第4章-既有工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)安全鑒定

第4章

既有工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)安全鑒定

尹曉文王光云2024年9月29日本章學(xué)習(xí)目的了解目前鋼結(jié)構(gòu)廠房主要面臨的問題及需要進(jìn)行安全性鑒定的情況;(2)了解鋼結(jié)構(gòu)損傷機(jī)理及危害;(3)了解目前鋼結(jié)構(gòu)鑒定加固檢測項(xiàng)目、常見的規(guī)范規(guī)程；(4)了解目前鋼結(jié)構(gòu)廠房加固的常見方法；(5)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理簡介。本章主要內(nèi)容4.1引言4.2

鋼結(jié)構(gòu)的損傷機(jī)理及其危害

4.3

鋼結(jié)構(gòu)檢測鑒定常見項(xiàng)目及常用規(guī)范規(guī)程4.4

既有鋼結(jié)構(gòu)加固方法簡介

4.5

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理簡介

4.6

某門式剛架檢測實(shí)例4.7

鄂托克前旗演藝中心檢測實(shí)例4.8

某鋼屋架檢測鑒定實(shí)例4.9

某鋼廠H型鋼廠房檢測實(shí)例4.10

本章小結(jié)及展望

工業(yè)廠房破壞圖片施工不當(dāng)導(dǎo)致廠房垮塌地震導(dǎo)致廠房垮塌臺(tái)風(fēng)導(dǎo)致廠房柱破壞施工不當(dāng)導(dǎo)致廠房整體垮塌法國戴高樂機(jī)場倒塌現(xiàn)場施工不當(dāng)導(dǎo)致壓桿屈曲颶風(fēng)后網(wǎng)架倒塌現(xiàn)場鋼結(jié)構(gòu)破壞實(shí)例大風(fēng)中倒塌的鋼結(jié)構(gòu)廠房4.1引言一、鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的前景我國1996年鋼產(chǎn)量1億噸，2010年鋼產(chǎn)量達(dá)到6億噸。鋼材的使用經(jīng)歷了從“節(jié)約---合理使用---大力推廣”的過程。建筑用的鋼材約占總鋼材的1/3,其中90%以上是線材，鋼結(jié)構(gòu)用量占建筑用鋼的5%左右。主要用于以下幾個(gè)方面：輕鋼結(jié)構(gòu)(單層工業(yè)廠房)---門式剛架體系用鋼量指標(biāo)30-70kg/m2(見照片)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(體育館、體育場、航站樓)---網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)用鋼量指標(biāo)20-40kg/m2(見照片)

體育場

體育館

單層工業(yè)廠房

航站樓二、既有建筑結(jié)構(gòu)性能的檢測

1.遇到下列情況之一時(shí)，應(yīng)對既有建筑結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀缺陷和損傷、結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力、結(jié)構(gòu)變形等涉及結(jié)構(gòu)性能的項(xiàng)目進(jìn)行檢測：建筑結(jié)構(gòu)安全鑒定；建筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定；建筑大修前的可靠性鑒定；建筑改變用途、改造、加層或擴(kuò)建前的鑒定；建筑結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限繼續(xù)使用的鑒定；受到災(zāi)害、環(huán)境侵蝕等影響建筑的鑒定；對既有建筑結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量有懷疑或爭議。

2.既有鋼結(jié)構(gòu)的檢測：鋼結(jié)構(gòu)的安全性鑒定鋼結(jié)構(gòu)的抗震鑒定大修前的可靠性鑒定建筑改變使用用途、改造、加層、擴(kuò)建前的鑒定受到災(zāi)害、環(huán)境腐蝕等影響的鑒定對鋼結(jié)構(gòu)的可靠性產(chǎn)生懷疑或爭議時(shí)3.檢測工作程序4.2鋼結(jié)構(gòu)損傷機(jī)理及其危害4.2.1穩(wěn)定性問題鋼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)事故是指因鋼結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失整體穩(wěn)定性或局部穩(wěn)定性而引發(fā)的事故。相對于混凝土結(jié)構(gòu)而言，鋼結(jié)構(gòu)因強(qiáng)度高而使構(gòu)件細(xì)長，截面相對較小，因此在外荷載作用下更容易失穩(wěn)。某廠房整體失穩(wěn)某鋼柱局部失穩(wěn)某合成橡膠車間的屋架系統(tǒng)采用13榀14m跨度的梭形鋼屋架，上放槽形板，未設(shè)隔墻。發(fā)生事故時(shí)有11榀鋼屋架墜落，2榀鋼屋架雖未墜落但變形嚴(yán)重，屋頂?shù)顾?。?jīng)分析，原設(shè)計(jì)中屋架主要壓桿的長細(xì)比均超出規(guī)范要求，最大達(dá)275（原規(guī)范規(guī)定受壓桿件長細(xì)比不大于150）。而施工方擅自將端腹桿由25變更為20，削弱了腹桿截面積，導(dǎo)致其實(shí)際應(yīng)力超出允許應(yīng)力一倍多，造成腹桿受壓失穩(wěn)，引起鋼屋架變形破壞，釀成嚴(yán)重事故。

