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某办公楼改造前局部混凝土构件安全性鉴定

文档作者：池海，刘兴远，谢华文档来源：重庆市建筑科学研究院		点击数：	更新时间： 2021年12月17日
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重庆建筑
Chongqing Architecture
某办公楼改造前局部混凝土构件安全性鉴定
Safety Identification ofPartial Concrete Elements ofa Certain O衔ce Building before Modification
池海，刘兴远，谢华
(重庆市建筑科学研究院重庆4000151
摘要：根据《火灾后建筑结构鉴定标准}(CECS252：2009)，对某办公楼局部构件进行了损伤检测、鉴定，并探讨了局部改造对结构安全性的影响
其工程经验可供有关工程技术人员借鉴
关键词：火灾：损伤；构件
中图分类号：TU312 3 文献标识码：A 文章编号：1671—9107(2Ol1)01—0040—05
Abstract：According to The Identification Standard of the A~ r-fire Building Construction CECS252：2009，the writer and his colleagues conducted
damage detection and identification regarding part of the elements of a certain office building．In this paper，he later discussed the influence of partial
modification t0 the construction safety．hoping that the experience is advisable t0 the related engineering personne1．
Key words：fire；damage；elements
1前言
某办公楼更换业主后，由于使用面积不足，新业主在该工
程8楼进行局部装修和改造．装修过程中发现部分预应力空心
楼板存在露筋、破损现象。为此，新业主邀请有关专家进行现
场诊断，在现场调查过程中，专家发现局部预应力空心楼板存
梁、预应力空心楼板进行安全性鉴定，并对该区域改造提出处
理建议
2．2资料调查
委托方提供了某办公楼部分结构、建筑施工图(委托方未
提供竣工资料)，查阅图纸获知： 该办公楼设计完成时间为
1992年12N25日。该工程主体结构为框架剪力墙结构，总高度
为34．3m．楼层数为8层加负一层．楼板主要采用预应力空心
在的露筋、破损现象可能与火灾有关，随后新业主向原业主咨 板，局部采用现浇混凝土板，其中23 700mgU29．O00m~构层
询有关情况，原业主说明该工程局部曾经发生过火灾，但无检
测鉴定资料：为此．新业主于201O年8月27日委托某检测机构
对该工程局部受火灾影响的梁、预应力空心楼板进行安全性
鉴定，并对该区域改造提出处理建议。此工程的特点是建筑结
构火灾鉴定在发生火灾的几年后进行，因此， ⑩
鉴定52作本身具有一定的特殊性和参考性， ◎
其工程经验可为同类工程的鉴定提供一定参 @
考。 ⑩
2工程检测情况
鉴定部分平面布置示意图见图1、图2所示，建筑物外观见图3
所示。负一层～二层现浇混凝土强度等级为C3O，-N~acNt．~
浇混凝土强度等级为C20，八层以上现浇混凝土强度等级为
C30，结构配筋详见设计图。
／
。 1 l
／ ／ 一，l J
J
l I” ⋯ J
、 一， I、 、 I
7800 7Rnn I 7RO0 ‘
