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【摘要】在现代,很多建筑在设计上都追求美观,这与框架-核心筒结构有很大的关系。在传统的建筑中,多数采用的是钢筋、混凝土和砖块,将建筑设计成长方体或者正方体的形状。然而,随着现代社会对高层建筑的要求越来越高,传统的建筑形式已经不能满足当今社会的需要,而且还会产生一些问题,比如,高层建筑的承受力不强,在发生地震的时候,很容易造成坍塌,从而造成人员伤亡。框架-核心筒结构布置形式多种多样,不仅可以是方形,还可以布置成圆形及其他形状,这对于增加建筑物的承受力有很大的作用,尤其是对抗震要求很严格,可以减少地震带来的人员伤亡事故。本文着重对该结构在实际工程中的应用作了分析和讨论。通过对混凝土强度、构件尺寸、钢筋保护层、钢筋配置的抽检,对结构构件进行裂缝观测,对房屋的倾斜度进行观测,对某框剪结构建筑物的主体结构进行鉴定,并对其在今后的建设和使用中,提出一些建议。
【关键词】框架-核心筒;建筑物;主体结构;质量鉴定
1定义
"框架-核心筒结构建筑物"是一种常见的高层建筑结构设计。在这种结构中,建筑物的整体稳定性和荷载承担主要由框架结构和核心筒结构来负责。
1.1框架结构
框架是建筑物的主要骨架,由钢材或混凝土构成。框架结构在建筑物的外部围墙以及内部柱和梁之间形成一个稳定的骨架网络。这种结构使得建筑物能够承受垂直荷载和水平荷载,例如重力、风力和地震力。
1.2核心筒结构
核心筒是位于建筑物中央的一个垂直结构,通常为钢筋混凝土构造。核心筒起到支撑和稳定建筑物的作用。它不仅能够承受垂直荷载,还能够有效地抵抗建筑物所受的横向风荷载和地震荷载。框架-核心筒结构的组合使得高层建筑能够在高度和稳定性方面得到良好的平衡。框架结构提供了灵活的空间布局和外观设计,而核心筒结构确保了建筑物的整体稳定性和安全性。这种结构设计被广泛应用于高层建筑和摩天大楼的建设。
2工程概况
某建筑物抗震设防类别为丙类,建筑结构的安全性能等级为二级,地基基础设计等级为甲级,抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度为0.05 g,设计分组为第一组,建筑场地类别为 III类,特征周期值为0.45 s,框架抗震等级为三级,核心筒抗震等级为二级,地下抗震等级为三级,结构设计使用年限为50年。
3鉴定方法
在主体建筑完工后,由施工单位委托第三方检测机构对施工中的主体建筑进行结构质量评定和分析,从而对施工中的主体建筑结构质量做出评估。对于主要结构有缺陷的,应采取相应的修复措施。在已有建筑中,主要结构鉴定类型的划分标准有很多,这种建筑的主要结构鉴定划分见表1。第三方检测单位以建设单位提供的资料为依据,包括地勘报告、施工图纸、设计变更等有关技术资料,对混凝土强度、构件尺寸、钢筋保护层、钢筋配置进行随机抽检,对结构构件进行裂缝观测,对房屋的倾斜度进行观测。以现场勘验、取样收集到的技术数据为依据,依据国家相关规范和规程,对房屋主要结构的质量进行评估。
表1结构鉴定分类及本次鉴定划分一览表
鉴定性质 | 受力体系 | 构件重要性 | 安全性能鉴定 | 鉴定范围 | 建筑用途 | 鉴定内容 |
一般常规性鉴定 | 主承重结构鉴定 | 主要构件鉴定 | 结构安全性鉴定 | 单个构件鉴定 | 工业建筑鉴定 | 可靠性鉴定 |
司法鉴定 | 围护结构鉴定 | 一般构件鉴定 | 抗震性能鉴定 | 结构子单元鉴定 | 民用建筑鉴定 | 安全性鉴定 |
鉴定单元鉴定 | 交通建筑鉴定 | 正常使用性鉴定 | ||||
其它建筑鉴定 | 适修性鉴定 | |||||
民用建筑鉴定 | 适修性鉴定 |
4鉴定过程[2]
4.1地基不均匀沉降在上部结构的反应观测
