閱讀 4126 次 某實(shí)驗(yàn)室地震災(zāi)害評(píng)估與分析
摘要:西安某鋼筋混凝土實(shí)驗(yàn)室受四川汶川“5·12”里氏8.0級(jí)特大地震的影響,出現(xiàn)了一定程度的震害,部分墻體出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫,本文根據(jù)震害調(diào)查及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)該實(shí)驗(yàn)室的地震災(zāi)害進(jìn)行了評(píng)估與分析,并針對(duì)性的提出了處理建議,可供類(lèi)似工程分析評(píng)定時(shí)參考...
某實(shí)驗(yàn)室地震災(zāi)害評(píng)估與分析
李曉東1 田鵬剛2 蔣昌亭3
(1. 航天504研究所 710000 西安;2. 陜西省建筑科學(xué)研究院 710082 西安
3陜西建工集團(tuán)第七建筑工程有限公司 721000)
1. 前言
西安某實(shí)驗(yàn)室位于西安市長(zhǎng)安區(qū),該建筑設(shè)計(jì)于1993年,建造于1994年,為二層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),建筑面積約700m2。該建筑-0.060米以下墻體采用MU10磚,砂漿為M5水泥砂漿;-0.060米以上一層外墻及一、二層衛(wèi)生間、儲(chǔ)藏間圍護(hù)墻體采用MU7.5磚,砂漿為M5混合砂漿,其余部位填充墻均采用加氣混凝土砌塊,砂漿為M2.5混合砂漿。
2. 震害檢測(cè)與分析
2.1 結(jié)構(gòu)體系
本次檢測(cè)鑒定房屋為2層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。該建筑抗震設(shè)防烈度為7度(原設(shè)計(jì)時(shí)按照當(dāng)時(shí)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防烈度為8度),場(chǎng)地類(lèi)別Ⅱ類(lèi),抗震等級(jí)三級(jí),結(jié)構(gòu)主體高度及樓層數(shù)均滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求。該建筑平面形式為矩形,由于使用功能的要求,一層頂樓板局部不連續(xù),開(kāi)洞面積13.2×12=158.4m2,該樓層樓板面積28.5×12=342 m2,因此,158.4/342=0.46>0.3,依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2001第3.4.2條,該結(jié)構(gòu)為平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)。該工程結(jié)構(gòu)平面內(nèi)剛度分布合理,框架柱、梁及樓板厚度等尺寸選擇合理,框架結(jié)構(gòu)抗力構(gòu)件均雙向布置,基本均勻、對(duì)稱(chēng),雙向剛度和承載能力無(wú)較大的差異,體系沿豎向自下而上連續(xù)布置。框架部分軸網(wǎng)尺寸比較均勻,無(wú)較大突變,無(wú)抽柱、插柱等現(xiàn)象,整個(gè)結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件無(wú)不連續(xù)現(xiàn)象,體系設(shè)置較為合理。
2.2現(xiàn)場(chǎng)檢查
現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)該建筑平面尺寸、構(gòu)件尺寸等均與原設(shè)計(jì)圖紙一致,結(jié)構(gòu)使用功能未發(fā)生改變,也未曾進(jìn)行過(guò)加固改造等。