图1 23．700结构平面布置示意图 图2 29．O0结构平面布置示意图
2．1检测范围、目的和要求
检测范围为：标高23，700m(1)一(3)／(A)一(G)轴线、标高
29．00m(1)一(3)／(A)一(G)轴线、(3)一(5)／(A)一(E)轴线火灾
影响区梁、预应力空心楼板。
目的和要求为 对检测范围内混凝土受火灾影响部分的
器 97—6 1．男． 币I主要从事建筑工程作者简介：池海(1 一)，，工程师，检测工作。 图03 建筑物正立面夕卜观情况 图4 23．70m预应力空心板
裂缝情况
某办公楼改造前局部混凝土构件安全性鉴定 建筑结构41
20l1．NO．1第10卷总第87
表1典型构件混凝土外观情况及火灾温度判断表
构件位置 混凝土表面烧损情况描述 最高温度范围(。C
——葡 一 第1
、 2块颜色浅灰白，敲击有痕迹
第3块颜色灰白，板正中有沿板纵向裂缝，敲击有痕迹(2、3块之间板缝22mm
第4块板底局部混凝土脱落，局部有露筋现象，敲击有明显痕迹
29 00Om层(2)-(3)／(1／E卜(G)区域
第5、6块敲击有明显痕迹 ，敲击时落灰严 重：；第5块板椒跨 中刑钢掰筋外露
预制板(从2轴线一3轴线)
29 000m层(3)／(E)一(G)梁
29 000m层(2)一(3)／(1／E)一{E)区域
预制板(从2轴线一3轴线】
29 000m层(2)一(3)／(1／B)一《E)区域
预制板(从2轴线— 3轴线)
29 000m层《3)一(4)／(1／B)一(E)板
29 000m层(3)／(B)一(E}梁
29 000m层(2)一《3)，(1／B)一(B)区域
预制板(从3轴线— 2轴线1
29 000m层(2)一(3)／(1／B)梁
29 000m层(31一(4}／(I／B)一(B J板
第7块板底局部混凝土不密实．敲击有轻微痕迹
第8块板底混凝土局部脱落，敲击有轻微痕迹
第9块板底混凝土全部脱落，钢筋与混凝土分离，钢筋直径为3 8mm，共17根
第10根板底局部混凝土脱落且有露筋现象
敲击梁侧混凝土有较明显痕迹
第1块中部颜色灰白
第2块板底混凝土局部不密实．颜色灰白
第3块板底存在纵向裂缝．颜色灰白
第4块颜色灰E3．敲击时落灰
第5、6、7块均存在板纵向裂缝，且混凝土颜色浅灰白，敲击时有痕迹
第8、9块颜色黄白，敲击有痕迹，混凝土局部不密实
第10块板底混凝土脱落，钢筋外露．混凝土与钢筋分离
第1、2块板存在纵向裂缝，混凝土颜色灰白色
第3块板混凝土起壳且落灰严重
第4、5、6块板存在纵向裂缝：第4块板局部落灰严重
第7块板混凝土颜色黄白，敲击声闷
第8块板混凝土局部不密实，敲击清脆声，混凝土颜色为灰白(8、9块板之间板缝
25m m 1
第9块板存在纵向裂缝，第10块混凝土颜色黄白，(第9、10块之间板缝21mm
第1 1块为现浇板．板底有露筋现象
板底均为熏黑的痕迹，受条件限制未逐块检查．敲击时声音清脆
敲击声音清脆
第1块存在纵向裂缝．板底有熏黑的痕迹
第2、3块混凝土颜色灰白
第4块板存在横向裂缝，有露筋现象，混凝土颜色灰白
第5块端部存在横向裂缝，混凝土颜色灰白
第6块存在纵向裂缝，端部混凝土不密实且端部存在横向裂缝
第7、8块存在纵向裂缝，敲击声音发闷
第9块存在3条纵向裂缝
第10块、11块存在纵向裂缝
梁底混凝土局部脱落，脱落处1根主筋外露，直径28mm，且该根钢筋在距(3
／(1／8)轴线约970mm处钢筋被截断
板底有熏黑的痕迹
注《B】一(G)／(2)一(3)轴线区域板底抹灰大部分被烧掉脱落．构件典型情况见图6所示
500-700
500~600
50O～60O
300-500
3O0～5O0
>800
5O0～6OO
300-500
300～500
300-500
500-600
300-500
500～700
500~600
500-700
300～500
300-500
500—600
