廠房增加設(shè)備【荷載】安全檢測鑒定報告

一、工程概況

  

上海招商證券數(shù)據(jù)機(jī)房中心工程為一幢三層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)廠房，總建筑面積約為4362m²，建于1987年左右，由上海市第一紡織印染工業(yè)公司設(shè)計室進(jìn)行設(shè)計，具體施工單位不詳?，F(xiàn)擬對樓面進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)備改造，設(shè)備改造后對應(yīng)的樓面荷載發(fā)生變化，為了解房屋結(jié)構(gòu)安全狀況，由該項目咨詢單位上海同瑞對房屋質(zhì)量進(jìn)行全面檢測，對其結(jié)構(gòu)安全狀況作出綜合評定，并對可能存在的問題提出處理建議。


二、房屋建筑結(jié)構(gòu)概況

上海招商證券數(shù)據(jù)機(jī)房中心工程為一幢鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)廠房，原為二層，建于1986年，后由原設(shè)計單位上海市第一紡織印染工業(yè)公司設(shè)計室進(jìn)行設(shè)計后于1987年加建至三層，在改建過程中房屋未進(jìn)行加固。房屋總建筑面積約為4273m²，建于1987年左右，其原始建筑結(jié)構(gòu)圖紙及改建圖紙基本保存完好。


三、房屋建筑結(jié)構(gòu)情況的檢測與復(fù)核

根據(jù)從委托方提供的原建筑結(jié)構(gòu)圖紙 及改建圖紙，對房屋現(xiàn)有的建筑結(jié)構(gòu)布置情況進(jìn)行了檢測與復(fù)核?，F(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，房屋結(jié)構(gòu)整體布置情況與原設(shè)計大體相符，但房屋少數(shù)建筑情況及外立面與原設(shè)計有一定差異。為全面了解房屋建筑結(jié)構(gòu)的實際情況，對房屋建筑結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行檢測與復(fù)核，并為正確評價房屋的安全性能提供基本依據(jù)。
    （1）主要軸線尺寸和樓層層高的檢測與復(fù)核。
    （2）建筑分隔、門窗位置的檢測與復(fù)核。
    （3）結(jié)構(gòu)布置情況的檢測與復(fù)核。
    （4）主要鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸及配筋的檢測與復(fù)核。


四、房屋相對不均勻沉降趨勢和傾斜情況的檢測

4.1 房屋相對不均勻沉降趨勢的檢測

    采用日本SOKKIA C41型高精度水準(zhǔn)儀，測量了房屋的相對不均勻沉降趨勢（含施工誤差）。

4.2 房屋傾斜情況的檢測

    根據(jù)現(xiàn)場測試條件，采用日本產(chǎn)索佳SOKKIA CX-102型電子全站儀對房屋的整體傾斜情況進(jìn)行了檢測。通過測量底層外框架柱的內(nèi)側(cè)面上下兩端的相對三維坐標(biāo)（含施工誤差）推算房屋整體傾斜率。


五、房屋主要結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度的檢測

根據(jù)現(xiàn)場測試條件和房屋結(jié)構(gòu)特點，將房屋底層與二層劃分為第一檢測單元，將房屋三層劃分為第二檢測單元，共兩個檢測單元，其混凝土材料設(shè)計強(qiáng)度均為C18。


六、房屋損傷狀況的檢測

根據(jù)現(xiàn)場檢測條件，對房屋損傷狀況進(jìn)行了全面檢測，主要有：
    （1）房屋部分墻面存在龜裂現(xiàn)象，部分窗角出現(xiàn)豎向裂縫，主要為材料收縮所致；
    （2）部分樓板出現(xiàn)縱橫向分布的水平裂縫，部分為預(yù)制板間的板縫，主要為混凝土材料收縮所致；
    （3）部分墻面及門窗破損，部分框架柱表面粉刷層剝落，部分柱棱角破損。


