连廊在建筑中起着至关重要的作用。它连接不同的建筑部分,为人员疏散和货物运输提供了关键通道。例如,在现代高层住宅建筑中,消防连廊通常连接两栋或多栋建筑,其宽度不小于 1.2 米,确保人员疏散的畅通。在紧急情况下,如火灾发生时,楼梯往往会被火势迅速蔓延所围困,而连廊则为被困者提供了另外一个选择。同时,连廊还可以作为紧急物资运输通道,在自然灾害或其他突发事件中,用于运送医疗物资、食品和水等生活必需品,确保被困者在等待救援时能够得到基本的生活保障。
(二)安全问题影响重大连廊结构安全问题可能导致严重后果,对人们的生命财产造成重大影响。如果连廊结构不稳定,在使用过程中可能会出现坍塌等危险情况,从而导致人员伤亡和财产损失。以南京高层起火事件为例,大火吞噬了整个楼层,而连廊作为一道生命通道,给了被困者逃生的机会。如果没有连廊,后果不堪设想。此外,连廊的安全问题还可能影响到周边建筑和设施的安全。例如,如果连廊发生坍塌,可能会砸到周边的建筑物或设施,造成更大的损失。因此,连廊结构安全问题必须引起足够的重视,确保其在使用过程中的安全性和可靠性。
二、安全检测标准与规范(一)高层民用建筑规范要求在高层民用建筑中,对于连廊的设置有着明确的标准。根据相关规定,18 层以上的民用建筑需要配备两部步梯,或者在单元间设置连廊。对于超过 18 层以上的高层住宅,要按照国家《高层民用建筑设计防火规范》(2005 年版) 进行设计执行。其中规定,建筑高度不大于 27m 的建筑,当每个单元任一层的建筑面积大于 650m²,或任一户门至Zui近安全出口的距离大于 15m 时,每个单元每层的安全出口不应少于 2 个;建筑高度大于 27m、不大于 54m 的建筑,当每个单元任一层的建筑面积大于 650m²,或任一户门至Zui近安全出口的距离大于 10m 时,每个单元每层的安全出口不应少于 2 个;建筑高度大于 54m 的建筑,每个单元每层的安全出口不应少于 2 个。
(二)消防连廊测量标准消防连廊在总平面布局方面有着严格要求。小区的总平面布局消防设计主要包括防火间距和消防车道。防火间距方面,多层相邻住宅防火间距不足 6 米的,可按照相关条文使防火间距不小于 4 米进行设计,也可采用相邻较高面外墙设置防火墙的办法;住宅楼与沿街商业用房垂直毗邻布置,间距一般只有 1—2 米,除将相邻较高面设计为防火墙外,还应考虑内角外墙上相邻的门窗洞口的间距不应小于 4 米;单体或连排式别墅之间防火间距不足可使间距不小于 4 米,否则相邻较高外墙应设计为防火墙;高层住宅与多层住宅防火间距不足有两种处理方法,当多层住宅相邻面外墙为防火墙,屋顶承重构件耐火极限不低于 1 小时,防火间距可不小于 4 米,当高层住宅相邻面外墙为防火墙或比相邻较低一座建筑屋面高 15 米及以下范围内的墙为不开设门、窗洞口的防火墙时,防火间距可不限。消防车道方面,小区内应布置消防车道,消防车道应形成环状,宽度不应小于 3.5 米,至少有两个与小区外道路相通的出入口,出入口的净高和净宽都不应小于 4 米。对于多层住宅应保证至少一个长边设置消防车道,高层住宅应设置环形消防车道,或沿两个长边设置消防车道。
在消防给水系统方面,住宅小区的消防给水系统一般由室外消火栓、室内消火栓、自动喷水灭火等系统组成。室外消火栓是每个住宅小区都必须具备的基础消防设施,设置的数量应能保证每幢建筑都在其保护半径以内,位置应设在消防车道旁,DN100 或 DN150 的主出水口应朝向消防车道。超过 7 层的单元式住宅,超过 6 层的塔式住宅、通廊式住宅、底层设有商业网点的单元式住宅及所有的高层住宅应设置室内消火栓系统,水泵结合器应设在消防车便于操作的地点,距水泵结合器 15—40 米范围内应设置室外消火栓,小区可合用消防水箱、消防泵房和消防水池。对于底层设有商业部分的高层商住楼,其商业及地下、半地下车库部分设置自动喷水灭火系统十分必要。