500—600
300—500
400—500
400—600
300～500
300-500
300-500
300~500
500-600
500—600
500~700
3O0～500
500~700
500-700
300-500
300-500
42
重庆建筑
Chongqing Architecture
图5 23．70m(1)一(2)／(1／E)一(E)
轴线预应力空心板纵向裂缝
图6 (3)一(2)，(1／E)一(E)轴线
损伤最严重的预应力空心板
查阅火灾报告表获知：起火时间为2004年4,EJ 27日凌晨1
点40分 其他信息无。
2．3火灾部分梁、预应力空心板外观检测情况
受检测条件限制，现场检测时，只能揭开部分装饰板、搭
采用敲击法、观察法对29．000m标高层
(2)一(3)／(B)一(E)轴线梁、预应力空心板外
观进行了检测，检测结果见表1。
对标高29．00m (3)一(5)／(A)一(E)轴线
火灾后预应力空心楼板进行了外观质量检
查．由于有墙体阻断．有烟熏痕迹的应力空
心楼板主要在(3)一(2／3)／(A)一(E)轴线范
围内．烟熏部分未见预应力空心楼板有裂
缝，但在(1／B)一(E)轴线之间靠(5)轴线有3
块预应力空心楼板存在露筋现象(位置参见图2，该位置预应
力空心楼板无烟熏痕迹)。
对标高29．00m(2)一(5)／(A)一(B)轴线现浇板进行了外观
设楼梯、使用手电筒进行预应力空心板检查。标高23．700m(2) 质量检查，现浇板有较严重的烟熏现象，且有渗水痕迹，说明
一(3)／(E)一(1，B)轴线区域预应力空心板烟熏现象明显，从2轴
线向3轴线方向发现第3块板在靠E轴线方向1／3跨处有横向裂
缝，裂缝宽度1。0mm左右(图4)，其它预应力空心板未见裂缝，
(3)一(5)／(E)一(1／B)轴线部分未见火烧迹象。(B)一(1／B)／(2)
一(3)轴线预应力空心板未见裂缝，手摸有轻微烟熏痕迹；(2)一
(3)／(E)一(G)轴线预应力空心板有烟熏痕迹，预应力空心板未
见裂缝，靠(3)轴线方向预应力空心板颜色泛黄。
受检测条件限制，(1)一(2)／(A)一(G)轴线空间高度大，委
托单位仅在(E)轴线下方靠(2)轴线方向搭设了一个2 0x2．0m
左右的平台检查29．00m标高的预应力空心板情况，29．00m标
高(1)一(2)／(A)一(G)轴线范围内混凝土构件均有烟熏痕迹，
在检测平台上只能观察部分预应力空心板外观质量缺陷。(1)
一(2)／(1／B)一(E)轴线预应力空心板
从(2)轴线向(1)轴线方向，1～4块预
应力空心板未见裂缝，第5块预应力空
心板有纵向裂缝．第6块预应力空心板
有1m左右长的纵向裂缝．其它预应力
空心板未检查；(1)一(2)／(1／E)一(E)
轴线预应力空心板从(2)轴线向(1)轴
线方向．1～3块预应力空心板未见裂
缝．第4块预应力空心板有O．15m左右
长的纵向裂缝，第5、6块预应力空心板
有纵向裂缝(参见图5)，其它预应力空
心板未检查
现浇板有裂缝。
表2混凝土构件截面尺寸检测数据表
注：2-3／(1／E)、2-3／E、2—3／(1／B)-~I7线梁为花篮梁，检测高度未含预应力空
板高度。2／B—G轴线梁为反梁，部分梁在屋面上，受检测条件制约未检查梁出
屋面高度。
表3混凝土构件配筋检测数据表
某办公楼改造前2011 局部混凝土构 件安全性鉴定 建筑结构 43
．NO．1第10卷总第87
检测人员采用钢筋保护层厚度检测仪对29．000m标高层
(2)一(3)／(B)一(G】轴线部分梁、柱进行了截面尺寸及配筋数
量检测，检测结果见表2、表3所示。
2．4火灾部分梁、预应力空心板混凝土抗压强度检测情况
采用回弹法对29．000m标高层(2)一(3)／(B)一(G)轴线范
围内的预应力空心板、梁、柱进行了混凝土抗压强度检测，检
