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某鋼廠AOD臺車混凝土墻基座開裂后安全性鑒定

文檔作者：張來成袁韓軍文檔來源：江蘇建研建設工程質(zhì)量安全鑒定有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年02月22日
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江蘇建筑圓園19 年第1 期淵總第195 期冤
圖3 安全性鑒定程序
0 引言
混凝土基座承載機器重量和負荷袁保證AOD 臺車平穩(wěn)
正常運行袁故混凝土墻基安全性必須得到保證遙通常袁混凝
土結(jié)構(gòu)在使用過程中會出現(xiàn)裂縫袁其導致持久強度的降低袁
如保護層剝落堯鋼筋腐蝕堯混凝土碳化等[1]袁存在安全隱患袁
故需對開裂后混凝土結(jié)構(gòu)的安全性鑒定遙本文介紹某鋼廠
AOD 臺車混凝土墻基座開裂后安全性鑒定遙
1 工程概況
某制鋼廠房的AOD 臺車混凝土墻基座建于2006 年袁
為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)袁該基座長22.5 m袁每側(cè)寬2.54 m袁地面
以上高度為5.36 m袁實景照片見圖1袁示意圖見圖2遙AOD
臺車在生產(chǎn)過程中對混凝土墻基座略有振動袁且有高溫影
響遙基座內(nèi)側(cè)設有隔熱措施袁基座外側(cè)未設置任何保護措
施遙該墻基座于2011 年~2012 年期間袁陸續(xù)出現(xiàn)數(shù)條豎向
裂縫遙
2 檢測鑒定流程淵圖3冤
3 現(xiàn)場檢測鑒定
3.1 裂縫檢測
淵1冤裂縫檢測
現(xiàn)場對AOD臺車混凝土墻基座的所有裂縫進行檢測袁
檢測裂縫表面寬度袁繪制裂縫圖袁見圖4遙
淵2冤裂縫寬度及深度
現(xiàn)場對該混凝土墻基裂縫表面寬度及裂縫深度進行檢
測袁部分檢測結(jié)果見表1遙
某鋼廠AOD 臺車混凝土墻基座開裂后安全性鑒定
張來成袁韓軍
淵江蘇建研建設工程質(zhì)量安全鑒定有限公司袁江蘇南京210008冤
[摘要] 混凝土墻基座開裂后存在安全隱患袁此類結(jié)構(gòu)安全性檢測鑒定案例較少遙文章結(jié)合工程實例介紹混凝土墻基座
開裂后安全性鑒定袁為類似工程提供參考遙
[關(guān)鍵詞] 混凝土墻曰基座曰檢測鑒定
[中圖分類號] TU375 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-6270淵2019冤01-0046-03
Safety Evaluation of AOD Trolley Concrete Wall Foundation after Cracking in a Steel
Plant
ZHANG Lai-cheng HAN Jun
淵Jiangsu Jianyan Civil Engineering Quality &amp;amp; Safety Appraisal Co.,Ltd,Nanjing Jiangsu 210008 China冤
Abstract院Hidden danger after cracking of concrete wall foundation, there are few cases of safety inspection
and identification of such structures. The paper introduces the safety appraisal of concrete wall foundation after