七、房屋改造方案及未來使用荷載的調(diào)查

7.1 房屋改造方案的調(diào)查

    根據(jù)委托方的介紹及提供的房屋改造設(shè)計初步方案圖紙可知，本次改造委托方擬改變房屋建筑使用功能。改造后房屋各樓層主要用作數(shù)據(jù)中心機(jī)房（局部夾層為會議室、休息室等），屋面局部新增設(shè)備。具體改造方案如下：
    （1）改造后房屋底層主要作為柴油發(fā)電機(jī)房和配電室；
    （2）改造后二~、三層為標(biāo)準(zhǔn)層，主要用作數(shù)據(jù)中心機(jī)房。其中，8~9軸區(qū)域一樓夾層作為會議室，休息室等所用；一層7-8~A-B軸區(qū)域新增鋼結(jié)構(gòu)夾層，新增夾層單獨設(shè)柱與主體結(jié)構(gòu)獨立；
    （3）改造后屋面新增空調(diào)等設(shè)備；
    （4）屋面新增設(shè)備基礎(chǔ)。

    由于委托方未提供詳細(xì)的改造設(shè)計方案，為減輕改造后的上部結(jié)構(gòu)總重，本報告建議改造方案中對新增建筑內(nèi)隔墻采用輕質(zhì)隔墻。

7.2 房屋未來使用荷載的調(diào)查

    為了對房屋改造后的結(jié)構(gòu)安全性和抗震性能作出正確的評價，對房屋的未來使用荷載進(jìn)行了調(diào)查分析，為房屋結(jié)構(gòu)性能的計算分析提供依據(jù)。荷載調(diào)查主要包括使用活荷載和樓面板結(jié)構(gòu)層厚度、建筑面層做法及其厚度等的全面調(diào)查?；詈奢d的取值主要根據(jù)房屋建筑功能及裝修改建設(shè)計方案按照國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012）確定，樓面恒荷載的確定根據(jù)樓板設(shè)計厚度、建筑構(gòu)造做法確定，填充墻荷載根據(jù)墻體材料、厚度、高度確定。

    （1）樓屋面恒荷載的調(diào)查
    根據(jù)現(xiàn)場檢測復(fù)核結(jié)果及房屋改造設(shè)計初步方案，考慮結(jié)構(gòu)層厚度和面層，并適當(dāng)考慮裝修層荷載，結(jié)合國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50011-2012）規(guī)定的材料實際容重，對房屋樓屋面的恒荷載進(jìn)行了計算分析。

    （2）樓屋面活荷載的調(diào)查
    根據(jù)現(xiàn)場對房屋改造設(shè)計初步方案的調(diào)查結(jié)果，以及國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50011-2012）的相關(guān)規(guī)定，對房屋樓屋面的活荷載取值進(jìn)行了調(diào)查分析。

    （3）梁上均布荷載的調(diào)查分析
    梁上均布荷載(線荷載)主要是由梁上填充墻的重量產(chǎn)生的。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，對墻體材料做法、厚度及其層高等進(jìn)行了查閱，并根據(jù)現(xiàn)場檢測的實際墻體厚度及裝修改造設(shè)計方案并結(jié)合國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50011-2012）規(guī)定的材料實際容重，對房屋各層隔墻線荷載進(jìn)行了計算分析。


八、房屋結(jié)構(gòu)安全性的分析與評定

8.1 分析與評定條件

    為了解房屋正常使用情況下的結(jié)構(gòu)安全狀況，不考慮地震作用，對未來使用荷載作用下的房屋結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行計算分析，按照框架結(jié)構(gòu)體系，采用中國建筑科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)研究所PKPM系列SATWE計算軟件和上海同瑞軟件有限公司自主研發(fā)的REASES軟件，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2010）的有關(guān)要求，對裝修改造后的房屋結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行計算分析。

8.2 不考慮地震作用下結(jié)構(gòu)安全性的靜力驗算計算分析

    01 框架梁柱承載力驗算
    根據(jù)委托方提供的圖紙及現(xiàn)場實際情況，不考慮地震作用下，采用PKPM模型和REASES模型計算分析房屋結(jié)構(gòu)的安全性。