4.2鋼結(jié)構(gòu)損傷機(jī)理及其危害4.2.2鋼結(jié)構(gòu)的疲勞破壞

在反復(fù)交變荷載作用下，在應(yīng)力水平遠(yuǎn)低于鋼材的極限抗拉強(qiáng)度甚至屈服點(diǎn)的情況下發(fā)生的鋼結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的破壞現(xiàn)象，稱為疲勞破壞。疲勞破壞主要與應(yīng)力幅、應(yīng)力循環(huán)次數(shù)和構(gòu)造細(xì)節(jié)有關(guān)。

吊車梁承受反復(fù)荷載某鋼廠車間內(nèi)的吊車梁于1960年建成投產(chǎn)，1976年發(fā)現(xiàn)21根吊車梁中有16根實(shí)腹焊接工字形截面吊車梁在上翼緣與腹板連接焊縫處及腹板上部有縱向裂縫。裂縫基本沿全梁出現(xiàn)，跨中加勁肋處裂縫最多，上翼緣與腹板連接焊縫的裂縫基本與梁平行。該吊車梁應(yīng)力循環(huán)次數(shù)達(dá)200萬次，局部區(qū)域達(dá)800萬次，疲勞損傷嚴(yán)重，無法修復(fù)，全部更換。

4.2鋼結(jié)構(gòu)損傷機(jī)理及其危害4.2.3鋼結(jié)構(gòu)的脆性破壞鋼結(jié)構(gòu)脆性斷裂是其極限狀態(tài)中最危險(xiǎn)的破壞形式之一。它發(fā)生往往很突然，沒有明顯的塑性變形，而破壞時(shí)構(gòu)件的名義應(yīng)力很低，有時(shí)只有其屈服強(qiáng)度的0.2倍。

某節(jié)點(diǎn)的脆性破壞4.2鋼結(jié)構(gòu)損傷機(jī)理及其危害4.2.4鋼結(jié)構(gòu)的防火與防腐腐蝕使鋼結(jié)構(gòu)桿件凈截面面積減損，降低結(jié)構(gòu)承載力和可靠度，腐蝕形成的“銹坑”使鋼結(jié)構(gòu)脆性破壞的可能性增大，尤其是抗冷脆性能下降。普通的結(jié)構(gòu)鋼當(dāng)其承受熱量達(dá)400℃時(shí)，材質(zhì)的強(qiáng)度和彈性模量將急劇下降；當(dāng)溫度達(dá)到650℃時(shí)，鋼材已基本上喪失了承載能力

某鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的腐蝕某單位食堂為17.5m直徑圓形磚墻上扶壁柱承重的單層建筑，屋蓋系統(tǒng)為17.5m直徑的懸索結(jié)構(gòu)，懸索由90根直徑為7.5mm的鋼絞索組成。該建筑于建成20年后突然發(fā)生屋蓋整體坍塌，90根鋼絞索全部沿周邊折斷，但周圍磚墻和圈梁無塌陷損壞。經(jīng)調(diào)查，事故的主要原因是食堂內(nèi)空氣濕度較大，溫度較高，通風(fēng)不暢，鋼絞索長時(shí)間銹蝕，截面減小，承載力降低。

2007年8月15日拍攝的火災(zāi)時(shí)被損壞的上海環(huán)球金融中心玻璃幕墻

撞擊在300-400m高處，對樓根部產(chǎn)生很大的力矩，這一力矩比正常情況增加了20%-30%，但這一增加的力矩應(yīng)在設(shè)計(jì)的安全范圍內(nèi)?！?.11”事件中紐約世貿(mào)中心大樓的轟然倒塌是人類文明史上火災(zāi)給鋼結(jié)構(gòu)造成的最大災(zāi)難。為確保鋼結(jié)構(gòu)達(dá)到規(guī)定的耐火極限要求，必須采取防火保護(hù)措施。一般可以采用防火涂料、防火板、石膏板、珍珠巖板、蛭石板或混凝土等材料，用緊貼法、空心法或?qū)嵭姆▽摌?gòu)件包裹起來。4.2鋼結(jié)構(gòu)損傷機(jī)理及其危害4.2.5鋼結(jié)構(gòu)的其他缺陷鋼結(jié)構(gòu)的變形實(shí)質(zhì)是剛度失效，原因有：設(shè)計(jì)不當(dāng)，制造不當(dāng)，使用不當(dāng)?shù)?。鋼結(jié)構(gòu)的裂縫鋼結(jié)構(gòu)加工制作引起的缺陷鋼結(jié)構(gòu)連接引起的缺陷鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)輸、安裝、使用、維護(hù)引起的缺陷