cracking, in order to provide reference for following projects. Key words院concrete wall曰base曰inspection and appraisal
[收稿日期]圓園18鄄11鄄10
[作者簡介]張來成袁男淵1984-冤袁江蘇建研建設工程質(zhì)量安全鑒
圖 1 混凝土墻基實景照片 圖 2 混凝土墻基示意圖 定有限公司袁工程師遙
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江蘇建筑圓園19 年第1期淵總第195 期冤
通過對裂縫深度和裂縫表面寬度檢測結(jié)果進行分析可
知袁基座裂縫主要分為3 個類型院第一類為沿墻體高度方向
基本通長開裂袁裂縫表面寬度0.15 mm~0.30 mm袁裂縫深度
80.6 mm~236.3 mm曰第二類為長度較短的豎向裂縫袁該類裂
縫表面寬度為0.05 mm~0.10 mm袁裂縫深度小于80 mm曰第
三種裂縫為不規(guī)則裂縫袁裂縫表面寬度0.05 mm袁裂縫深度
為60 mm 左右遙
3.2 主體結(jié)構(gòu)檢測
現(xiàn)場隨機抽取部分位置袁采用鉆芯法檢測混凝土抗壓
強度袁部分位置檢測基座內(nèi)部混凝土抗壓強度袁檢測結(jié)果表
明混凝土抗壓強度滿足設計要求遙通過現(xiàn)場檢測袁混凝土墻
基水平方向鋼筋間距及豎直方向鋼筋間距的滿足設計及驗
收規(guī)范要求袁并通過局部鑿除袁鋼筋直徑滿足設計要求遙經(jīng)
查閱相關(guān)資料淵送檢報告等冤袁墻基鋼筋力學性能滿足設計
要求遙
4 振動測試
4.1 加速度及頻率
該基座上設備生產(chǎn)過程分為靜置堯搖爐堯冶煉堯出鋼4
個階段袁4 個階段按順序循環(huán)袁一個循環(huán)約60 min遙現(xiàn)場在
基座上每個設備支座處各放置3 個加速度傳感器袁采集生
產(chǎn)過程中每個階段的作用于基座的X 向淵南北向冤堯Y 向淵東
西向冤及Z向淵豎直向冤加速度時程曲線袁加速度傳感器布置
見圖5遙各生產(chǎn)階段袁加速度傳感器采集的加速度時程曲線
見圖6袁現(xiàn)場照片見圖7遙
經(jīng)現(xiàn)場測試袁A 墻和B 墻不同工況下測點頻率及加速
度如下院
A墻院靜止狀態(tài)6 個測點頻率49.06 Hz~50.53 Hz袁加速
度峰值5.71 mm/s2~9.64 mm/s2
B 墻院靜止狀態(tài)6 個測點頻率49.14 Hz~50.52 Hz袁加速
度峰值6.05 mm/s2~9.88 mm/s2
A 墻院搖爐狀態(tài)6 個測點頻率2.36 Hz~2.82 Hz袁加速度
峰值6.41 mm/s2~12.02 mm/s2
B 墻院搖爐狀態(tài)6 個測點頻率2.24 Hz~2.58 Hz袁加速度
峰值8.17 mm/s2~13.09 mm/s2
A 墻院冶煉狀態(tài)6 個測點頻率1.22 Hz~1.41 Hz袁加速度
峰值6.03 mm/s2~11.40 mm/s2
表1 混凝土墻基裂縫表面寬度及深度檢測結(jié)果
序號裂縫序號裂縫表面寬度/mm 裂縫深度/mm 序號裂縫序號裂縫表面寬度/mm 裂縫深度/mm
123456
A墻
淤于盂榆虞愚
0.20
0.15
0.20
0.25
0.05
0.05
107.8
80.6
140.9
192.4
69.9
79.1
789
10
11
12
B 墻
輿余俞逾
0.25
0.30
0.30
0.10
0.10
0.30
193.7
231.4
217.5
60.7
60.3
236.3
圖4 混凝土墻基座裂縫示意圖
圖5 混凝土墻基座加速度傳感器布置示意圖
淵a冤靜置時A基座2南北向加速度時程曲線淵b冤搖爐時A基座支座2南北向加速度時程曲線
圖7 粘貼好的混凝土應變片及振動測試系統(tǒng)