    通過計算表明，兩種軟件計算結(jié)果基本一致。其中，PKPM計算結(jié)果表明：
    （1）所有框架柱計算配筋均小于實際配筋，滿足承載力的計算要求；
    （2）二、三層框架梁計算配筋均小于實際配筋，能滿足承載力的計算要求；屋面層部分框架梁計算配筋大于實際配筋，不能滿足承載力計算要求；
    （3）屋面層次梁計算配筋均小于實際配筋，能滿足承載力的計算要求。

    通過REASES軟件的計算分析統(tǒng)計結(jié)果表明：
    （1）所有框架柱抗力與效應(yīng)比均大于0.95，評定為au或bu級，能滿足承載力的計算要求；
    （2）二、三層所有混凝土梁抗力與效應(yīng)比大于0.95，評定為au或bu級，能滿足承載力的計算要求；屋面層部分混凝土框架梁抗力與效應(yīng)比小于0.95，評定為cu或du級，不能滿足承載力的計算要求；
    （3）屋面層所有混凝土次梁抗力與效應(yīng)比大于0.95，評定為au或bu級，能滿足承載力的計算要求。

    02 樓屋蓋承載力驗算
    房屋二~、三層樓面板主要為預(yù)制混凝土槽形樓板，屋面板采用120mm厚預(yù)制混凝土樓板。其中，二、三層8~9軸區(qū)域采用120mm厚現(xiàn)澆混凝土樓板。預(yù)制混凝土槽形樓板型號主要為YCB-657-22和YCB-257-20，選用規(guī)結(jié)通74-6圖集；120mm厚預(yù)制混凝土樓板型號主要為YKB-6-27-3、YKB-12-27-3，選用滬G303圖集；現(xiàn)澆部分樓板均為分離式配筋。

    計算結(jié)果表明：
    （1）二、三層8~9軸區(qū)域現(xiàn)澆板計算配筋小于實際配筋，滿足承載力的計算要求；
    （2）二、~三層樓面采用預(yù)制混凝土槽形樓板，型號為YCB-657-22和YCB-257-20，依據(jù)原設(shè)計允許使用荷載為15kN/m²，考慮房屋建造年代久遠(yuǎn)，存在老化及損傷現(xiàn)象，預(yù)制板承載力有所降低，對其承載力考慮0.85的折減系數(shù)，故二、~三層預(yù)制混凝土槽形樓板的允許使用活荷載取值為11.25kN/m²(已扣除板面層荷載和裝修荷載)，而改造后樓面最大實際使用荷載為10.0kN/m²，故改造后樓板能滿足承載力的計算要求。
    （3）屋面預(yù)制板型號為YKB-6-27-3和YKB-12-27-3，查詢滬G303圖集得知其的允許使用活荷載為8.2kN/m² (已扣除屋面板面層荷載，考慮0.85折減系數(shù))，而改造后屋面最大實際使用荷載為3.5kN/m²，則預(yù)制板能滿足承載力的計算要求。

    03 地基基礎(chǔ)安全性的分析 
    委托方提供的房屋原始結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙表明，房屋基礎(chǔ)采用柱下條形基礎(chǔ)，條形基礎(chǔ)基底寬主要為2200mm、3400mm或4000mm等，基礎(chǔ)梁高度均為1200mm，基礎(chǔ)底標(biāo)高為-1.800m。主筋主要為 12@200、14@150或16@150等。

    由于委托方未能提供房屋工程地質(zhì)勘察報告，故報告參考原竣工圖紙取地基承載力特征值為110kPa。根據(jù)上海市工程建設(shè)規(guī)范《地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(DGJ08-11-2010)對柱下條形基礎(chǔ)承載力進(jìn)行驗算。計算時，框架柱柱底軸力按照PKPM計算軟件自動導(dǎo)荷，條形基礎(chǔ)及上覆土平均重度按照20kN/m³考慮。計算結(jié)果表明：改造后原房屋基礎(chǔ)地基反力標(biāo)準(zhǔn)值為94kPa，小于地基承載力特征值110kPa，能滿足承載力計算要求。

8.3 結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施的分析與評定

    根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010）、上海市工程建設(shè)規(guī)范《建筑抗震設(shè)計規(guī)程》（DGJ08-9-2013）的相關(guān)規(guī)定，按照丙類建筑、7度抗震設(shè)防措施要求，對房屋結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施進(jìn)行分析與評定。

