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      某RC框架結(jié)構(gòu)教學(xué)樓防震縫處的使用性評(píng)價(jià)與分析

      2020-01-26 05:43:51楊源遠(yuǎn)何訓(xùn)
      科技風(fēng) 2020年36期

      楊源遠(yuǎn) 何訓(xùn)

      摘?要:鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)以其大空間以及分區(qū)布置靈活等特點(diǎn)非常適合大型的公共建筑采用,但同時(shí)考慮抗震、屋面溫度伸縮等的影響,需要在一定距離間隔或平面結(jié)構(gòu)局部設(shè)置防震縫。但防震縫區(qū)域在服役過(guò)程中,幾乎無(wú)法避免地會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題,為了更好地了解其中的問(wèn)題以及老化程度,以某高校教學(xué)樓作為研究對(duì)象展開(kāi)工作,進(jìn)行實(shí)地勘察統(tǒng)計(jì)記錄、整理、使用性評(píng)價(jià),分析了教學(xué)樓中各防震縫存在的問(wèn)題和其損害程度大小的成因。

      關(guān)鍵詞:RC框架結(jié)構(gòu);防震縫;使用性評(píng)價(jià)

      一、緒論

      混凝土框架結(jié)構(gòu)是應(yīng)用最廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式。為了滿足功能分區(qū)、外觀建筑平面的設(shè)計(jì)等要求,同時(shí)考慮抗震、屋面溫度伸縮等的影響,經(jīng)常需要設(shè)置防震縫。而防震縫的在使用中隨著服役時(shí)間的增加,大大小小的問(wèn)題就會(huì)慢慢出現(xiàn)。

      特別是四川境內(nèi),有很多框架結(jié)構(gòu)的建筑是在汶川地震之前修建,當(dāng)時(shí)對(duì)于最小防震縫寬度的設(shè)置可能偏小(原GB 50011-2001:框架結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度,當(dāng)高度不超過(guò)15m時(shí)可采用70mm;超過(guò)15m時(shí),6度、7度、8度和9度相應(yīng)每增加高度5m、4m、3m和2m,宜加寬20mm),而現(xiàn)行規(guī)范[1](框架結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度,當(dāng)高度不超過(guò)15m時(shí)可采用100mm;超過(guò)15m時(shí),6度、7度、8度和9度相應(yīng)每增加高度5m、4m、3m和2m,宜加寬20mm)對(duì)最小防震縫的寬度設(shè)置要更大一點(diǎn),而防震縫處在罕遇地震的作用下,相鄰結(jié)構(gòu)是很難避免不發(fā)生碰撞的,雖然在汶川地震十多年后的今天,結(jié)構(gòu)的整體安全性上可能不會(huì)留下太大的影響,這也許存在幸存者偏差,但是在使用性上很多地方還是留下了很多難以解決的問(wèn)題,比如防水和一些附屬結(jié)構(gòu)的破壞,加速了一些地方的風(fēng)化老化或者一些構(gòu)件的局部損壞但不至于影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性,但還是會(huì)在日常使用中帶來(lái)一定的問(wèn)題或者隱患。例如位于成都市的某高校RC框架結(jié)構(gòu)教學(xué)樓,建于2001年,主體5層,建筑面積5100m2,建筑高度為2070m。由于建筑的體量較大,設(shè)置了多處的抗震縫,目前出現(xiàn)很多裂縫。本文對(duì)此進(jìn)行了調(diào)查和分析。