圖6 采集的加速度時程曲線
11
12
47
江蘇建筑圓園19 年第1 期淵總第195 期冤
B 墻院冶煉狀態(tài)6 個測點頻率1.29 Hz~1.38 Hz袁加速度
峰值8.36 mm/s2~14.99 mm/s2
A 墻院出鋼狀態(tài)6 個測點頻率12.0 Hz~13.0 Hz袁加速度
峰值10.91 mm/s2~16.68 mm/s2
B 墻院出鋼狀態(tài)6 個測點頻率12.1 Hz~12.7 Hz袁加速度
峰值8.45 mm/s2~14.91 mm/s2
說明院搖爐堯冶煉堯出鋼的頻率為濾除靜置狀態(tài)的加速
度波形后袁計算得出的頻率遙
4.2 應變檢測
現(xiàn)場在基座不同位置的混凝土表面粘貼混凝土應變
片袁采用靜態(tài)應變采集系統(tǒng)袁實測采集各生產(chǎn)階段基座各控
制截面混凝土的應變曲線遙經(jīng)檢測袁各工況各控制截面的最
大應變值見圖8遙
5 結(jié)構(gòu)分析
5.1 有限元建模
本次采用ABAQUS 有限元模擬軟件對該基座進行有
限元模擬計算遙該基座為鋼筋混凝土構(gòu)件袁混凝土采用
solid 單元堯鋼筋采用wire 單元遙按照結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的實際
連接構(gòu)造和構(gòu)件與基礎的實際連接構(gòu)造設置邊界位移條
件遙該有限元模型圖如圖9遙
5.2 荷載堯振動輸入
根據(jù)委托單位提供的荷載信息袁基座上爐體自動為
700 t袁滿載時860 t袁爐體荷載通過基座上的4 個支座作用
于基座袁將爐體荷載平均分配到4 個支座袁A 側(cè)兩個支座每
個另加64 t的荷載遙南端的活動平臺及DOGHOUSE 大門
淵加配重冤折算為面荷載施加于基座頂面遙
根據(jù)振動測試結(jié)果袁機器設備產(chǎn)生的激勵以正弦波輸
入袁正弦波的頻率及振幅按實測振動頻率及實測最大加速
度值輸入遙
5.3 計算分析
淵1冤結(jié)構(gòu)動力特性計算
首先計算結(jié)構(gòu)自身動力特性袁計算結(jié)構(gòu)前十階自振周期袁
計算結(jié)果見表2袁第一階和第三階振型示意圖見圖10遙
根據(jù)計算結(jié)果袁第一階堯第二階的結(jié)構(gòu)自振頻率為32.9 Hz
左右袁根據(jù)振動檢測結(jié)果袁基座在靜置狀態(tài)上部爐體作用于
基座的振動頻率為50 Hz 左右袁該頻率一直作用于整個生
產(chǎn)過程袁另搖爐堯冶煉堯出鋼工作狀態(tài)時袁爐體作用于基座的
振動頻率較小袁外部振動頻率與結(jié)構(gòu)自振頻率不重合遙
淵2冤應力計算結(jié)果
分別計算無振動作用及有外部振動淵靜置堯搖爐堯冶煉堯
出鋼冤作用下混凝土和鋼筋的應力應變值袁各工況下混凝土
及鋼筋最大應力計算結(jié)果如表3遙
經(jīng)計算袁各工況混凝土及鋼筋的最大應力均小于設計值遙
淵3冤應變計算結(jié)果
將各工況各控制截面的應變實測值與理論值進行比
較袁結(jié)果見圖11遙
據(jù)圖11 可知袁各控制截面各工況作用下應變實測值小
于理論值遙
6 安全性鑒定
淵1冤裂縫成因
該結(jié)構(gòu)第一振型自振頻率為32.9 Hz袁與實測振動頻率
不重合袁不存在共振現(xiàn)象遙根據(jù)裂縫檢測結(jié)果袁第一類裂縫
沿基座長度方向基本等間距分布袁裂縫自上而下基本通長
開裂袁該類裂縫主要由于混凝土收縮袁產(chǎn)生收縮應力袁當收
縮應力大于混凝土抗拉強度時袁混凝土開裂遙第二類裂縫是
第一類裂縫產(chǎn)生初期袁早期收縮裂縫在收縮應力較大處先
圖8 A墻和B墻各工況下測點最大應變值
圖9 墻基有限元模型
表2 前十階自振周期計算結(jié)果