4.3鋼結(jié)構(gòu)檢測常見項(xiàng)目及規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)鑒定項(xiàng)目工業(yè)建筑民用建筑安全性承載能力承載能力構(gòu)造和連接構(gòu)造不適于繼續(xù)承載的位移(或變形)使用性變形位移偏差一般構(gòu)造長細(xì)比（受拉構(gòu)件）腐蝕銹蝕（腐蝕）4.3.1鋼結(jié)構(gòu)的檢測分類和內(nèi)容：

分類鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量或性能的檢測鋼構(gòu)件質(zhì)量或性能的檢測內(nèi)容鋼結(jié)構(gòu)材料性能連接構(gòu)件的尺寸與偏差變形與損傷構(gòu)造以及涂裝結(jié)構(gòu)或構(gòu)件性能的實(shí)荷檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力測試等4.3鋼結(jié)構(gòu)檢測常見項(xiàng)目及規(guī)范4.3.1.1材料

1.鋼材的力學(xué)性能檢驗(yàn)項(xiàng)目：屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、伸長率、冷彎、沖擊功等。取樣工程有與結(jié)構(gòu)同批的鋼材時(shí)，將其加工成試件，進(jìn)行鋼材力學(xué)性能檢驗(yàn)；工程沒有與結(jié)構(gòu)同批的鋼材時(shí)，可在構(gòu)件上截取試樣，但應(yīng)確保結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全。既有鋼結(jié)構(gòu)鋼材的抗拉強(qiáng)度范圍的估算

可采用表面硬度法檢測4.3.1.2連接

焊接連接

焊釘連接螺釘連接高強(qiáng)螺栓連接1.焊接連接

焊縫質(zhì)量：對設(shè)計(jì)上要求全焊透的一、二級(jí)焊縫和設(shè)計(jì)上沒有要求的鋼材等強(qiáng)對焊拼接焊縫的質(zhì)量，可采用超聲波探傷的方法檢測。外觀檢查：對鋼結(jié)構(gòu)工程的所有焊縫都應(yīng)進(jìn)行外觀檢查；對既有鋼結(jié)構(gòu)檢測時(shí)，可采取抽樣檢測焊縫外觀質(zhì)量的方法，也可采取按委托方指定范圍抽查的方法。

金屬探傷五種無損檢測方法

無損檢測技術(shù)

基本原理能檢測出的缺陷磁粉檢測(MT)*MagneticTesting

磁場作用

表面及近表面缺陷滲透檢測(PT)

PenetrantTesting毛細(xì)管作用表面開口缺陷渦流檢測(ET)EddyTesting電磁感應(yīng)作用表面及近表面缺陷，壓力容器超聲波檢測(UT)*

UltrasonicTesting超聲波反射原理內(nèi)部缺陷，對面積型缺陷(如裂紋、未熔合)較敏感射線照測(RT)RadiographyTesting射線衰減原理內(nèi)部缺陷，對體積型缺陷(如氣孔、夾渣)較敏感

a.

搭接接頭

b.

角接接頭

c.

對接接頭

d.T形接頭

a.

氣孔

b.

夾渣

c.

焊瘤

d.

未熔合

e.

未焊透

f.

夾渣和弧坑

g.

焊接裂紋

h.

焊接尺寸不符合要求和咬邊

i.

燒穿和氣孔

焊縫的檢測宜優(yōu)先考慮受拉構(gòu)件，在網(wǎng)架、桁架中應(yīng)特別注意跨中下弦桿件。

軸向應(yīng)力是切向應(yīng)力的一半，即對圓筒形容器來說，環(huán)向焊縫受力只是縱向焊縫的一半，應(yīng)優(yōu)先對縱向焊縫進(jìn)行探傷.2.焊釘焊接對鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢測時(shí)，可抽樣進(jìn)行焊釘焊接后的彎曲檢測;檢測方法與評(píng)定標(biāo)準(zhǔn):錘擊焊釘頭使其彎曲至300，焊縫和熱影響區(qū)沒有肉眼可見的裂紋可判為合格；檢測批的合格判定按一般項(xiàng)目正常一次性抽樣判定，見下表。樣本容量合格判定數(shù)不合格判定數(shù)樣本容量合格判定數(shù)不合格判定數(shù)2～581320l2352346325080≥125710142191115223.高強(qiáng)度螺栓連接

對扭剪型高強(qiáng)度螺栓連接質(zhì)量，可檢查螺栓端部的梅花頭是否已擰掉，除因構(gòu)造原因無法使用專用扳手?jǐn)Q掉梅花頭者外，未在終擰中擰掉梅花頭的螺栓數(shù)不應(yīng)大于該節(jié)點(diǎn)螺栓數(shù)的5%。對高強(qiáng)度螺栓連接質(zhì)量的檢測，可檢查外露絲扣，絲扣外露應(yīng)為2至3扣，允許有10%的螺栓絲扣外露1扣或4扣。4.