    從得出的數(shù)據(jù)可以看出，房屋平面規(guī)則性、混凝土材料強(qiáng)度等級、柱軸壓比和柱箍筋配置及梁的箍筋配置不能滿足現(xiàn)行抗震設(shè)計規(guī)范的要求。

8.4 房屋結(jié)構(gòu)抗震承載力驗算

    根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010）和上海市工程建設(shè)規(guī)范《建筑抗震設(shè)計規(guī)程》（DGJ08-9-2013）的有關(guān)要求對結(jié)構(gòu)抗震承載力進(jìn)行驗算，PKPM模型計算結(jié)果表明：
    （1）部分框架柱計算配筋大于實際配筋，不能滿足承載力的計算要求；
    （2）部分框架柱的軸壓比不能滿足規(guī)范限值要求；
    （3）部分框架梁計算配筋大于實際配筋，不能滿足承載力計算要求。

    通過REASES軟件的計算分析統(tǒng)計結(jié)果表明：
    （1）部分框架柱抗力與效應(yīng)比均小于0.95，評定為cu或du級，不滿足承載力的計算要求；
    （2）部分框架梁抗力與效應(yīng)比小于0.95，評定為cu或du級，不能滿足承載力的計算要求。

8.5 房屋結(jié)構(gòu)安全性的綜合評定

    不考慮地震作用下，計算分析和評定結(jié)果表明：
    （1）所有框架柱縱筋計算配筋面積小于實際配筋面積，滿足承載力的計算要求；
    （2）二、三層框架梁計算配筋小于實際配筋，滿足承載力的計算要求；屋面層部分框架梁和部分次梁計算配筋大于設(shè)計配筋，不能滿足承載力計算要求；
    （3）樓屋蓋滿足承載力的計算要求；
    （4）房屋地基基礎(chǔ)滿足承載力的計算要求。

    考慮地震作用下，結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施的評定結(jié)果表明，房屋平面規(guī)則性、混凝土材料強(qiáng)度等級、柱軸壓比和柱箍筋配置及梁的箍筋配置不能滿足現(xiàn)行抗震設(shè)計規(guī)范的要求。房屋結(jié)構(gòu)抗震承載力驗算結(jié)構(gòu)表明：
    （1）房屋底層各框架柱和二~三層部分框架柱的軸壓比不滿足規(guī)范限值要求；
    （2）部分框架柱計算配筋大于實際配筋，不能滿足抗震承載力的計算要求；
    （3）部分框架梁計算配筋大于實際配筋，不能滿足抗震承載力計算要求。即房屋抗震性能綜合評定為不能滿足現(xiàn)行抗震設(shè)計規(guī)范要求。


九、檢測評定結(jié)論與建議

上海招商證券數(shù)據(jù)機(jī)房中心工程為一幢三層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)廠房，建于1987年左右，原設(shè)計未考慮抗震設(shè)防。本次改造后房屋擬作為數(shù)據(jù)中心機(jī)房使用，各層使用荷載發(fā)生變化?，F(xiàn)場檢測和理論計算結(jié)果表明，房屋部分構(gòu)件作適當(dāng)?shù)募庸烫幚砗?，能滿足豎向荷載作用下的結(jié)構(gòu)安全性要求，但房屋整體抗震性能不能滿足抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)要求。

具體檢測評定結(jié)論與處理建議如下：

01 檢測評定結(jié)論

    1）混凝土強(qiáng)度的檢測結(jié)果表明，一~、二層梁柱結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度綜合評定為29.8MPa，達(dá)到原設(shè)計強(qiáng)度等級C18的要求；三層柱及屋面層結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度綜合評定為22.4MPa，均達(dá)到原設(shè)計強(qiáng)度等級C18的要求。

    2）房屋東西向整體表現(xiàn)為西端沉降大、東端沉降小，平均相對傾斜為4.40‰左右；南北向整體表現(xiàn)為北端沉降大、南端沉降小，房屋相對傾斜為0.69‰左右；房屋東西向傾斜值超過上海市工程建設(shè)規(guī)范《地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(DGJ08-11-2010)關(guān)于同類建筑結(jié)構(gòu)相對傾斜的限值(4‰)，但其值低于中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《危險房屋鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ125-99）（2004版）關(guān)于同類建筑結(jié)構(gòu)傾斜的限值（10‰）。