受“5·12”汶川地震影響,該建筑多處墻體出現(xiàn)了一定程度的裂縫(震害照片詳見(jiàn)附圖),主要表現(xiàn)為:6軸外側(cè)屋頂女兒墻墻體在出屋面處存在外閃現(xiàn)象,外閃部位突出約20mm;1層A軸A/4鋼筋混凝土柱與兩側(cè)磚砌體之間產(chǎn)生豎向裂縫,縫寬0.4mm;1層A軸A/5鋼筋混凝土柱與兩側(cè)磚砌體之間產(chǎn)生豎向裂縫,縫寬1.0mm,已貫通;1層C軸C/5鋼筋混凝土柱與磚砌體之間產(chǎn)生豎向裂縫,縫寬2.2mm,已貫通;1~2層樓梯間休息平臺(tái)處(1/B)-C/(1/1)大梁與磚砌體之間產(chǎn)生水平裂縫,縫寬約為0.7mm;1~2層樓梯間休息平臺(tái)處(1/B)-C/2磚砌體產(chǎn)生4條斜豎向裂縫,最大縫寬約為2.2mm,已貫通;2層3/C-(1/B) 加氣混凝土砌塊墻體門(mén)洞右上角斜向裂縫,縫寬約為4.0mm,已貫通;2層2-3/(1/B) 加氣混凝土砌塊墻體門(mén)洞右上角斜向裂縫,縫寬約為0.8mm;2層2-3/B 加氣混凝土砌塊墻體門(mén)洞右上角斜向裂縫,縫寬約為0.6mm;2層2,3/A-B加氣混凝土砌塊墻體與屋面梁、鋼筋混凝土柱連接處均有裂縫,縫寬約為0.4mm;2層1/A-B 加氣混凝土砌塊墻體與屋面梁連接處水平斜向下開(kāi)裂,縫寬約為0.6mm;2層2/A鋼筋混凝土柱與加氣混凝土砌塊墻體與屋面梁連接處水平斜向下開(kāi)裂,縫寬約為0.6mm;2層4/C-(2/B)在2/B鋼筋混凝土柱與兩側(cè)加氣混凝土砌塊墻體連接處豎向裂縫;2層4/ (1/B)-A墻體斜向開(kāi)裂,縫寬約為2.2mm;2層B,(1/B)/2-3內(nèi)縱墻多處斜裂。根據(jù)裂縫形態(tài)及走勢(shì)結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙可以發(fā)現(xiàn),該工程填充墻除1層外墻及1、2層衛(wèi)生間、儲(chǔ)藏間圍護(hù)墻體采用MU7.5磚,砂漿為M5混合砂漿外,其余均采用加氣混凝土砌塊,砂漿為M2.5混合砂漿。現(xiàn)場(chǎng)破檢發(fā)現(xiàn)墻體塊材與原設(shè)計(jì)圖紙一致。同時(shí)通過(guò)對(duì)2層4/C、2層3/B、 2層3/A和2層2/(1/B)-C等混凝土構(gòu)件配筋及其兩側(cè)砌體內(nèi)構(gòu)造鋼筋抽檢情況可以看出,該工程梁、柱配筋與原設(shè)計(jì)一致,但箍筋間距設(shè)置差別較大,同時(shí)框架柱兩側(cè)砌體填充墻內(nèi)水平拉結(jié)筋設(shè)置較差。框架梁、柱及樓板等主要承力構(gòu)件未見(jiàn)異常,但部分框架柱存在明顯的混凝土澆搗不密實(shí)、模板跑模等不良現(xiàn)象。因此由現(xiàn)場(chǎng)震害調(diào)查結(jié)果分析可以認(rèn)為,本次震害主要是由于該結(jié)構(gòu)填充塊材采用加氣混凝土砌塊,砂漿為M2.5的混合砂漿、水平拉結(jié)筋設(shè)置較差以及該結(jié)構(gòu)的平面不規(guī)則性等綜合因素所致。
2.3 相對(duì)水平變形檢測(cè)
為了解該樓當(dāng)前的實(shí)際質(zhì)量狀況,根據(jù)該樓所處的環(huán)境和現(xiàn)場(chǎng)條件,采用DSZ2水準(zhǔn)儀對(duì)該樓墻體的水平變形狀況進(jìn)行了觀測(cè)。本次水平觀測(cè)是以建筑物窗臺(tái)下檐為假設(shè)基準(zhǔn),結(jié)果可反映水平方向產(chǎn)生沉降變形的相對(duì)高差(包括施工誤差),觀測(cè)結(jié)果表明,該樓無(wú)明顯地基不均勻沉降現(xiàn)象,其地基變形允許值的相鄰柱基沉降差滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002)中關(guān)于該類(lèi)建筑物地基變形允許值中局部?jī)A斜不大于0.002l的要求。