尺寸與偏差

鋼構(gòu)件尺寸的檢測應(yīng)符合下列規(guī)定：尺寸檢測的范圍，應(yīng)檢測所抽樣構(gòu)件的全部尺寸，每個(gè)尺寸在構(gòu)件的3個(gè)部位量測，取3處測試值的平均值作為該尺寸的代表值。尺寸量測的方法，可按相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定量測，其中鋼材的厚度可用超聲測厚儀測定；對于受腐蝕后的構(gòu)件厚度，應(yīng)將腐蝕層除凈，露出金屬光澤后再進(jìn)行測量。5.缺陷、損傷與變形

鋼材外觀質(zhì)量的檢測可分為均勻性，是否有夾層、裂紋、非金屬夾雜和明顯的偏析等項(xiàng)目。當(dāng)對鋼材的質(zhì)量有懷疑時(shí)，應(yīng)對鋼材原材料進(jìn)行力學(xué)性能檢驗(yàn)或化學(xué)成分分析。對鋼結(jié)構(gòu)損傷的檢測可分為裂紋、局部變形、銹蝕等。鋼材裂紋，可采用觀察的方法和滲透法檢測。桿件的彎曲變形和板件凹凸等變形情況，可用觀察和尺量的方法檢測，量測出變形的程度。螺栓和鉚釘?shù)乃蓜?dòng)或斷裂，可采用觀察或錘擊的方法檢測。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的撓度、傾斜等變形與位移和基礎(chǔ)沉降等，可分別參照標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)方法和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法進(jìn)行檢測。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的銹蝕，可按《涂裝前鋼材表面銹蝕等級(jí)和除銹等級(jí)》(GB8923)確定銹蝕等級(jí)。6.構(gòu)造

鋼結(jié)構(gòu)桿件長細(xì)比的檢測與核算，可按標(biāo)準(zhǔn)中尺寸檢測的規(guī)定測定桿件尺寸，以實(shí)際尺寸等核算桿件的長細(xì)比。鋼結(jié)構(gòu)支撐體系的連接，可按標(biāo)準(zhǔn)中連接檢測的規(guī)定檢測。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面的寬厚比，可按標(biāo)準(zhǔn)中尺寸檢測的規(guī)定測定構(gòu)件截面相關(guān)尺寸，并進(jìn)行核算，應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)規(guī)范進(jìn)行評(píng)定。7.涂裝

鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)涂料的質(zhì)量，應(yīng)按國家現(xiàn)行相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對涂料質(zhì)量的規(guī)定進(jìn)行檢測。鋼材表面的除銹等級(jí)，可用現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《涂裝前鋼材表面銹蝕等級(jí)和除銹等級(jí)》(G88923)規(guī)定的圖片對照觀察來確定。不同類型涂料的涂層厚度，應(yīng)分別采用下列方法檢測：漆膜厚度，可用漆膜測厚儀檢測；每件測5處，每處的數(shù)值為3個(gè)相距50mm的測點(diǎn)干漆膜厚的平均值。8.鋼網(wǎng)架