在安全疏散方面,多层住宅的疏散楼梯Zui小宽度不应小于 1.1 米,不超过 6 层的单元式住宅中一边设有栏杆的疏散楼梯,其Zui小宽度可不小于 1 米。“高层单元式住宅从第十层起相邻单元应设置连通的阳台或凹廊”,以便在火灾中当一部疏散楼梯被火灾烟气封锁时,楼内人员可通过相邻单元到达另一部疏散楼梯紧急疏散。
(三)住宅连廊安全要求住宅连廊在宽度方面,连廊的进深原则上不得大于 2 米,当Zui近的房间是卫生间或是厨房无法满足入户通行要求时,连廊可延伸至下一个其他性质的房间。在高度方面,住宅连廊建筑连接时,连接建筑之间的高度差不能超过 2.5m,如需超出,需要设计师重新设计结构方案。在连接建筑的高度差超过 0.75m 时,住宅连廊中应设有坡道或台阶,以便行人安全通行,且住宅连廊的坡度不得超过 10%。
防火方面,住宅连廊的结构应以建筑设计规范为准,满足强度、稳定性、抗震等方面的要求,且顶部应有防水结构设计,以防止雨水侵入室内。门窗应有保温、防火、防盗等功能,能够有效隔绝室外的温度和噪声,应采取压条固定方式,以保持承重墙体不受损,不得影响住宅连廊的通风和采光效果。
照明方面,住宅连廊内应设置持续供电的应急照明,其照度不应低于 0.5 勒克斯,并在关键位置设置明显的疏散指示标识。
防盗方面,虽然住户考虑到防盗可能会增设防盗网,但这样既不经济也影响美观,对于安全疏散也没有太大的实际意义。
通风方面,住宅连廊内部应有至少两个以上的通风口,每个通风口应有面积不小于 0.05m²,并且处于上下位置,以保证住宅连廊内部的空气流通。
排水方面,连廊应做好排水设计,防止积水影响使用安全。
三、安全检测案例分析(一)合肥钢结构连廊鉴定2019 年 3 月 25 日,受委托对安徽省合肥市经济技术开发区蓬莱路 2592 号某公司钢结构连廊进行安全性鉴定。该连廊建于 2017 年,平面呈矩形,钢框架结构,独立基础,长 21.93m,宽 8.25m,高 8.1m,轻钢屋面,主框架钢材牌号为 Q345B。
地基检测:连廊周边地面与上部主体结构未发现因基础不均匀沉降及变形等原因造成的结构损坏特征,连廊柱现状垂直度满足相关规范要求,地基基础处于正常工作状态,综合评定地基基础安全性等级为 B 级。
上部承重结构鉴定:
结构布置复核:现场采用测距仪、卷尺等测量工具对连廊结构空间布置进行复核,结果符合设计图纸。
钢材强度检测:采用里氏硬度计对连廊主体结构钢材硬度进行检测,推定检验批钢材牌号为 Q345。
钢构件截面尺寸复核:使用游标卡尺、卷尺、金属测厚仪等对连廊结构主要构件尺寸进行复核,符合设计图纸。
漆膜厚度检测:采用涂层测厚仪检测,结果符合相关规范要求。
构造和连接检查:钢构件构造合理,连接方式正确,无构造缺陷,工作无异常。柱间支撑、水平支撑、系杆等结构构造措施齐全。连接节点现状基本完好,表面存在轻微锈蚀,螺栓无滑移迹象,焊缝无开裂迹象。综合评定连廊上部承重结构承载功能安全性等级为 A 级。
围护结构系统鉴定:围护墙无变形、破损等损伤情况,与结构之间连接可靠;屋面无变形、破损等损伤情况,与结构之间连接可靠。评定该连廊围护结构系统安全性等级为 A 级。
该公司钢结构连廊现状安全性等级为 B 级,可正常安全使用。并给出建议:不得擅自拆改连廊原有的承重结构,改变房屋的使用功能;加强日常维护检查,发现问题立即处理。