      二、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況

      該教學(xué)樓分為四個(gè)區(qū)域,建筑面積共計(jì)5100m2,建筑高度20.7m;外墻采用200厚(局部250厚)防水泡沫混凝土砌塊墻,墻身在-0.600處設(shè)防潮層(1∶2.5水泥砂漿,5%防水劑,20厚),防震縫共設(shè)置了16處(見(jiàn)圖3—圖7的橫線處的編號(hào))。該教學(xué)樓在汶川地震后除去院系內(nèi)部對(duì)其所在區(qū)域防震縫的修繕工作,學(xué)校層面僅僅進(jìn)行過(guò)局部衛(wèi)生間墻體的修繕、部分結(jié)構(gòu)的鑒定還有防震縫處加裝排水設(shè)施以及頂部防震縫處覆蓋改性瀝青卷材來(lái)改善下部室內(nèi)的滲水問(wèn)題。所以說(shuō)整個(gè)結(jié)構(gòu)以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)施在震后的風(fēng)化老化過(guò)程還是比較完整,具有可信度的。幾乎從每一個(gè)圍護(hù)設(shè)施的連接處也可以清楚地推斷當(dāng)時(shí)樓層位移的大?。▓D1)。

      調(diào)查人員調(diào)取了的教學(xué)樓的原始資料,并調(diào)查了所有防震縫處區(qū)域的損壞情況。根據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB50292-2015)中表3.2.2的使用性評(píng)價(jià)要求,分為as,bs,cs三個(gè)等級(jí):as為滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的正常使用的功能,不必采取措施;bs為略低于as的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn),尚不顯著影響使用功能,可不采取措施;cs為不符合as的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn),顯著影響使用功能,應(yīng)采取措施。該教學(xué)樓防震縫區(qū)域處的損壞情況如下:

      第一層,對(duì)于防震縫區(qū)域2、3、6、8、15、16柱角、雙柱縫間保護(hù)有破損;縫間天花板有滲水,縫一側(cè)教室門(mén)處填充墻體有沿角部的明顯斜裂縫;最大縫寬約3mm,天花板有水侵蝕痕跡但無(wú)明顯外觀破壞。

      第二層,防震縫區(qū)域3、4、5、8、9、12、13、14蓋板銹蝕;卷簾門(mén)銹蝕嚴(yán)重,吊頂變形嚴(yán)重,有滲水?,F(xiàn)已經(jīng)修復(fù);縫一側(cè)橡膠填充有明顯的擠壓,橡膠蓋板老化破裂,鋼蓋板銹蝕脫落。

      第三層,防震縫區(qū)域1、3、4、5、6、8、9、10、11室內(nèi)地面破壞出現(xiàn)裂縫,中間走廊分隔帶有缺陷;蓋板脫落銹蝕;橡膠蓋層老化,防火卷簾銹蝕。

      第四層,防震縫區(qū)域1、3、4、5、6、8、9、12、13、14、15、16中間走廊比較完好,但是室內(nèi)地面損毀嚴(yán)重,明顯翹起約5cm,天花板角部有滲水;室內(nèi)踢腳線向墻內(nèi)傾斜。兩側(cè)蓋板變形,縫間凹陷處最大約2.5cm;外墻縫處有墻磚脫落,天花板滲水;吊頂脫落,滲水嚴(yán)重。

      第五層,防震縫區(qū)域3、4、5、6、8、9、10、11、12、13、14、15、16兩端蓋板變形嚴(yán)重,一側(cè)女兒墻體嚴(yán)重開(kāi)裂且有平面外傾斜,是否影響安全性還需進(jìn)一步驗(yàn)證;瓷磚和混凝土破碎脫落,蓋板脫離原位;凝土蓋板兩側(cè)混凝土破裂,女兒墻上金屬蓋板脫離墻體;蓋板混凝土破碎,鋼筋裸露;蓋板兩側(cè)混凝土均破碎。

      據(jù)此,調(diào)查人員對(duì)教學(xué)樓防震縫區(qū)域進(jìn)行了使用性評(píng)級(jí)(見(jiàn)圖2—圖6,橫線處為防震縫,圖中綠線處為as,黃線處為bs,紅線處為cs)。

      三、數(shù)據(jù)分析

      (1)從統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)可以明顯看到上層比下層判定為cs的數(shù)量多,這符合RC框架結(jié)構(gòu)在水平地震作用下的力學(xué)特點(diǎn),上部絕對(duì)位移比下部大,而率先與相鄰結(jié)構(gòu)發(fā)生作用甚至碰撞,在一定程度上破壞后,加速了該部位的老化也是其中的一個(gè)原因。