鋼網(wǎng)架的檢測項(xiàng)目可分為：節(jié)點(diǎn)的承載力、焊縫、尺寸與偏差、桿件的不平直度和鋼網(wǎng)架的撓度等。對既有的螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架，可從結(jié)構(gòu)中取出節(jié)點(diǎn)來進(jìn)行節(jié)點(diǎn)的極限承載力檢驗(yàn)。鋼網(wǎng)架中焊縫，可采用超聲波探傷的方法檢測。焊接球、螺栓球、高強(qiáng)度螺栓和桿件偏差的檢測，檢測方法和偏差允許值應(yīng)按《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》JGJ78的規(guī)定執(zhí)行。鋼網(wǎng)架鋼管桿件的壁厚，可采用超聲測厚儀檢測，檢測前應(yīng)清除飾面層。鋼網(wǎng)架中桿件軸線的不平直度，可用拉線的方法檢測，其不平直度不得超過桿件長度的千分之一。?鋼網(wǎng)架的撓度，可采用激光測距儀或水準(zhǔn)儀檢測。?對于大型復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)體系可進(jìn)行原位非破壞性實(shí)荷檢驗(yàn)，直接檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)性能。?對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載力有疑義時(shí)，可進(jìn)行原型或足尺模型荷載試驗(yàn)。對于大型重要和新型鋼結(jié)構(gòu)體系，宜進(jìn)行實(shí)際結(jié)構(gòu)動(dòng)力測試，確定結(jié)構(gòu)自振周期等動(dòng)力參數(shù)。鋼結(jié)構(gòu)桿件的應(yīng)力，可根據(jù)實(shí)際條件選用電阻應(yīng)變儀或其他有效的方法進(jìn)行檢測。9.鋼結(jié)構(gòu)性能的靜力荷載檢驗(yàn)鋼結(jié)構(gòu)性能的靜力荷載檢驗(yàn)分為：使用性能檢驗(yàn)承載力檢驗(yàn)破壞性檢驗(yàn)使用性能檢驗(yàn)和承載力檢驗(yàn)的對象可以是實(shí)際的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，也可以是足尺模型；破壞性檢驗(yàn)的對象可以是不再使用的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，也可以是足尺模型。使用性能檢驗(yàn)使用性能檢驗(yàn)以證實(shí)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在規(guī)定荷載的作用下不出現(xiàn)過大的變形和損傷，經(jīng)過檢驗(yàn)且滿足要求的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件應(yīng)能正常使用。在規(guī)定荷載作用下，某些結(jié)構(gòu)或構(gòu)件可能會(huì)出現(xiàn)局部永久性變形，但這些變形的出現(xiàn)應(yīng)是事先確定的且不表明結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受到損傷。檢驗(yàn)的荷載，應(yīng)取下列荷載之和：實(shí)際自重×l.0;

其他恒載×1.15;

可變荷載×1.25。經(jīng)檢驗(yàn)的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件應(yīng)滿足下列要求：荷載—變形曲線宜基本為線性關(guān)系；卸載后殘余變形不應(yīng)超過所記錄到最大變形值的20%。當(dāng)上述的要求不滿足時(shí)，可重新進(jìn)行檢驗(yàn)。第二次檢驗(yàn)中的荷載—變形曲線應(yīng)基本上呈現(xiàn)線性關(guān)系，新的殘余變形不得超過第二次檢驗(yàn)中所記錄到最大變形的10%。承載力檢驗(yàn)承載力檢驗(yàn)用于證實(shí)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的設(shè)計(jì)承載力。在進(jìn)行承載力檢驗(yàn)前，宜先進(jìn)行使用性能檢驗(yàn)且檢驗(yàn)結(jié)果滿足相應(yīng)的要求。承載力檢驗(yàn)的荷載，應(yīng)采用永久和可變荷載適當(dāng)組合的承載力極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)荷載。承載力檢驗(yàn)結(jié)果的評(píng)定，檢驗(yàn)荷載作用下，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的任何部分不應(yīng)出現(xiàn)屈曲破壞或斷裂破壞；卸載后結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的變形應(yīng)至少減少20%。破壞性檢驗(yàn)破壞性檢驗(yàn)用于確定結(jié)構(gòu)或模型的實(shí)際承載力。進(jìn)行破壞性檢驗(yàn)前，宜先進(jìn)行設(shè)計(jì)承載力的檢驗(yàn)，并根據(jù)檢驗(yàn)情況估算被檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載力。破壞性檢驗(yàn)的加載，應(yīng)先分級(jí)加到設(shè)計(jì)承載力的檢驗(yàn)荷載，根據(jù)荷載變形曲線確定隨后的加載增量，然后加載到不能繼續(xù)加載為止，此時(shí)的承載力即為結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載力。4.3.2檢測涉及的部分標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)檢測評(píng)定及加固技術(shù)規(guī)程YBJ257-96鋼網(wǎng)架檢驗(yàn)及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)JG12-1999焊接球節(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)架焊縫超聲波探傷及質(zhì)量分級(jí)法JG/T3034.1-1996建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程JGJ81-2002金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法GB/T228-2002螺栓球節(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)架焊縫超聲波探傷及質(zhì)量分級(jí)法JG/T3034.2-1996網(wǎng)架結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)JGJ78-91鋼制壓力容器(滲透檢測）GB150-89鋼溶化焊對接接頭射線照相和質(zhì)量分級(jí)JB3323-87鋼制壓力容器磁粉探傷JB3965-85鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)GB11345-89工程建設(shè)施工現(xiàn)場焊接目視檢驗(yàn)規(guī)范CECS71：94鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈與技術(shù)條件GB/T1228~1231-914.4既有鋼結(jié)構(gòu)加固方法簡介改變結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖：改變荷載分布、傳力途徑、節(jié)點(diǎn)性質(zhì)、邊界條件、增設(shè)附加桿件和支撐、施加預(yù)應(yīng)力、考慮空間協(xié)同作用等。不改變結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖：對構(gòu)件截面和連接進(jìn)行加固（加大截面法）。加固方法卸載加固：構(gòu)件損傷嚴(yán)重或接頭應(yīng)力很高、補(bǔ)強(qiáng)施工必須等。不卸載加固：原結(jié)構(gòu)應(yīng)有不少于20％的富余，焊縫厚度加大時(shí)，原焊縫在扣除焊接余熱影響區(qū)長度后的承載力應(yīng)不少于外荷載產(chǎn)生的內(nèi)力。設(shè)計(jì)角度施工角度4.5鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理簡介