模擬階次周期模擬階次周期
12345
0.030 387
0.030 386
0.026 432
0.026 431
0.019 551
6789
10
0.019 551
0.014 158
0.014 158
0.013 788
0.013 788
圖10 振型示意圖
表3 各工況下混凝土及鋼筋最大應力計算結(jié)果
序號工況
最大應力計算結(jié)果/MPa
混凝土鋼筋
1 無振動作用-10.4 101.0
2345
有振動作用
靜置
搖爐
冶煉
出鋼
-10.6
-12.8
-12.5
-13.2
104.3
105.0
104.8
105.6
注院圖中負號表示受壓應變
淵下轉(zhuǎn)第68頁冤
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江蘇建筑圓園19 年第1 期淵總第195 期冤
開裂袁裂縫分布不規(guī)律袁混凝土開裂后早期應力得到釋放袁
后期產(chǎn)生的收縮應力集中在某些已開裂位置繼續(xù)釋放袁逐
漸形成第一種裂縫形態(tài)遙第三類裂縫為混凝土表面的不規(guī)
則網(wǎng)狀裂縫袁該類裂縫主要由混凝土養(yǎng)護過程中水分快速
揮發(fā)導致混凝土表面形成干縮裂縫遙
另兩混凝土基座間為煉鋼爐袁經(jīng)現(xiàn)場了解袁爐體溫度為
1 700益袁基座內(nèi)側(cè)雖采用防火磚堯鋼板等保護隔熱措施遙但基
座內(nèi)側(cè)產(chǎn)生較高的溫度場袁在溫度場作用下袁在基座表面產(chǎn)生拉
應力袁對裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展存在一定的影響遙上述3類裂縫均為
非受力裂縫袁根據(jù)葉工業(yè)建筑可靠性鑒定標準曳第6.2.5-1條袁在室
內(nèi)正常環(huán)境下的重要構(gòu)件袁當裂縫寬度大于0.3mm時袁構(gòu)件的使
用性等級評為c級遙所測裂縫寬度最大值為0.3mm袁故上述裂縫
尚不明顯影響構(gòu)件的使用性遙
淵2冤對裂縫進行鑒定袁結(jié)論如下院
根據(jù)檢測結(jié)果和結(jié)構(gòu)分析袁該基座裂縫的產(chǎn)生主要是
由混凝土收縮和混凝土失水干縮引起袁另基座內(nèi)側(cè)的高溫
形成的溫度場對裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展存在一定的影響袁基座
裂縫為非受力裂縫袁裂縫尚不顯著影響構(gòu)件的使用性袁考慮
結(jié)果耐久性的要求袁建議對裂縫進行處理遙
淵3冤安全性鑒定
該基座混凝土抗壓強度均滿足設計要求袁其鋼筋配置
滿足設計及驗收規(guī)范要求袁碳化深度小于裂縫深度遙根據(jù)振
動測試結(jié)果袁結(jié)構(gòu)自振頻率與外部振動頻率不一致袁經(jīng)有限
計算軟件ABAQUS結(jié)構(gòu)分析袁混凝土及鋼筋最大應力均小
于設計值袁各工況下各控制截面的應變實測值小于理論值遙
綜上所述袁該結(jié)構(gòu)的安全性等級評定為B 級遙
7 結(jié)語
本文以工程實例介紹了混凝土墻基座開裂后安全性檢
測鑒定袁文章中主要闡述了檢測項目堯結(jié)構(gòu)分析及安全性判
定袁為類似工程提供參考遙
參考文獻
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圖11 混凝土應變實測值與理論值比較
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淵上接第48頁冤
68

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