测结果见表4。另采用钻芯法对29．000m标高层(3)／(Bj一(E)
轴线梁混凝土抗压强度进行了钻芯检测，检测结果见表5。
表4回弹法检测混凝土抗压强度结果表(标高29．000m)
表5钻芯法检测混凝土抗压强度结果表
3)／(B)一(G)梁
67 5 68 0 101 0 28 2
67 5 67 0 90．O 25 2
25 2
3检测结果情况
3．1火灾部分梁、预应力空心板检测情况分析
由于火灾报告表只有起火时间，无其他信息，且检测时发
生火灾时间较久，因此，目前只能根据国家有关技术规范和已
有技术资料进行火灾温度推断。
根据文献7的有关规定及对混凝土构件敲击声音、外表面
损伤和强度损失情况推算火灾区温度(混凝土强度折减系数
为20／30=0．667)，29．00m层大部分构件火灾温度在300％； ～
500℃ ．火灾区域局部最高温度为700℃～900℃ ：23．7O0m火灾
区一般温度为200。C左右． 火灾区域局部最高温度为500℃ 左
右。
综合以上分析．29．00m层火灾温度影响区按500oC左右温
度考虑混凝土构件相关材料强度损失是合理的。23．70m层火
灾温度影响区按300oc左右温度考虑混凝土构件相关材料强
度损失是可行的
标高23．70m (2)一(3)／(E)一(1／B)轴线区域第3块预应力
空心板有横向裂缝．火灾温度按500oC左右温度考虑，其安全
性评定为d 级，应及时采取处理措施；(2)一(3)／(B)_(G)轴线
区域预应力空心板有过火现象，应采取适当的处理措施。
标高29．00m(1)一(3)／(B)一(G)轴线范围内凡存在钢筋外
露、纵向有裂缝的预应力空心板其安全性评定为d 级，火灾温
度宜按500～700~C左右温度考虑：其它预应力空心板火灾温度
宜按300～500。C左右温度考虑，其安全性评定为c 级；梁火灾
温度按300～500。C左右温度考虑，其安全性评定为c 级：该部
分结构安全性评定为D 级，应及时采取处理措施；屋面应立即
停止使用，防止发生意外事故。
标高29．00m(3)一(2／3)／(B)一(E)轴线区域预应力空心板
有过火现象，应采取适当的处理措施。
3．2局部结构加固改造设计分析
根据委托方提供的部分设计资料，可以获得(2)／(B)一(G)
轴线框架结构几何尺寸与构件混凝土强度设计值．根据该工
程楼板布置方向和次梁布置情况．按平面框架分析该品框架
的配筋情况，其恒荷载、活荷载及左(右)风荷载的取值和计算
结果按国家有关规范确定，为突出主要问题对计算模型进行
了适当简化，次梁位置均用集中荷载代替，风荷载忽略高度影
响，基本风荷载统一按0．4kN／m2考虑(最下一层设计为负一
层，忽略风荷载作用)，抗震设防烈度为6度，不计算地震作用。
由于此次火灾影响楼层为最高两个楼层，因此，分析也主要针
对这两个楼层进行
首先计算初始条件下的混凝土构件配筋．初始计算后对
某办公楼改造前局部混凝土构件安全性鉴定 重庆建筑
Chongqing Architecture
比了29．000m(2)／(B)一(G)轴线梁(简称为KL1)原设计跨中截
面梁底配筋数量和此次计算配筋数量，原设计配筋为12由2O，
配筋面积3770．4ram ，按PKPM程序计算配筋为8{25，配筋面
积3927．2mm ，相对配筋误差为(3927．2—3770．4)／3927．4—
4％ ，即说明KL1计算与原设计配筋情况基本吻合
而后计算以初始模型作为原计算状态考虑．分析局部变
化对结构安全性的影响。火灾后，推断KL1的混凝土强度等级
降低到C20，按原荷载重新计算KL1的配筋，计算结果为KL1截
面配筋无改变，但顶层柱配筋有所变化，初始配筋为单侧
6{25，配筋面积2945．4mm ，29．000m (2)／(B)一(G)梁混凝土
强度等级变为C20后，顶层柱的配筋变为4{25+3{22，配筋面
积31O4mm ，配筋差别为(3104—2945 4)／3104=5．1％ ，此时按