1.強(qiáng)度驗(yàn)算（雙向彎曲）

2.局部承壓驗(yàn)算3.

實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定(1)

實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定(平面內(nèi)穩(wěn)定=彎曲失穩(wěn))(2)

實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定(平面外穩(wěn)定=彎扭失穩(wěn))4.

實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定

翼緣穩(wěn)定腹板穩(wěn)定當(dāng)0≤

o≤1.6時(shí):當(dāng)1.6≤

o≤2.0時(shí):4.6某門式剛架檢測4.6.1工程簡介

該建筑于2007年12月開始施工，2009年5月竣工。該建筑在使用階段出現(xiàn)地面開裂、鋼構(gòu)件銹蝕、漏雨等多處質(zhì)量問題，為保證工程的安全及滿足正常使用，對該建筑物進(jìn)行全面的可靠性鑒定。

倉庫外觀

4.6.2損傷調(diào)查

墻角散水開裂

室內(nèi)地坪起砂

地坪收縮裂縫

部分塑鋼窗無密封條

4.6.3荷載調(diào)查

荷載包括恒荷載和活荷載，應(yīng)根據(jù)建筑物現(xiàn)在、未來的使用狀況確定。本建筑物為門式剛架的倉庫，已經(jīng)投入使用，因此按照正常設(shè)計(jì)荷載使用。

本建筑沒有遭受意外損害，荷載按照《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載》及設(shè)計(jì)荷載取值。4.6.4結(jié)構(gòu)形式確認(rèn)

該工程結(jié)構(gòu)體系為門式剛架，作為單層倉庫，主要承重構(gòu)件為鋼柱及梁。4.6.5現(xiàn)場檢測(1)

地基基礎(chǔ)及室內(nèi)地坪混凝土強(qiáng)度、厚度檢測實(shí)際開挖檢測地基尺寸及埋深，回彈法檢測地基混凝土強(qiáng)度。結(jié)論：地基基礎(chǔ)混凝土、室內(nèi)地坪厚度及混凝土強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求。(2)

主體鋼結(jié)構(gòu)檢測

尺寸檢查——檢查哪些尺寸？數(shù)據(jù)與何對照？

焊縫探傷——超聲波探傷——滿足要求（若不滿足要求，有缺陷如何處理？）

垂直度檢測——全站儀檢測——垂直度不滿足要求。防火涂層檢測：未涂裝防腐涂層檢測：采用涂層厚度測量儀對該倉庫5軸線位置的部分剛架柱和鋼梁構(gòu)件進(jìn)行了防腐涂層厚度檢測。涂層厚度不符合設(shè)計(jì)要求。

某工廠防腐涂層檢測

4.6.6數(shù)據(jù)處理(1)

截面特性及內(nèi)力組合

注意：截面特性計(jì)算時(shí)要使用實(shí)際測出的尺寸

內(nèi)力組合考慮哪幾種內(nèi)力組合？控制截面如何?。?/p>

截面尺寸控制截面

(2)截面驗(yàn)算控制內(nèi)力組合項(xiàng)目有：①+Mmax與相應(yīng)的N，V(以最大正彎矩控制)②-Mmax與相應(yīng)的N，V(以最大負(fù)彎矩控制)③Nmax與相應(yīng)的M，V(以最大軸力控制)④Nmin與相應(yīng)的M，V(以最小軸力控制)驗(yàn)算項(xiàng)目：①局部穩(wěn)定性驗(yàn)算②抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算③穩(wěn)定性驗(yàn)算（平面內(nèi)，平面外）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的內(nèi)容應(yīng)用A：剛架柱驗(yàn)算

⑴局部穩(wěn)定驗(yàn)算構(gòu)件局部穩(wěn)定驗(yàn)算是通過限制板件的寬厚比來實(shí)現(xiàn)①柱翼緣②柱腹板A：剛架柱驗(yàn)算

(2)抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算

=371.95-120.58×371.95/9472=371.95-22.59=367.2kN.m>335.33kN.m(3)穩(wěn)定性驗(yàn)算

=206.61N/mm2<f=235N/mm2平面內(nèi)

