某框架结构屋面平改坡荷载复核检测鉴定

黄俊杰

摘要：某框架结构居住区绿化管理用房由于使用功能需要，屋顶进行平改坡改造，局部荷载发生变化。依据现行国家建筑抗震鉴定标准，对该建筑进行了现状调查检测及抗震鉴定，并对屋面平改坡进行了荷载复核计算，得出了该建筑的安全性评级和综合抗震能力水平，并提出了加固措施，为改变使用功能的同类建筑提供一定的借鉴意义。

关键词：改造现状调查检测荷载复核计算

中图分类号： F121 文献标识码： A

1.概述

国家医学考试中心办公用房原为北京市蓝靛厂居住区绿化管理用房，位于北京市海淀区火器营三号，建筑面积约为3850m2。该建筑建于2004年，结构类型为框架结构，地上三层，地下一层。楼、屋面采用现浇钢筋混凝土板。平面形式为扇形布置。该建筑曾于2006年进行装修及加固改造。

受国家医学考试中心委托，作者依据委托方提供的工程图纸进行抗震构造措施核查及屋面平改坡荷载复核计算。首层结构布置图见图1.1。

图1.1 首层结构平面布置图

2荷载复核计算依据

依据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）的规定，对该建筑按C类混凝土房屋进行抗震构造措施核查。混凝土房屋的抗震构造措施核查主要从房屋高度和层数、结构体系、整体性连接构造、局部易损易倒部位自身及其与主体结构连接构造等方面考虑。依据委托方提供的工程图纸及现场调查荷载情况，对该建筑进行屋面平改坡荷载复核计算。

3屋面平改坡荷载复核计算

依据相关规范规程及现场调查，采用中国建筑科学研究院CAD工程部编制的PKPM（2010版）系列软件，按照委托方提供的工程图纸进行建模，对该楼屋面平改坡荷载进行复核计算。

①屋面层恒、活荷载取值分析：

屋面恒荷载包括楼板自重、屋面做法、吊顶装修、坡屋面改造增加荷载。楼板自重荷载取值为3.25 kN/m2，屋面改楼面做法及吊顶装修荷载取值为1.2kN/m2，坡屋面改造增加荷载取值为0.5 kN/m2，故屋面恒荷载总取值为4.95 kN/m2。

屋面为不上人屋面，依据《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012），活荷载取值为0.5 kN/m2。

