1某鋼鐵廠1號高爐出鐵場主廠房是80年代末建成投入使用,主廠房為單層單跨排架結構,主廠房排架柱是鋼筋混凝土工字形截面,屋架,天窗架,支撐,檁條均為鋼結構,吊車梁為預應力鋼筋混凝土結構。無圍護結構,局部有雨遮。現因環保除塵要求,需將1號高爐出鐵主廠房封閉和安裝除塵設備。
2現場勘察
現有建筑物的抗力取決于材料性能、幾何參數和計算模型。它隨著時間推移而衰退,其主要原因是混凝土老化、鋼筋銹蝕導致截面減小和鋼筋與混凝土握裹力的下降而引起結構抗力下降,結構承受持續震動荷載而產生的疲勞損傷逐步發展而導致抗力下降。因此要準確計算既有建筑物抗力,就必須以結構的現有條件為基礎。現以有代表性的排架柱(PZ4)為對象,分析其承載能力。
(1)依據設計圖紙,廠房排架柱為預制工字形柱,混凝土等級為300號(相當于C28) ,受力鋼筋為25M nSi(相當于鋼)。
(2)截面尺寸測量和鋼筋位置探測經現場測量,排架柱截面尺寸基本滿足設計要求(具體尺寸見圖1)。鋼筋探測無損檢測方法是一種新的檢測技術。
目前主要有兩種鋼筋檢測方法:一是利用電磁波波動原理的檢測,二是利用電磁感應原理的鋼筋檢測儀檢測。前一種方法由于設備較為昂貴、定量性較差,應用面較小,目前國內外廣泛使用電磁感應原理進行檢測。儀器通過傳感器在被測結構內部局部范圍發射電磁場,同時接收在發射電磁場內金屬介質產生的感應電磁場,并轉換為電信號,主機系統實時分析處理數字化的電信號,從而判定鋼筋位置、保護層厚度和鋼筋直徑。經現場檢測,并結合圖紙,略去由于施工因素的影響,為研究問題的方便,取保護層厚度為30 mm。
3材料強度檢測
考慮到混凝土鉆芯檢測對結構有所損傷,且混凝土齡期已超過1000天,按一般回彈法檢測混凝土強度已不適用。所以排架柱采用回彈超聲綜合法無損檢測方法檢測混凝土材料的強度。
3. 1超聲波檢測
采用超聲波檢測混凝土質量,一般是根據構件或結構的幾何形狀、所處環境、尺寸大小以及所能提供的測試表面等條件,選用不同的測試方法。一般常用的檢測方法有以下幾種:
(1)對測法當混凝土被測部位能提供一對相互平行的測試表面時,可采用對測法檢測。即將一對厚度振動式換能器(發射簡稱F換能器,接收簡稱S換能器) ,分別耦合于被測構件同一測區兩個相互平行的表面逐點進行測試, F、S換能器的軸線始終位于同一直線上; (2)角測法當混凝土被測部位只能提供2個相鄰表面時,無法進行對測,可以采用丁角方法檢測。即將一對F、S換能器分別耦合于被測構件的2個相鄰表面進行逐點測試,兩個換能器的軸線形成90度夾角; (3)平測法當混凝土被測部位只能提供一個測試表面時,可采用平測法檢測。將一對F、S換能器置于被測結構同一個表面,以一定測試距離進行逐點檢測。由于排架柱截面為工字形截面,為了能夠準確的檢測混凝土的強度,在工字形的腹板處采用對測方面,在翼緣處采用對測和平測2種方法。

撓度的檢驗：撓度是樓板在荷載作用下抵抗變形的能力，檢驗樓板的撓度不僅是為了在正常使用短期荷載檢驗值作用下判斷撓度指標是否合格，還可以根據撓度增長的快慢判定樓板是否開裂。撓度的計算公式已在《混凝土結構工程施工質量驗收方法》(GB 50204-2002)中給出，即a0t=a0q＋a0g……
(1)，但在實際檢驗中因個人理解的差異將樓板的自重和加荷設備重量引起的撓度a0g往往忽略不計，而直接將在第5級荷載作用下樓板跨中撓度實測值a0q計算為在標準荷載檢驗值QS作用下樓板跨中短期撓度實測值a0t，導致a0t比實測值要小。a0q可根據樓板在正常使用短期荷載檢驗值作用下的跨中實測位移值求出，即第5級荷載作用下樓板跨中撓度實測值a0q，而a0g在均布增加荷載時通過下列公式(2)計算a0g =GK/Qb×a0b……
(2)　　GK—樓板的自重和加荷設備重量(N)；　　
Qb—樓板開裂前一級的外加荷載值(N)；　　
a0b—樓板開裂前一級的外加荷載產生的跨中撓度實測值(N)
房屋承重安全性檢測主要為調查房屋的使用歷史和結構體系；測量房屋的傾斜和不均勻沉降情況；采用文字、圖紙、照片或錄像等方法，記錄房屋主體結構和承重構件損 壞部位、范圍和程度。房屋結構材料力學性能的檢測項目，應根據結構承載力驗算的需要確定，必要時應根據房屋結構特點，建立驗算模型，按房屋結構材料力學性 能和使用荷載的實際狀況，根據現行規范驗算房屋結構的安全儲備。分析房屋損壞的原因，綜合判斷房屋結構損壞狀況，確定房屋危險程度，房屋安全檢測應按《危 險房屋標準》CJ13執行。對工業廠房進行安全檢測時，尚應符合《工業廠房可靠性標準》GBJ144－90等相關標準的規定。