A：剛架柱驗(yàn)算

平面外

=177N/mm2<f=235N/mm2由上述計(jì)算，該剛架柱局部穩(wěn)定性、抗剪強(qiáng)度、整體穩(wěn)定性均滿足要求4.6.7鑒定結(jié)論及建議最好針對鑒定的程序，分別給出。抽檢的部分剛架柱垂直度不滿足規(guī)范要求；建筑整體傾斜不滿足規(guī)范要求的進(jìn)行糾偏；未涂裝防火涂層的及防腐涂層厚度不夠，進(jìn)行重新涂裝；地坪表面出現(xiàn)裂縫，由設(shè)計(jì)單位對地坪裂縫提出處理意見，針對沉降錯(cuò)縫較大的地坪需進(jìn)行鑿除，對回填土進(jìn)一步壓實(shí)后重新澆筑地坪混凝土。部分圍護(hù)墻上塑鋼窗密封條脫落，部分屋頂彩鋼板脫漆，對脫漆的屋頂彩鋼板進(jìn)行更換，對于密封膠脫落的塑鋼窗進(jìn)行補(bǔ)膠或更換。4.7鄂托克前旗演藝中心4.7.1工程簡介

鄂前旗演藝中心屋蓋為空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，直徑約96m，網(wǎng)架形式為多層正放四角錐，采用螺栓球節(jié)點(diǎn)連接。該網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，施工難度較大，且工程在施工過程中存在一些問題，施工設(shè)計(jì)反復(fù)修改，工程存在趕工期的現(xiàn)象，質(zhì)量存在部分缺陷。

屋架平面及立面圖屋面網(wǎng)架外部形狀4.7.2工程問題及分析過程本工程支座設(shè)計(jì)的兩種算法：完全剛性（計(jì)算出應(yīng)力較大）、非完全剛性（應(yīng)力較?。?，影響桿件的設(shè)計(jì)應(yīng)力，從而影響桿件設(shè)計(jì)尺寸。若考慮支座完全剛性，對施工質(zhì)量要求高。第一階段現(xiàn)場調(diào)查時(shí)，該項(xiàng)目屋面網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)已基本組裝完成，正在開始準(zhǔn)備鋪設(shè)屋面材料，即外力荷載還未施加。從現(xiàn)場檢查中，發(fā)現(xiàn)了一些施工問題，主要有：套筒存在松動(dòng)、破損、缺失、兩端面垂直角度偏差較大、高強(qiáng)螺栓外露等現(xiàn)象。驗(yàn)算如考慮支座完全剛性，驗(yàn)算通過，結(jié)構(gòu)會(huì)偏安全嗎？

套筒松動(dòng)緊固螺栓缺失、松動(dòng)

桿件彎曲變形

支座螺栓松動(dòng)

建模中，對支座采取完全剛性的假定，目的在于使得計(jì)算結(jié)果更加偏于安全計(jì)算荷載完全按照設(shè)計(jì)圖紙中給出數(shù)據(jù)，材料強(qiáng)度、參數(shù)等依據(jù)相關(guān)規(guī)范，計(jì)算結(jié)果中，部分桿件應(yīng)力超出規(guī)范要求，部分桿件富裕度不夠。計(jì)算結(jié)果見圖。爭議

設(shè)計(jì)方認(rèn)為支座剛度不應(yīng)采用無限剛度，現(xiàn)實(shí)中不可能做到剛度無限大，應(yīng)適量放松水平剛度，減小桿件計(jì)算應(yīng)力。檢測機(jī)構(gòu)認(rèn)為，通過現(xiàn)場的檢查結(jié)果，屋面結(jié)構(gòu)存在諸多問題，特別是桿件應(yīng)力彎曲數(shù)量較多，部分節(jié)點(diǎn)存在施工缺陷，嚴(yán)重影響桿件的穩(wěn)定性，穩(wěn)定強(qiáng)度大大降低。在這種情況下，提高計(jì)算安全度有助于保證結(jié)構(gòu)的安全。在施工質(zhì)量難以保障的條件下，再減少計(jì)算結(jié)果可靠度，不利于安全。4.7.3結(jié)論及建議對存在穩(wěn)定性承載力不足的桿件，可以更換，但成本較高。綜合考慮安全與成本，降低荷載是較少桿件應(yīng)力的有效手段?，F(xiàn)在屋面荷載未完全施加上去，可以考慮降低荷載這一方案。更換屋面鋪設(shè)材料，不鋪不必要材料與采用輕質(zhì)材料。計(jì)算結(jié)果顯示，超限桿件數(shù)量大大降低。對減少荷載仍超限桿件加固。初步建議對6根應(yīng)力比偏高的桿件采取套管加固設(shè)計(jì)。4.7.4總結(jié)通過鑒定加固屋面網(wǎng)架的安全性得到了提高。問題得以解決。三方共贏：甲方的建筑有了安全保證；設(shè)計(jì)方避免了大規(guī)模方案整改，降低了成本；檢測方嚴(yán)格履行了自己的義務(wù)，確保了結(jié)構(gòu)的安全。4.8某鋼屋架檢測三角形鋼屋架檢測，是鋼屋架設(shè)計(jì)的逆向應(yīng)用統(tǒng)計(jì)荷載、測量尺寸、建立計(jì)算模型內(nèi)力計(jì)算構(gòu)件驗(yàn)算

