信息技術在建筑改造前的鑒定分析研究

茍衛強,成佳寧,楊 鵬,金兆鑫,張海燕

(1.蘭州石化職業技術大學 土木工程學院,甘肅 蘭州730060; 2. 甘肅土木工程科學研究院有限公司,甘肅 蘭州 730020)

既有建筑物在加固改造之前必須對其進行檢測鑒定,只有經過詳細的檢測鑒定,才能精確地掌握建筑物的現狀,通過可靠性鑒定評估其是否滿足加固改造的條件[1]。因此,既有建筑物可靠性鑒定和加固改造成為當下重要的工程技術[2],具有廣闊的工程應用前景,也能夠帶來顯著的社會經濟效益?！叭粧呙?BIM+GIS”多維信息技術的應用,可以提高建筑檢測鑒定工作效率,多項技術的融合可以加強信息流通、工作流暢。既有建筑結構可靠性鑒定是通過既有建筑工程信息及現場檢測獲取建筑信息數據,在此基礎上分析建筑結構的現狀,通過現場檢測,多維信息技術獲取數據,最后,對既有建筑進行可靠新鑒定分析。傳統鑒定過程中,現場檢測工作量大,通過多維信息技術可以快速獲取建筑信息,建立建筑信息模型,大大提高工作效率及精度,為后期改造提供有力的依據。

1 工程概況

某工業廠房在使用過程中排架柱上出現了裂縫,鋼筋也有銹蝕,已經影響到該建筑物的正常使用。該廠房跨度為30m,結構形式為單層兩跨鋼筋混凝土排架。

2 檢測鑒定目的

通過對該建筑物現狀進行詳細的現場調查、檢測,通過多維信息技術采集數據,整理數據,建立模型計算,最終從安全性、使用性及可靠性對結構體系進行評定,綜合評定鑒定單元的可靠性,對該建筑物進行可靠性評定。

3 檢測鑒定內容及技術路線

3.1 檢測鑒定內容

按照我國相關標準規定[3],通過現場調查、檢測和結構驗算,可靠性、安全性、正常使用性方面對構件及結構體系進行鑒定分析,利用信息技術結構抗震性能進行驗算,并且進行鑒定評價,對鑒定單元進行綜合性的評定。檢測鑒定主要包括地基基礎及主體結構,從構件尺寸、結構強度、結構構件缺陷和損傷檢測鑒定、結構構件腐蝕檢測鑒定、結構抗震性能等方面進行檢測分析[4]。

3.2 檢測鑒定技術路線

通過利用多維信息技術,現場采集數據,建立信息模型,分析數據,最后進行鑒定分析評定,提出結論及建議。具體流程如圖1所示。

4 構件的可靠性鑒定分析

通過現場數據結合信息技術,進行數據處理,建立模型,對結構進行承載力計算,最后提出鑒定分析結果。

4.1 構件的安全性評定

分別對混凝土構件及鋼構件進行安全性評定。

4.1.1 混凝土構件

1)承載能力

對排架柱進行承載力驗算,綜合考慮排架柱混凝土及內部鋼筋已出現較嚴重的腐蝕及缺陷損傷影響等不利因素,排架柱承載能力均評定為c級。

經現場檢測,吊車梁混凝土強度均高于原設計要求,混凝土表面無明顯裂縫、破損現象,因此,承載力評定為a級。屋面板采用瓦楞鋁板,大部分鋁板完好,表面無明顯腐蝕現象,工作暫無異常,因此,承載力評定為a級。

2)構造和連接

混凝土結構構件構造基本合理,構造評定為a級?；炷两Y構預埋件無明顯問題,但預埋件普遍存在銹蝕現象,預埋件評定為b級?；炷两Y構連接節點的焊縫或螺栓連接方式正確,無局部拉脫、滑移等現象,但普遍存在銹蝕現象,局部螺栓缺失,連接節點的焊縫或螺栓評定為c級。具體評定結果如表1所示。

表1 混凝土構件安全性等級評定表

4.1.2 鋼構件

承載能力(包括構造和連接),經承載力驗算,綜合考慮鋼結構構件實際構造連接、缺陷損傷、腐蝕影響等不利因素,鋼構件承載能力綜合評定為b級。

4.2 構件的使用性評定

4.2.1 混凝土構件

經過現場數據采集,結合鑒定標準,分別對混凝土裂縫、變形、缺陷和損傷、腐蝕分析,分別評級。根據以上四個項目評定結果,取這四個結果中最低等級為最終評定結果。

4.2.2 鋼構件

現場檢測發現撓度變形值均滿足要求。因此,鋼構件變形評定為a級。鋼構件在施工過程中存在的偏差和使用過程中出現的永久性變形已不滿足要求,因此,鋼構件偏差評定為b級。鋼構件與構件正常使用性有關的一般構造要求滿足設計規范要求。因此,鋼構件一般構造評定為a級。鋼結構構件已出現腐蝕但截面還沒有明顯削弱,鋼材表面防腐措施已不完備。因此,鋼構件腐蝕評定為b級。最終鋼結構使用性等級評定為b級。