5％ 误差的工程经验而言．可认为配筋量的变化在可接受的范
围内，故柱配筋的变化可不考虑。对火灾而言，若按文献7附录
G考虑．温度作用对钢筋强度的影响对HRB335而言按500oc左
右考虑，其强度折减系数为O．9．则其配筋相差10％ ．如果考虑
6 25的强度折减，则实际钢筋强度折减系数可取为O．9O。换言
之，应对KL1进行加固处理，需增)Jn246 mm 的钢筋，换算成粘
贴I级O．167厚的碳纤维布，其宽度应为192mm宽，可粘贴1层
200mm宽I级0．167厚的碳纤维布对KLt梁进行加固。
由于业主建筑使用面积不足，拟在(1)一(2)／(B)一(G)轴
线范围新设楼板进行改造．假设新增楼板恒荷载标准为2．0kN／
m 2
， 活荷载标准值按国家标准取值为2．0kN／m ，风荷载不变，
计算框架梁的配筋．计算结果为KL1梁及其下两侧柱配筋变化
不大，可不加固，但23 700m(2)／(B)一(G)轴线梁(简称为KL2)
的配筋变为：跨中梁底为5{25，支座配筋为5{25；其下两侧柱
配筋变为3{25+2}22(单侧)；而增加荷载前KL2的配筋为：跨
中梁底为2~22+2{20，支座配筋为2{25+2 2；其下两侧柱配
筋变)b4~22(单侧)，前后对比可知，增加楼板荷载后，KL2~．其
下两侧的柱均应采取加固处理措施。
4分析结论
应采取适当的处理措施。
(2)标高29．00m(1)一(3)／(B)_(G)轴线范围内凡存在钢
筋外露、纵向有裂缝的预应力空心板其安全性评定为du级，其
它预应力空心板安全性评定为c 级，梁安全性评定)bc 级，该
部分结构安全性评定为D 级，应及时采取处理措施：屋面应立
即停止使用，防止发生意外事故。
标高29．00m(3)一(2／3)／(B)一(E)轴线区域预应力空心板
有过火现象，应采取适当的处理措施。
(3)房屋在加固过程若发现有与检测不符的情况，应及时
向有关单位汇报。
4．2建议
加固设计时有如下建议：标高29．00m层受火灾影口向部分
混凝土梁、预应力空心板，火灾时温度宜按5OO℃ 考虑：预应力
空心板、梁混凝土强度等级宜按C20考虑．柱可不考虑火灾影
响(梁、柱交接处除外)。混凝土梁、柱构件截面尺寸可按原设
计考虑，除(2)一(3)／(1／B)轴线底部有一根主筋无法发挥作用
外，其它部位钢筋配置数量可按原设计考虑，其强度应适当折
减：建议优先采用更换预应力空心板方法进行楼板加固。
建议对29．000m(2)／(B)一(G)轴线梁采取适当的处理措
施。
若在标高23．700~=(1)_(2)／(A)一(G)轴线范围内增设楼
板，在复核(2)／(A)一(G)轴线梁实际配筋后，确定是否对该梁
进行加固．且应对两侧下方的混凝土柱采取适当的加固处理
措施。
4．1鉴定结论 程fS
根据对现场检测数据，经综合分析，有如下鉴定结论：
(1)标A23．70m (2)一(3)／(E)一(1／B)轴线区域第3块预应
力空心板有横向裂缝，其安全性评定为乩级，应及时采取处理
措施：(2)一(3)／(B)一(G)轴线区域预应力空心板有过火现象，
参考文献：
【1】GB50009—2001，建筑结构荷载规范，【S】．
【2】GB50010-2002，混凝土结构设计规范【S】．
I3】GB50204—2002，混凝土结构工程施工质量验收规范
I4]GB／TS0344—2004．建筑结构检测技术标准lS】．
I5】CECS03：2007，钻芯法检测混凝土强度技术规程【S】．
[6I JGJfr23—2001， 回弹法检测混凝土抗压强度技术规
】
I7】CECS252：2009，火灾后建筑结构鉴定标准【S】
【8l GB50367—2006，混凝土结构加固设计规范[S】
责任编辑：余咏梅

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