(二)德清连廊坍塌事故2021 年 1 月 11 日 8 时许,湖州市德清县纳奇科化妆品有限公司厂房连廊发生局部坍塌,导致 25 名员工坠落。截至 12 日,事故造成 1 人死亡、14 人受伤(其中 3 人伤势较重)。经初步调查,事发位置为纳奇科化妆品有限公司 1#、2# 厂房南侧连廊处,廊高约 8 米。事发时,连廊上的滚轮输送带货物滞留较多,且员工集中在连廊上开早会,连廊瞬间局部坍塌致人坠落伤亡。
事故调查组认定:湖州市德清县纳奇科化妆品有限公司 “1・11” 坍塌事故是一起连廊因温差作用导致钢筋不满足许用应力要求,锚固钢筋发生断裂,导致连廊一侧坍塌、人员摔落的一般生产安全责任事故。此次事故突出了安全隐患排查的重要性,各地应深刻吸取事故教训,全面开展工业厂房架空连廊安全隐患排查,从设计、施工及使用环节进行安全评估,对存在安全隐患的连廊采取整改措施,确保不发生架空连廊安全伤亡事故。
(三)东莞世博广场天桥坍塌2022 年 2 月 21 日,东莞闹市中心连接两栋建筑物的人行连廊(天桥)突然坍塌,砸坏 5 辆小车。该钢结构连廊为连接世博广场内两栋商业楼的主要通道之一,连廊建设年代久远,主体年久失修,部分已经存在明显锈蚀迹象。
事发后,东莞市立即开展全市范围内相关设施隐患排查。要求在 2 月 28 日前完成隐患排查工作,对检查发现的问题建立安全隐患台账,分类汇总,并形成闭环整改,限时整改到位,确保消除隐患。每半年至少开展一次定期专项排查,动态更新辖区连廊台账,建立长效机制,及时消除安全隐患。此事件提醒我们,老旧建筑连廊安全鉴定和维护刻不容缓,广大业主应重视定期进行安全鉴定,针对存在安全隐患或老旧建筑物进行安全鉴定。
四、安全检测要点解析(一)设计方面的核查在连廊结构安全检测中,设计方面的核查至关重要。首先,要核查连廊是否有对应的建筑、结构设计图纸,并且图纸需经过施工图审查。设计图纸是连廊建设的基础,确保其准确性和完整性能够为后续的施工和验收提供可靠依据。
对于图纸中的连廊结构配筋率需进行严格核查。要确认是否存在超筋或少筋设计,配筋率的合理与否直接关系到连廊的结构强度和稳定性。例如,根据相关规范,连廊的结构配筋应根据其跨度、使用荷载等因素进行jingque计算,确保在各种工况下都能满足安全要求。
同时,还需核查设计使用荷载。明确连廊设计时所考虑的人员、货物等各类荷载,确保在实际使用中不超过设计荷载。一般来说,设计使用荷载会考虑到不同的使用场景,如日常人员通行、紧急疏散时的人员密度等。以某商业连廊为例,其设计使用荷载可能包括购物人群的重量、临时摆放的商品重量等。此外,还要核查材料质量、施工质量控制及检测要求等内容,确保连廊所使用的材料符合标准,施工过程中有明确的质量控制措施和检测要求,为连廊的安全提供全方位的保障。
(二)施工方面的检查连廊施工材料的检测是施工方面检查的重点之一。对连廊与连接主体结构施工材料,如钢筋、混凝土等主要受力材料,需进行严格的复试检测报告审查。确保材料的强度、耐久性等性能符合设计要求,例如混凝土的抗压强度应达到设计标准,钢筋的力学性能应满足相关规范。
连接方式的检查也不容忽视。核查连廊与支座连接,如支座连接设计形式、钢筋锚固长度等是否符合设计要求。钢筋锚固长度不足可能导致连廊在受力时出现连接松动,影响结构的整体稳定性。以钢结构连廊为例,钢构件之间的连接焊缝质量、高强螺栓的紧固程度等都需要进行严格检查。
按图施工是保证连廊质量的关键。查看隐蔽验收资料,核对设计图纸和结构实体的一致性。在施工过程中,可能会出现因施工难度或其他原因导致的未按图施工情况,这将给连廊的安全带来隐患。例如,检查连廊的尺寸、构件位置等是否与设计图纸一致,确保施工过程严格按照设计方案进行。