      (2)在底層處15/16號(hào)防震縫處判定為cs,是由于防震縫鄰近的兩側(cè)墻體都出現(xiàn)了斜裂縫,如圖10,說(shuō)明在此處曾承受了很大的剪力,墻體對(duì)于抗震還是有一定積極的作用,但是就要考慮正常使用下的外觀影響和二次危害的風(fēng)險(xiǎn)以及后期維護(hù)的問(wèn)題[2]。

      (3)絕大多數(shù)的防震縫覆蓋層均有不同程度的破損老化問(wèn)題,其程度大小與相鄰結(jié)構(gòu)間的平面形狀(防震縫的破碎)以及周圍環(huán)境(老化分化)有直接關(guān)系。

      (4)頂層女兒墻是受損數(shù)量和程度最多最高的地方,同時(shí)也是防水問(wèn)題比較突出的地方。

      (5)對(duì)于后期補(bǔ)救使用的防水卷材無(wú)法滿足工作性能的要求,這也和地震頻發(fā)有一定關(guān)系,因?yàn)樵谘a(bǔ)救后附近地區(qū)發(fā)生過(guò)一次震級(jí)較明顯的地震(所在地有明顯震感),可能是導(dǎo)致了這一情況的發(fā)生原因之一。

      四、結(jié)語(yǔ)

      在地震頻發(fā)地區(qū),對(duì)于新建的建筑平面較為復(fù)雜的大型RC框架結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),防震縫是必不可少的設(shè)置點(diǎn),在設(shè)置時(shí)除了要考慮好其防震縫寬度,還要考慮到其具體做法上的講究。

      而對(duì)于建造時(shí)間較早的既有建筑來(lái)說(shuō),其整體已經(jīng)無(wú)法改變,避免不了一些在罕遇地震下附屬結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性破壞,所以需要適當(dāng)增加在該類結(jié)構(gòu)設(shè)施的檢修頻率,排查有二次危害風(fēng)險(xiǎn)附屬結(jié)構(gòu),及時(shí)做出加固方案和其他補(bǔ)救措施,提高結(jié)構(gòu)的正常使用的壽命,作為公共建筑來(lái)說(shuō)也提高了使用者的舒適度,可以考慮一些補(bǔ)救的措施,對(duì)于此類建筑來(lái)說(shuō),頂樓的滲水和防震縫的漏水情況慮見(jiàn)不鮮,這需要重新規(guī)劃有組織排水的路線,及時(shí)清理排水口的雜物。對(duì)于一些偏于臨時(shí)性的補(bǔ)救措施來(lái)說(shuō),可以采用一些拉伸性能、抗老化性能更優(yōu)秀的防水卷材,而對(duì)于根本性的補(bǔ)救來(lái)說(shuō),需要采用和研發(fā)一些抗震性能更優(yōu)秀的防震縫做法,但是對(duì)于女兒墻來(lái)說(shuō),碰撞是無(wú)法避免的,無(wú)一例外,案例中頂樓女兒墻都出現(xiàn)了不同程度的剪切破壞,所以除了可以考慮女兒墻的耗能效果,也要注意后期的維護(hù)。

      參考文獻(xiàn):

      [1]GB 50011—2010建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2010.

      [2]李英民,韓軍,田啟祥,陳偉賢,趙盛位.填充墻對(duì)框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響[J].地震工程與工程振動(dòng),2009,(3).

      基金項(xiàng)目:本項(xiàng)目系2019年四川省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基金項(xiàng)目支持,項(xiàng)目名稱:變形縫的常見(jiàn)病害及應(yīng)對(duì)措施,項(xiàng)目編號(hào):S201910615041,指導(dǎo)教師:蒲萬(wàn)麗、隆翀

      作者簡(jiǎn)介:楊源遠(yuǎn)(1999—?),男,漢族,四川自貢人,西南石油大學(xué)本科生;何訓(xùn)(1999—?),男,漢族,四川瀘州人,西南石油大學(xué)本科生。

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