強(qiáng)度、平面內(nèi)穩(wěn)定性、平面外穩(wěn)定性、局部穩(wěn)定性思考：若穩(wěn)定性不滿足要求，該如何處理？4.9某鋼廠H型鋼廠檢測4.9.1工程簡介某工程為某鋼鐵公司H型鋼廠房。該廠房為L形，長邊為單層三跨鋼結(jié)構(gòu)排架，短邊為單層雙跨鋼結(jié)構(gòu)排架，基礎(chǔ)為樁基礎(chǔ)。該廠房建成使用過程中出現(xiàn)吊車梁卡軌，為查明卡軌原因，確保安全使用，進(jìn)行本次檢測。車間局部軌道錯(cuò)位軌道損壞主要針對吊車梁卡軌進(jìn)行損傷調(diào)查。主要損傷有吊車梁軌道焊縫錯(cuò)位、損壞、裂縫、斷裂、螺栓松動(dòng)及構(gòu)件銹蝕等狀況。具體如下：4.9.2損傷調(diào)查

軌道裂縫軌道斷裂

軌道螺栓松動(dòng)柱間支撐銹蝕

屋面板剝落螺栓缺失

螺栓銹蝕螺栓松動(dòng)本建筑物為鋼廠H型鋼車間，已經(jīng)投入使用，因此按照正常設(shè)計(jì)荷載使用。其他荷載按設(shè)計(jì)圖紙取值。部分荷載取值如下：4.9.3荷載調(diào)查活荷載吊車安全走道及過道平臺(tái)2.00kN/m2改造吊車梁系統(tǒng)檢修平臺(tái)3.00kN/m2原吊車梁系統(tǒng)檢修平臺(tái)5.00kN/m2屋面活荷載0.50kN/m2屋面雪荷載0.35kN/m2風(fēng)荷載0.40kN/m24.9.4結(jié)構(gòu)形式確認(rèn)經(jīng)現(xiàn)場確認(rèn)，廠房主要承重結(jié)構(gòu)為排架，鋼柱與屋架之間通過螺栓連接，螺栓分布在翼緣內(nèi)側(cè)，判定柱與屋架連接為鉸接；鋼柱與基礎(chǔ)之間通過螺栓外加上下翼緣各加一塊墊板焊接，螺栓連接分布在翼緣外側(cè)，判定柱與基礎(chǔ)連接為剛接。

為什么判斷為剛接、鉸接？結(jié)構(gòu)為排架結(jié)構(gòu)4.9.5現(xiàn)場檢測(1)構(gòu)件截面尺寸復(fù)核

構(gòu)件截面尺寸復(fù)核螺栓連接檢查

首先對螺栓的直徑、個(gè)數(shù)、排列方式進(jìn)行了檢查，重點(diǎn)對螺栓缺失及相鄰部位其他損傷進(jìn)行了仔細(xì)調(diào)查，其次用扭力扳手對螺栓的緊固性進(jìn)行了復(fù)查。扭力扳手復(fù)查螺栓緊固性

檢測結(jié)果表明，部分螺栓缺失，部分高強(qiáng)螺栓松動(dòng)嚴(yán)重。(2)吊車梁軌道屈曲檢測用直尺分別測量A軸線吊車梁軌道、E軸線吊車梁軌道外緣到柱外緣的距離。(3).連接檢查焊縫連接檢查超聲波檢測焊縫質(zhì)量先目測，再用焊縫檢驗(yàn)尺檢驗(yàn)，最后用超聲波探傷儀。依據(jù)《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》(GB11345-89)評(píng)定所檢焊縫質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。(4)防腐涂層檢測用涂層測厚儀對該廠房抽檢構(gòu)件進(jìn)行防腐涂層厚度測定，在構(gòu)件長度內(nèi)每隔3m取一截面，對于柱在所選擇的位置中，分別測出6個(gè)點(diǎn)，計(jì)算出它們的平均值。檢測結(jié)果：62%的構(gòu)件防腐涂層厚度不滿