(三)验收与使用的关注在连廊的验收过程中,核查结构验收组织、验收质量检测、验收会议纪要及评估报告等内容,确认连廊是否经竣工验收合格后投入使用。一个规范的验收组织能够确保验收过程的公正、科学,验收质量检测则为连廊的安全性提供数据支持。
使用方面,要核查现场使用荷载是否超过设计荷载要求。在实际使用中,可能会出现违规堆放重物、人员过度集中等情况,导致使用荷载超过设计值,从而影响连廊的结构安全。例如,某工厂连廊在使用过程中,工人违规将大量原材料堆放在连廊上,超出了设计荷载,给连廊带来了安全隐患。
此外,还需核查是否存在未经规划许可的违章建筑。违章建筑可能会改变连廊的受力结构,增加连廊的负担,影响其安全性。如在连廊上私自搭建临时房屋等行为都是不允许的。对存在违章建筑的连廊,应及时进行整改,确保连廊的安全使用。
五、安全检测方法探讨(一)合肥钢结构安全鉴定方法依据《工业建筑可靠性鉴定标准》,对合肥钢结构连廊的检测内容和方法如下:
地基检测:通过观察连廊周边地面与上部主体结构,判断是否有因基础不均匀沉降及变形等原因造成的结构损坏特征。同时测量连廊柱现状垂直度,综合评定地基基础安全性等级。本次鉴定中,该连廊周边地面与上部主体结构未发现相关损坏特征,连廊柱垂直度满足规范要求,地基基础处于正常工作状态,安全性等级为 B 级。
上部承重结构鉴定:
结构布置复核:利用测距仪、卷尺等测量工具对连廊结构空间布置进行复核,确保与设计图纸一致。经现场复核,该连廊结构空间布置符合设计图纸。
钢材强度检测:采用里氏硬度计对连廊主体结构钢材硬度进行检测,根据检测结果推定检验批钢材牌号。在本次鉴定中,推定该连廊钢材牌号为 Q345。
钢构件截面尺寸复核:使用游标卡尺、卷尺、金属测厚仪等测量工具对连廊结构主要构件尺寸进行复核,保证符合设计图纸要求。经现场复核,该连廊结构主要构件尺寸符合设计要求。
漆膜厚度检测:采用涂层测厚仪对连廊结构主要构件尺寸进行漆膜厚度检测,确保检测结果符合相关规范要求。
构造和连接检查:检查钢构件长细比等构造是否合理,连接方式是否正确,有无构造缺陷和工作异常情况。同时检查柱间支撑、水平支撑、系杆等结构构造措施是否齐全,连接节点现状是否完好,螺栓有无滑移迹象,焊缝有无开裂迹象。通过对连廊上部结构构件承载功能、构造与连接等两方面的检查,综合评定连廊上部承重结构承载功能安全性等级。本次鉴定中,该连廊上部承重结构承载功能安全性等级为 A 级。
围护结构系统鉴定:对围护墙和屋面进行检查,判断是否有变形、破损等损伤情况,以及与结构之间的连接是否可靠。本次鉴定中,该连廊围护结构系统安全性等级为 A 级。
(二)型钢混凝土连廊监测方法型钢混凝土连廊及其钢桁架加固结构的安全监测方法包括应力测试和变形测试:
应力测试:
H 型钢吊杆应力测点布置:将七个单向应变计编号,分别布置在 12-C、13-C、12-B、13-B、11-E、12-E、11-D 处 H 型钢吊杆的中部腹板表面。
首层连廊型钢混凝土主梁应力测点布置:将六个单向应变计编号,分别布置在 E 轴钢混凝土主梁的跨中、D 轴钢混凝土主梁的跨中、C 轴钢混凝土主梁的跨中、B 轴钢混凝土主梁的跨中、C 轴钢混凝土主梁的右支座、B 轴钢混凝土主梁的右支座下翼缘的上表面。
第二层连廊型钢混凝土主梁应力测点布置:将六个单向应变计编号,分别布置在 E 轴钢混凝土主梁的左支座、D 轴钢混凝土主梁的左支座、E 轴钢混凝土主梁的跨中、D 轴钢混凝土主梁的跨中、C 轴钢混凝土主梁的跨中、B 轴钢混凝土主梁的跨中处下翼缘的上表面。
