》(GB50205-2001)规定的限值(柱构件垂直度测量包含施工误差)。
5.2钢梁挠度测量
结合现场检测条件并根据房屋实际情况,采用WILD NA2型水准仪对钢梁挠度进行检测。
由钢梁挠度检测结果表明,钢梁挠度小于《钢结构设计规范》(GB50017-2003)中限值L/400(注:挠度观测包含施工误差)。
6.插层拟改造情况
受检插层拟将3~4/A~B轴小会议室改造为办公用房。根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012),插层改造前后的活荷载取值相同,对钢结构平台木楼板的承载力无影响。
四、插层主体结构承载力计算分析
本次结合现场检测数据,采用中国建筑科学研究院结构计算程序PKPM(V3.1版)系列软件,建立合理的力学计算模型对房屋承载力进行验算。
1.结构验算参数
根据现场检测结果,按照现行的设计规范及现场调查结果取值,具体荷载标准值如下:
(1)恒荷载:楼板及吊顶按0.5 kN/m2。
(2)活荷载:按规范取2.0kN/m2。
(3)钢结构强度等级:按实测值取Q235。
(4)地震:不考虑地震作用。
2.插层结构安全性分析
根据现相关规范对该插层结构进行了结构承载力验算。结果表明,插层梁基本均满足承载力计算要求,但多数插层柱均不满足承载力计算要求(主要为长细比不满足要求)。
五、检测结论及建议
1.结论
(1)受检插层为单层钢框架结构,平面形式大致呈矩形,建筑面积约为38.6m2。插层楼板采用水曲柳木楼板,插层钢立柱及主梁均采用工字钢,次梁主要采用钢方管。
(2)受检插层自建成后一直为作为办公室、会议室使用,在使用过程当中未遭受过火灾等灾害,未发生荷载过大等情况。
(3)检测结果表明:插层钢结构梁柱构件基本完好,节点基本完好,但存在少数梁柱节点处未焊透、柱脚螺栓较少的现象。
(4)经检测推定,受检插层钢立柱及主梁材质均为Q235。
(5)检测结果表明,所抽检的部分柱垂直度大于规范规定的限值,所抽检的钢梁挠度均小于规范限值。
(6)结构承载力验算结果表明,在活荷载规范取值为2.0kN/m2(质量对应为200kg/m2)作用下,插层梁基本均满足承载力计算要求,但多数插层柱均不满足承载力计算要求。
2.建议
(1)建议对目前插层存在损伤的部位进行修缮。
(2)建议对钢立柱采取合理有效的加固措施。
(3)加固施工应聘请具有专业资质的单位完成。
(4)建议在后续使用过程中对受检房屋进行定期外观质量及变形监测。若发现原结构使用过程中有异常情况并存在安全隐患时,应及时限制荷载使用并采取有效处理措施。