一、本公司厂房承载力安全检测鉴定项目实例
工程概况
泉州某单层排架厂房建于1988年，原设计为四跨排架结构，现状为三跨，柱下钢筋混凝土条形杯口基础。排架柱为单阶变截面钢筋混凝土柱，下柱采用工字形截面，上柱为矩形截面，距离基础面6．25m 位置处设置有吊车梁牛腿; 每跨( 1 － 10) 轴排架柱牛腿上均安放有装配式钢筋混凝土简支吊车梁，现状吊车均已拆除不再使用;屋架为钢筋混凝土组合式屋架，屋架上弦为矩形截面钢筋混凝土梁，下弦杆采用等边单角钢，腹杆体系采用钢筋混凝土、等边单角钢; 每跨( 2 －9) 轴跨中位置均在屋架上弦梁处设置钢天窗架，钢天窗架采用三铰刚架结构; 屋架及钢天窗架上均铺设钢筋混凝土大型预制屋面板。
该厂房平面布置为矩形，总长度为54． 0m，总宽度约为45． 0m，现状面积约为2500 m2。( 2 － 9 ) 轴柱间距为5．4m，( 1 － 2) 轴及( 9 － 10) 轴柱间距均为6． 0m，屋架跨度均为15．0m。厂房四周外围均砌筑有与排架柱齐高的240mm 厚实心砖墙，四周砖墙沿高度方向等距离( 2． 85m)设置有三道圈梁，排架柱和抗风柱均预埋拉结钢筋伸入四周圈梁及砖墙。排架柱、屋架、钢天窗架及屋面板布置见( 图1，图3) 。
2 现场检测
2． 1 首先对该厂房的及结构现状进行全面检查，对结构体系、传力途径、构件属性进行识别。
2． 2 量测结构各构件的截面尺寸，检查各构件间连接节点的做法，对基础进行局部开挖检查。
2． 3 现场在该厂房抽检部分排架柱及屋架上弦梁混凝土构件，采用回弹法检测构件混凝土抗压强度。
2． 4 扫描排架柱钢筋分布及钢筋直径，并现场实际确认排架柱的主筋和箍筋级别分别为钢5、钢3。
3、承载力验算
本次采用中国科学研究院编制的PKPM( 2010 版) 系列软件按框排架结构对该厂房排架柱进行承载力验算。该厂房( 3 － 8)轴为主要横向平面排架结构，抽取其中一榀排架作为计算单元进行建模计算。
3．1该排架结构为铰接排架。建模时，依据现场实际检查，屋架两端与排架柱柱顶连接按铰接节点考虑，排架柱与基础连接按固端考虑。屋架及钢天窗架各杆件按柱构件布置，各连接节点按铰接考虑。
3．2 排架柱的计算长度取值。
3．2．1 垂直排架方向: 边柱( A 轴和D 轴排架柱) 沿高度方向三等分位置与圈梁连接，其计算长度均取为H/3 = 8． 55/3m =2． 85m( H 为从基础顶面算起的排架柱全高) ; 依据《混凝土结构设计规范》( GB50010 － 2010) 第6．2． 20 条第1 款规定，垂直
3．2．2 排架方向: 依据《混凝土结构设计规范》( GB50010 － 2010) 第6． 2． 20 条第1款规定，排架方向，上柱计算长度按2． 0 Hu = 2． 0 × 2． 3m = 4． 6m 取值，下柱计算长度均按1． 0 Hl =1． 0 × 6． 25m =6． 25m取值。
3．3 恒活荷载输入。
3．3．1 横荷载: 查阅《全国常用标准图实物工程量手册》得该厂房主要的钢筋混凝土预制屋面板单块重量为13．24kN，在屋架上弦梁和钢天窗架上弦按线荷载布置为13.24 kN /1.5m = 9kN/m( 主要的预制屋面板平面尺寸为6.0m×1.5m) 。单根钢筋混凝土吊车梁重量为25 kN，按节点荷载在边柱牛腿位置处布置为25 kN，在中柱牛腿位置处布置为50kN(本次计算不考虑吊车荷载) 。
3．3．2 活荷载: 该厂房屋面为不上人屋面，不上人屋面活荷载取0.5 kN/m2 ，( 2－ 9)轴柱距为6m，在屋架上弦梁和钢天窗架上弦按线荷载布置为0.5 kN/m2 ×6m = 3.0 kN/m。
3．4 风荷载计算。参照《结构荷载规范》( GB50009 － 2012) 续表8． 3． 1 第14项封闭式带天窗的双跨双坡屋面，该厂房体型系数取值见( 图4) 。基本风压取0.7 kN/m2 ，风压高度变化系数按C类取0.74，风振系数1.0，排架柱间距6m，风荷载计算如下:
0.8 × 0．7 kN/m2 × 0.74 × 1.0 × 6 m= 2.49 kN/m
0． 2 × 0． 7 kN/m2 × 0． 74 × 1． 0 × 6 m= 0.63 kN/m
0． 6 × 0． 7 kN/m2 × 0． 74 × 1． 0 × 6 m= 1.87 kN/m
0． 7 × 0． 7 kN/m2 × 0． 74 × 1． 0 × 6 m= 2.18 kN/m
0． 5 × 0． 7 kN/m2 × 0． 74 × 1． 0 × 6 m= 1.56 kN/m
0． 4 × 0． 7 kN/m2 × 0． 74 × 1． 0 × 6 m= 1.25 kN/m
3．5 排架柱混凝土强度等级按现场实际检测取为C35。排架柱主筋和箍筋级别分别先按HRB335、HPB235输入计算。承载力分析鉴定采用PKPM( 2010 版)按框排架结构计算得出该厂房钢筋混凝土排架柱的箍筋和单侧主筋配筋量。现场检测实际确认该厂房排架柱的主筋和箍筋级别分别为钢5、钢3。钢5既A5 钢，俗称5 号钢; 钢3 既A3 钢，俗称3号钢。钢5、钢3的强度设计值分别取为240N/mm2、200N/mm2。而PKPM( 2010 版)计算时排架柱的主筋和箍筋级别则是分别按HRB335、HPB235 输入，HRB335、HPB235的强度设计值分别为300N/mm2、210N/mm2。《抗震鉴定标准》( GB50023 － 2009) 第3． 0． 5条规定，结构构件按下式进行抗震验算:
S≤R/γRa
S—结构构件内力( 轴向力、剪力、弯矩等) 组合的设计值;其中，场地的设计特征周期可按表3． 0． 5 确定。
R—结构构件承载力设计值; 其中，材料强度等级按现场实际情况确定
γRa—抗震鉴定的承载力调整系数，A 类抗震鉴定时，应按现行标准《抗震设计规范》( GB50011 － 2010)承载力抗震调整系数值的0． 85 倍采用。电算得出的排架柱箍筋和单侧主筋配筋量应分别乘以系数α、β 后进行分析鉴定:
α = 210 N/mm2 ÷ 200N/mm2 × 0． 85 = 0． 8925
β = 300 N/mm2 ÷ 240N/mm2 × 0． 85 = 1． 0625
结果表明，排架柱实际配筋量基本满足乘以系数后的电算配筋量，排架柱承载力满足结构安全性要求。