4.3 構件的可靠性評定

根據已評定的結果,按著可靠性評定要求,綜合評定分析,最終提出鑒定分析評級?；炷翗嫾煽啃栽u級為c級,鋼構件可靠性評級為b級。

5 結構系統的可靠性鑒定分析

5.1 結構系統的安全性評定

5.1.1 地基基礎的安全性評定

通過現場檢測,地基基礎沒有發生不均勻沉降等缺陷,地基基礎承載力可靠,滿足要求,地基基礎未對上部結構構件造成不利影響,地基基礎現狀良好,因此,地基基礎安全性評定為A級。

5.1.2 上部承重結構的安全性評定

該承重結構結構整體性完整,支撐系統布置合理,滿足安全要求,因此,根據結構布置和構造、支撐系統兩個項目,結構整體性綜合評定為A級。結構重要構件集含c級構件且含量少于50%,含d級構件且含量少于10%,因此,承載功能評定為C級。綜合結構整體性和承載功能,上部承重結構的安全性評定為C級。

5.1.3 圍護系統的安全性評定

承重圍護結構中構件承載能力不滿足規范要求,結構重要構件集含c、d級構件,因此,將承重圍護結構評定為C級。通過現場檢測,發現非承重圍護結構的構造合理,連接方式正確,無缺陷或僅有局部的表面缺陷或損傷,因此,非承重圍護結構的構造連接評定為B級。通過以上評定結果分析,最終,將圍護系統的安全性評定為C級。

5.2 結構系統的使用性評定

5.2.1 地基基礎的使用性評定

根據檢測結果,由于上部結構和圍護結構的使用狀況基本正常,所出現的問題并非是地基基礎的原因,所以,將地基基礎使用性評定為A級。

5.2.2 上部承重結構的使用性評定

根據使用性等級評定要求,結合已有數據,因此,使用狀況綜合評定為C級?，F場檢測的87個排架柱中有27個層,結構側向(水平)位移評定為B級。綜合使用狀況、結構水平位移,上部承重結構的使用性評定為C級。

5.2.3 圍護系統的使用性評定

承重圍護結構中,結構子系統中使用性評定為c級的構件含量多于25%,因此,承重圍護結構的使用狀況評定為C級。圍護系統構造基本完好,但檢測中發現外墻多處出現裂縫,因此,圍護系統的使用功能評定為C級。根據圍護系統使用性等級評定要求,結合已有數據,最終,將圍護系統的使用性評定為C級。

5.3 結構系統的可靠性評定

5.3.1 地基基礎的可靠性評定

根據現場采集的數據,地基基礎未發生明顯變形、不均勻沉降等缺陷,按著地基基礎的鑒定要求及標準,綜合鑒定分析,將地基基礎的可靠性鑒定評定為A級。

5.3.2 上部承重結構的可靠性評定

根據現場采集的數據,結構整體性完整,結構布置合理,形成完整的體系,支撐系統布置合理,滿足安全要求,按著上部承重結構可靠性的鑒定要求及標準,綜合鑒定分析,最終評定結果如表2所示。

表2 上部承重結構的可靠性評級表

5.3.3 圍護系統的可靠性評定

根據圍護系統的安全性和使用性評定結果,綜合評定圍護系統的可靠性,取兩者中較小值,最終,圍護系統的可靠性鑒定評級為C級。

6 鑒定單元的可靠性鑒定

根據鑒定單元的鑒定要求,結合已對上部承重結構、地基基礎、圍護結構系統的評定,通過數據分析,綜合評判,最終,該工程鑒定單元可靠性評定結果如表3所示。

表3 鑒定單元的可靠性評級表

7 結論及建議

7.1 結論

經現場檢測鑒定,該建筑物結構構件主要存在以下問題:

1)排架柱出現了順筋裂縫,有銹蝕的鋼筋,對結構耐久性產生影響,已影響結構安全。

2)屋面瓦楞鋁板局部存在破損現象,影響屋面的完整性及正常使用。

3)廠房內原有鑄鐵管排水系統經長期使用現已出現滲漏,對廠房內混凝土結構構件及鋼結構構件均已產生不利影響。

7.2 建議

根據以上可靠性鑒定結論,建議對該廠房采取如下措施[5]:

1)建議對廠房內排架柱上柱裂縫進行封閉、修復處理,并對所有排架柱上柱進行加固補強。

2)建議對廠房內存在破損的屋面瓦楞鋁板進行維修更換。

3)建議對廠房內原有鑄鐵管排水系統進行更換,更換為管徑更大、密封性更好的輕質管材,并加強日常巡檢,消除排水系統滲漏隱患。

4)建議對廠房內所有鋼筋混凝土吊車梁應定期進行檢查,檢查其使用狀況,如發現裂縫、破損、變形等缺陷時,應及時采取措施進行處理。