    3）房屋東西向整體表現(xiàn)為向西傾斜，傾斜率在0.89~5.53為之間、平均傾斜率3.72均；房屋南北向整體表現(xiàn)為向北傾斜（局部向南傾斜），向北傾斜率在0.76~1.07現(xiàn)之間（向南傾斜率為0.60‰），房屋各方向的傾斜方向與相對不均勻與沉降趨勢表現(xiàn)基本一致；房屋東西方向1-A軸、9-A軸東西方向最大傾斜值均超過于國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007-2011）關(guān)于同類建筑結(jié)構(gòu)整體傾斜的限值（4‰），但其值均低于中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《危險房屋鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ125-99）（2004版）關(guān)于同類建筑結(jié)構(gòu)傾斜的限值（10‰）。

    4）房屋部分墻面存在龜裂現(xiàn)象，部分窗角出現(xiàn)豎向裂縫，部分樓板出現(xiàn)縱橫向分布的水平裂縫；部分墻面及門窗破損，部分框架柱表面粉刷層剝落，部分柱棱角破損。以上損傷主要為非結(jié)構(gòu)損傷，不影響其整體結(jié)構(gòu)安全?，F(xiàn)場檢測未發(fā)現(xiàn)房屋存在相對不均勻沉降和傾斜導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)開裂。出屋面8-B軸柱有鋼筋銹露會對構(gòu)件安全及耐久性有一定的影響。

    5）不考慮地震作用下，由于改造后屋面層使用荷載增大，部分混凝土梁不滿足承載力的計算要求，其余結(jié)構(gòu)滿足承載力的計算要求。

    6）考慮地震作用下，房屋結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施評定結(jié)果表明，房屋平面規(guī)則性、混凝土材料強(qiáng)度等級、柱軸壓比和柱箍筋配置及梁的箍筋配置不能滿足現(xiàn)行抗震設(shè)計規(guī)范的要求，且部分框架梁柱抗震承載力不足，即房屋綜合評定為不能滿足現(xiàn)行抗震設(shè)計規(guī)范要求。

02 處理建議

    1）不考慮地震作用下，由于改造后屋面層使用荷載增大，部分混凝土梁不滿足承載力的計算要求。建議采用碳纖維布或粘鋼法對不滿足計算要求的混凝土框架梁進(jìn)行加固處理或者通過設(shè)置架空層將設(shè)備荷載直接傳遞到框架柱上。

    2）考慮到房屋整體不能滿足現(xiàn)行抗震設(shè)計規(guī)范的要求，建議對其作必要的抗震加固處理。結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體加固處理后，應(yīng)按照現(xiàn)行抗震設(shè)計規(guī)范要求控制其各項性能指標(biāo)。

    3）鋼筋銹露處可首先清除鋼筋周邊破損混凝土，對鋼筋進(jìn)行除銹和清潔處理，再采用修補(bǔ)砂漿進(jìn)行修復(fù)；裂縫可采用表面封閉法、注射法或壓力注漿法進(jìn)行修補(bǔ)。其它損傷部位也建議在改造中進(jìn)行修復(fù)處理。

    4）鑒于房屋改造后上部結(jié)構(gòu)總重及荷載分布發(fā)生變化，且房屋存在較大的相對不均勻沉降和整體傾斜。改造施工過程中，建議在房屋四周設(shè)置監(jiān)測點，對其變形進(jìn)行監(jiān)測。

    5）本報告中的計算分析供設(shè)計人員參考，改造設(shè)計方案如發(fā)生變動，應(yīng)重新進(jìn)行計算分析，并對不滿足計算要求的構(gòu)件進(jìn)行加固處理。

    6）現(xiàn)場檢測混凝土構(gòu)件鉆取芯樣處，在修繕改造施工過程中，建議及時采用高標(biāo)號微膨脹細(xì)石混凝土進(jìn)行修復(fù)處理。