首层连廊两侧型钢混凝土柱应力测点布置:将 4 个单向应变计编号,分别布置在首层连廊 10-C、10-B、14-E、14-D 处的梁柱节点核心区。
第二层连廊两侧型钢混凝土柱应力测点布置:将 4 个单向应变计编号,分别布置在首层连廊 10-E、10-D、14-C、14-B 处的梁柱节点核心区。将所有单向应变计收集的数据传输到计算机上,并利用 MIDAS 软件做有限元分析,推算应力预警值并对现场型钢混凝土结构在测点处的应力进行实时监控,确保结构受力在安全范围内。
变形测试:将四个反光片编号分别布置到 C 轴的主梁跨中和支座处腹板表面、B 轴的主梁跨中和支座处腹板表面,利用全站仪进行竖直方向上的变形沉降监测。
(三)高层连体结构钢连廊监测高层连体结构钢连廊整体提升过程中的安全监测包括以下方面:
监测系统选择:由于该工程结构具有跨度及自重大、构件类型多及施工过程复杂等特征,湖南大学大型土木工程结构健康监测研究团队建立了以关键杆件应力水平观测为主的监测系统,健康监测系统由传感器子系统、数据采集和传输子系统、数据处理和管理子系统、结构状态评估子系统 4 大模块组成。
测点布置:根据初步结构有限元分析及对结构几何特征和受力特点的分析,在钢连廊关键构件上共安装 21 个 JMZX - 212HAT 型振弦式应变传感器,通过焊接固定于钢结构表面,传感器布置在各施工步骤中内力较大区域(1 层型钢梁)、内力方向发生变化的构件(吊柱)及主要受力构件(钢管混凝土拱)上,传感器方向沿构件主要受力方向。
监测结果:以钢连廊起吊初始时刻为应变零点,整个施工过程监测所得结构应变响应显示,在提升过程中,结构测点处的应变在结构吊装时的几个关键步骤中,由于边界条件及外覆荷载的改变,变化幅值为 -250~300με,在结构安装过程中,受施工扰动及环境温度影响,应变数据产生了 20~100με 的波动,在提升过程中波动较小,表明吊装过程整体平稳。连廊预提升阶段,结构传力路径发生变化,主要受力构件钢管混凝土拱受到较大压应变,吊柱受力由受压转为受拉,产生较大拉应变;焊接过程中,钢连廊整体应变波动较小;拆除临时支撑后,下弦杆产生较大应变,索力释放后减小;混凝土浇筑阶段,吊柱及钢管混凝土拱应变逐步稳定增大,应变变化稳定。
六、连廊结构安全检测总结连廊结构安全检测至关重要,它关系到人们的生命财产安全以及建筑的整体稳定性。通过对连廊结构安全检测标准与规范的梳理,我们明确了在设计、施工、验收和使用各个阶段的具体要求。
从案例分析中可以看出,连廊安全事故可能带来严重后果,如德清连廊坍塌事故造成人员伤亡,东莞世博广场天桥坍塌砸坏车辆等。这些案例为我们敲响了警钟,提醒我们要高度重视连廊结构安全检测。同时,合肥钢结构连廊鉴定等成功案例也为我们提供了可借鉴的检测方法和经验。
在安全检测要点解析中,我们明确了设计方面要核查图纸、配筋率、使用荷载等内容;施工方面要检查材料、连接方式和按图施工情况;验收与使用阶段要关注结构验收组织、使用荷载和违章建筑等问题。这些要点为连廊结构安全检测提供了具体的指导方向。
在安全检测方法探讨中,合肥钢结构安全鉴定方法、型钢混凝土连廊监测方法以及高层连体结构钢连廊监测等为我们展示了不同类型连廊的检测手段。这些方法利用先进的技术和设备,对连廊的各个方面进行监测和评估,确保连廊的安全性能。
连廊结构安全检测是一项复杂而重要的工作。我们需要严格遵循标准规范,借鉴成功案例和先进检测方法,加强对连廊结构的安全检测和维护,为人们提供安全可靠的建筑环境。
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