②风荷载取值：按50年重现期，基本风压取值为0.45 kN/m2。

③地震作用： 不考虑地震作用。

混凝土构件承载力计算分析结果见表3.1~3.4。

表3.1典型柱配筋计算结果（单位：mm2）

楼层 构件位置 X向单边配筋 Y向单边配筋

计算配筋 实际配筋 计算配筋 实际配筋

地下

一层 2/B轴 890 3216 890 3216

5/C轴 980 3216 980 3216

8/A轴 530 2453 570 2453

一层 1/A轴 570 2453 530 2453

3/A轴 540 2453 550 2453

4/C轴 890 3216 890 3216

二层 1/A轴 530 1900 570 1900

2/B轴 890 1900 890 1900

7/C轴 890 1900 890 1900

8/D轴 570 1900 530 1900

三层 1/B轴 540 1900 550 1900

3/C轴 890 1900 890 1900

6/D轴 540 1900 550 1900

表3.2 典型屋面梁配筋计算结果（单位：mm2）

构件 构件位置 跨中正弯矩钢筋 支座负弯矩钢筋

计算配筋 实际配筋 计算配筋 实际配筋

屋面梁 1-2/B轴 2130 1472 2000 1963

2-3/B轴 1710 1472 1700 1963

3-4/B轴 1430 1472 2030 1963

4-5/B轴 1760 1472 2250 1963

5-6/B轴 1380 1472 1980 1963

6-7/B轴 1790 1472 1760 1963

7-8/B轴 2130 1472 2010 1963

1-2/C轴 3230 2453 3120 3925

2-3/C轴 2540 2453 2540 3925

3-4/C轴 2200 2453 3060 3925

4-5/C轴 2610 2453 3630 3925

7-8/C轴 3220 2453 3180 3925

表3.3 屋面板配筋计算结果（单位：mm）

构件 配筋

方向 板底配筋

计算配筋直径 实际配筋直径 计算配筋间距 实际配筋间距

屋面板 纵向 10 10 200 150

横向 10 10 200 150

表3.4基础承载力计算结果（单位：mm）

基础类型 基础编号 构件位置 基础尺寸

计算尺寸 实际尺寸

柱下独立基础 JC-1 A轴与1至8轴相交处、D轴与1至8轴轴间柱相交处 1600×1600 2100×2100

JC-2 2至7轴与B至C轴相交处 3700×3700 4100×4100

JC-3 1/C轴、8/C轴、D轴与2至7轴相交处 2700×2700 3300×3300

JC-4 1/B轴、8/B轴、1/D轴、8/D轴 2400×2400 2400×2400

墙下条形基础 TJ-1 A轴、D轴条形基础 800×250 1200×250

TJ-2 1轴条形基础 700×250 1200×250

结构承载力计算结果表明：该建筑框架柱、基础、屋面楼板的承载能力满足屋面平改坡改造的承载力要求。该建筑屋面B轴与C轴部分框架梁构件的承载能力不满足屋面平改坡改造的承载力要求。

注：在荷载复核计算过程中，不考虑水平地震作用的影响。其中，屋面平改坡增加荷载按0.5 kN/m2考虑。

4检测鉴定结论及处理意见

4.1荷载复核计算结果

经结构承载力计算，该建筑框架柱、基础、屋面楼板的承载能力满足屋面平改坡改造的承载力要求。该建筑屋面B轴与C轴部分框架梁构件的承载能力不满足屋面平改坡改造的承载力要求。

4.2处理建议

建议在屋面平改坡改造前对下列不满足承载能力的框架梁构件进行有效措施处理，不满足承载能力的框架梁构件有三层1-2/B梁、三层2-3/B梁、三层4-5/B梁、三层6-7/B梁、三层7-8/B梁、三层1-2/C梁、三层4-5/C梁、三层7-8/C梁。

总结：结合现场情况，建议采用外贴CFRP加固承载力不足的框架梁构件，根据试验及工程应用，总结出以下的施工要点，可供工程应用参考，外贴CFRP加固砼结构（梁、板）的施工流程：

1.基面的处理

1）混凝土构件表面处理

2）基面的清洗

①先用钢丝刷将表面松散浮渣刷去。

②用压缩空气除去粉尘。

③用丙酮或无水酒精擦拭表面，也可用清水冲洗，但必须保证其充分干燥后再进行下一道工序。

2.涂刷底胶

3.粘贴面的修补

1）若发现粘贴面上有凹入部位，要用环氧腻子进行修补，保证粘贴面的平整，以确保加固效果。

2）等环氧腻子指触干燥后进入下一道工序。

4.粘贴CFRP

1）CFRP的下料长度，应在现场根据施工的经验和作业空间确定，若需进行接长时，接头的长度根据具体情况而定，一般不得低于15cm。

2）粘贴CFRP时，一定要保证CFRP和混凝土面的粘贴密实，否则，影响加固效果。

3）CFRP粘贴后，为保证树脂的充分渗浸，最少要放置30分钟以上。在这期间可能发生浮起，错位等现象，需进行处理。

4）CFRP粘贴30分钟后，再在CFRP的外表面涂刷一层FR-E3P树脂。

5）粘贴2层以上CFRP时，重复以上工序。

5.养护

1）CFRP粘贴后，最好用聚乙烯板等进行养护，但不要和施工面接触。用板养护要在24小时以上。

2）为达到设计强度，若平均气温10℃左右，养护2周左右；若平均气温20℃左右，养护1周左右；

6.表面防护处理

为保证胶的耐久性，耐火性等，可在表面涂抹砂浆和采取其它措施，另在梁表面外包隔热板。碳纤维本身具有非常高的耐热性，但采用环氧树脂粘贴，所以其耐热性由环氧树脂决定。因为环氧树脂在接近80℃时发生软化，从设计强度的安全率考虑，80℃应视作使用上限温度）。低温方面，已经取得了数据，证明在-30℃时强度基本上与常温相同。

参考文献：

[1]姚继涛，马永乐，建筑物可靠性鉴定和加固基本原理及方法[M].北京：科学出版社.

[2]林文秀.混凝土加固方法与技术[M].北京：中国建筑工业出版社.