经过观测,可以看出,在基础与墙、地下室外墙与外地面的连接处,没有发现明显的沉降裂缝,在基础与柱的根部的连接处,也没有发现明显的水平、竖向和斜向裂缝,已经存在的裂缝宽度没有达到危险房屋的限度。在地下室中没有检测到地面的裂缝和凹凸。经观察和计算,该楼的屋檐倾角为0.5%,整个楼没有发生任何位移,整个楼的结构基本上是完整的。
4.2钢筋尺寸检测
本项目拟在此基础上,通过开挖测量法,对主楼各主要构件的开挖测量,开挖测量出的钢筋与设计值基本吻合,并满足相关规范的要求。
4.3结构质量鉴定分析
4.3.1混凝土构件截面尺寸
从建筑负2层到架构层,共收集了206个梁、柱、墙的构件,并用钢带尺量测了这些构件的尺寸。按照规范[3],(+10、-5)毫米是梁柱墙构件的容许偏差。现场实测结果表明,抽选的部分截面尺寸符合设计要求,其误差没有超出规范规定的范围,达到了设计的使用要求。
表2混凝土构件截面尺寸、抗压强度、钢筋保护层检测抽取构件一览表
楼层 | 每层抽取梁数(个) | 每层抽取柱数(个) | 每层抽取剪力墙数(个) |
负2层 | 5 | 2 | 2 |
负1~4层 | 3 | 2 | |
5层 | 3 | 2 | |
6~20层 | 3 | 0 | |
机房层 | 3 | 0 | |
架构层 | 0 |
4.3.2混凝土构件抗压强度
该项目是一项以C25,C30,C35,C40,C50为主要材料的泵送商品混凝土。由于某些混凝土龄期超过标准,以及现场工作条件限制,因此,测试出的混凝土强度只是一个参考值。通过现场实测,抽取后的混凝土抗压强度达到了设计要求。
4.3.3混凝土构件钢筋保护层
从负2至建筑层共收集了206个梁、柱、墙构件,见表2,并用数字回弹仪测试了各构件的混凝土强度。该项目中,钢筋保护层的厚度分别为30毫米,25毫米,20毫米,18毫米。按照规范[3],在梁柱墙构件中,混凝土钢筋保护层厚度的容许误差是(+10、-7) mm。通过现场实测,抽选构件的钢筋保护层厚度与设计基本一致,没有超出规范规定的范围,达到了设计的使用要求。
4.3.4外观质量的检查
对该工程的承重构件进行了外观检查,并没有发现结构部件有明显的损坏,在结构可见的部位也没有发现因地基不均匀沉降而导致的沉降及结构裂缝,房屋结构也基本完好。
5结论与建议
5.1结论
通过对被检验区域的结构质量状况进行分析,得出以下结论:对混凝土结构的主要构件进行了强度试验,其强度满足设计要求;结果表明:各构件的断面与设计基本一致,无较大差异,均在规范范围之内;钢筋和保护层的布置与设计一致,保护层的施工有一定的偏差,但是没有超出规范规定的范围。在结构上没有检测到超过规范规定的位移或变形;在混凝土结构中,没有发现任何不符合安全使用要求的裂缝,也没有在基础工程中发现任何异常。结果表明,被检测区域的结构质量达到了现行的规范和设计标准,达到了正常的施工要求。
5.2建议
建筑结构的抗震性能鉴定评价指的是:对既有建筑结构外观质量、材料强度、受力性能等进行检测、计算、分析,从而判定其抗震能力的一种评定方法[1]。按照委托方的要求,实际需要,还可以对其进行进一步的抗震性能评估。对这幢建筑,只是根据其现状,进行了没有考虑地震作用的结构质量评估。对于未来的建设和使用,我们将提供如下建议。
⑴在以后的施工和使用期间,负荷不能超出设计负荷,并要经常对结构进行检测。在台风时,要加强对房屋结构的监测,对房屋结构的荷载控制,不能超出设计荷载。⑵建立房屋沉降量监测系统,强化对房屋的安全监测。⑶必须做好本工程周边的排水工作,不能出现地基被水淹没的状况。⑷消防设备齐全,并做好火灾紧急情况下的处置工作。⑸如房屋变更使用,则需再次评估。
【参考文献】
[1]张晓华.既有建筑主体结构鉴定与评价方法的分析研究[J].山西建筑,2016(17):41-44.
[2]浙江中浩应用工程技术研究院有限公司:房屋结构质量鉴定分析技术报告(编号:AP0616020021)[Z].
[3]GB50204-2015,混凝土工程施工质量验收规范[S]