2.4垂直變形檢測(cè)
垂直變形檢測(cè)時(shí),根據(jù)建筑物周?chē)鷪?chǎng)地環(huán)境的實(shí)際狀況,采用電子經(jīng)緯儀對(duì)該樓進(jìn)行了觀測(cè),觀測(cè)結(jié)果表明,該樓在豎直方向頂部相對(duì)底部的位移為4~15mm,即頂點(diǎn)相對(duì)底部偏移最大15.0mm,依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB50292-1999)第6.3.5條中關(guān)于多層混凝土結(jié)構(gòu)不適于繼續(xù)承載的側(cè)向位移的有關(guān)規(guī)定,該樓整體變形可滿足規(guī)范要求。
2.5 結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算
為進(jìn)一步了解該建筑的安全性能,根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求,特進(jìn)行了結(jié)構(gòu)現(xiàn)有狀況下的結(jié)構(gòu)驗(yàn)算,本次混凝土構(gòu)件實(shí)體強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果表明,實(shí)測(cè)低于設(shè)計(jì)要求,所以本次計(jì)算時(shí)混凝土材料強(qiáng)度取值采用實(shí)測(cè)結(jié)果,采用PKPM(2006年6月版)軟件,按照抗震設(shè)防烈度7度(0.15g)、設(shè)計(jì)地震分組一組、場(chǎng)地類(lèi)別2類(lèi)、特征周期0.35s、多遇地震影響系數(shù)=0.16、罕遇地震影響系數(shù)=0.90、結(jié)構(gòu)阻尼比=0.05 來(lái)進(jìn)行驗(yàn)算。驗(yàn)算結(jié)果表明:該工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件(現(xiàn)澆樓板及框架梁、柱)承載力及變形均可滿足現(xiàn)行規(guī)范的有關(guān)使用要求。
2.6 震害分析
通過(guò)震害調(diào)查可以知道,本次受檢建筑產(chǎn)生震害主要原因?yàn)椋?/DIV>
(1)該建筑一層頂樓板局部不連續(xù),屬于嚴(yán)重平面不規(guī)則類(lèi)型,開(kāi)洞面積與樓層樓板面積之比>0.3,造成該建筑局部變形過(guò)大,從而引起圍護(hù)部分填充墻破壞嚴(yán)重。
(2)圍護(hù)系統(tǒng)的承重部分子單元砌筑材料強(qiáng)度(砌筑砂漿強(qiáng)度等級(jí)為M2.5混合砂漿)過(guò)低以及與框架承重結(jié)構(gòu)連接構(gòu)造較差。
3. 評(píng)估結(jié)果與建議
根據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB50292-1999)等的相關(guān)規(guī)定,該實(shí)驗(yàn)室安全性等級(jí)應(yīng)評(píng)為Bsu級(jí)。
3.2 建議
1. 對(duì)該實(shí)驗(yàn)樓6/A-C出屋面女兒墻外閃部位采取措施加強(qiáng)連接或重新砌筑;
2. 對(duì)該樓外墻出現(xiàn)裂縫部位進(jìn)行裂縫封閉處理,對(duì)加氣混凝土砌塊砌筑墻體宜拆除后采用空心磚砌體砌筑,且砌筑砂漿等級(jí)不得低于M5.0。
3. 對(duì)2層4軸墻體,沿墻體半高處宜設(shè)置與柱連接且沿墻全長(zhǎng)貫通的鋼筋混凝土水平系梁。
(本文來(lái)源:陜西省土木建筑學(xué)會(huì) 文徑網(wǎng)絡(luò):文徑 尹維維 編輯 劉真 審核)
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