（一）對房屋裂縫的分析與檢測
房屋裂縫產生的原因主要由混凝土結構造成。大體積混凝土內外溫度失衡是導致墻面或基體出現裂縫的主要原因。大體積混凝土在澆筑的過程中會產生水化熱現象，內部溫度高于外部溫度。當內部溫度與外部溫度的差值達到一定的程度時，處于里層的混凝土會產生壓應力，處于外層的混凝土由于散熱較快或受自然界氣溫的影響產生拉應力，混凝土墻面由于受到內部的壓應力和外部拉應力的影響出現裂縫。此外，混凝土墻面水分散失也是導致墻體裂縫的原因。由于大體積混凝土施工完成后未及時加蓋保護膜，混凝土內部的水分散失速度超過墻體凝固的速度，墻體產生拉應力出現收縮裂縫。裂縫問題不僅影響建筑物外觀的審美價值，更在一定程度上對建筑物的使用壽命產生影響，輕者造成經濟損失，重者危及人們的生命安全。
對房屋裂縫的檢測需要查明裂縫的各類參數。在進屋結構安全的過程中，應明確房屋的結構性裂縫不僅對房屋的表面結構受力狀況造成影響，更對房屋結構的使用壽命產生威脅。通常情況下，房屋結構的裂縫寬度越大，隱藏在混凝土內部的鋼結構越容易受到腐蝕和銹化，其砌體結構更容易發生傾斜或倒塌，嚴重影響房屋的安全。若裂縫是橫向發展的，則會在影響房屋的美觀程度上占據較大比例，若裂縫是縱向發展的，則該裂縫在影響墻體美觀性的同時，還對墻體的使用性能造成影響。眾所周知，房屋的墻體由鋼筋混凝土結構制成，其使用性能為遮風避雨。鋼筋混凝土結構完好無損時，能對風雨起到較好的遮蔽功能。若鋼筋混凝土結構出現破損情況，則會影響房屋的使用性能。
因此，對房屋結構進行安全的過程中，針對裂縫問題的基礎檢測方案的確定分為三步：步，確定房屋結構安全的范圍；第二步，弄清裂縫出現的原因；第三步，對裂縫進行基礎的安全。
（二）砌體結構和鋼結構變形的分析與檢測
砌體結構和鋼結構在長期的使用過程中，受重力因素、氣候條件和地質地貌情況的影響，往往會出現較大程度的變形。鋼結構和砌體結構的變形會導致房屋應力不平衡，繼而威脅房屋結構的整體安全。對砌體結構和鋼結構的安全應采用鋼筋掃描儀或激光測距儀，對二者的實際情況進行有效。其方案可以參考對裂縫的方案。

荷載計算分析：
1、均攤載荷驗算法
該方法的原理是：
將設備的重量均攤到每一個設備的平均占地面積上，然后將該均攤的載荷與樓房的設計承重（單位面積）進行對比，如果均攤載荷小于設計承重，則樓房是安全的，反之則是不安全的。
例：一臺設備重量
Q=1000
公斤，外形尺寸：長×寬×高＝600mm×800mm×2200mm，設備四周均有走道，走道寬度均為800mm，樓房的設計承重是P=600kg/m2。Q = 1000 kg
A =（0.6＋0.8/2＋0.8/2）×（0.8＋0.8/2＋0.8/2）＝2.24 m2 設備對地面產生的均攤荷載q＝Q/A＝1000/2.24＝446 kg/m2由于q <＝，設備可以安全安裝。
對于我們的情況：
LVG1200
設備的重量：
Q=6800kg，平均占地面積（將過道均攤）：A=18m2，樓房設計承重：P = 1000kg/m2
設備對地面產生的均攤荷載q＝Q/A＝6800/18＝377 kg/m2 由于q <＝P，設備可以安全安裝。
該方法不是很準確，因為它是將設備的重量均攤在總的占地面積上，它沒有考慮把設備集中一點放置時情況，因此不是很科學，只能作為一個簡單的估算。
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