该工程为单层轻钢结构形式,承重结构为门式刚架,跨度为78m(三跨),长度102m,屋面板系统采用双层彩钢下玻璃丝绵屋面,于2007年投入使用。为了解工程质量安全状况,对该轻钢厂房进行安全性评定。
1、使用条件现状调查现场检查发现,吊车布置与设计图纸不符,现吊车布置为A~B轴跨度有3台5t吊车作用,B~C轴跨度有2台5t吊车作用,C~D轴跨度没有吊车作用,结构上的其余作用基本与设计一致;建筑所处环境为一般正常环境,无腐蚀介质作用;由于工程使用时间较短,也不存在维修与加固、扩建、灾害和事故的情况。地基及基础使用条件较好。 材料性能检测通过对原验收资料进行核查,钢柱、钢梁用材料力学性能、化学成分、高强度螺栓力学性能均满足设计要求。 结构和构件几何尺寸检测用钢卷尺、游标卡尺、外卡钳分别测量结构尺寸及构件的细部尺寸,用超声测厚仪检测构件腹板和系杆壁厚,结果显示结构轴线尺寸符合规范要求,部分构件尺寸检测结果见表1。 结构缺陷、损伤和腐蚀检测通过观测手段对所有主要构件的有无裂纹、局部变形和锈蚀进行观查;利用漆膜测厚仪测量漆膜厚度;通过锤击方式检查螺栓是否有松动情况。通过检查发现主要构件无裂纹现象,无锈蚀现象,柱间支撑的角钢有1处局部变形,螺栓无松动的情况。根据检测的结果可以得到漆膜厚度满足规范规定要求。构件的构造与连接检测通过游标卡尺、钢卷尺及超声测厚仪测得的尺寸数据对钢结构杆件长细比、宽厚比验算,基本符合要求;利用超声波探伤仪对连接焊缝进行超声无损检测;通过外观检查外漏丝扣的数量对高强度螺栓连接质量进行检验,高强度螺栓外漏丝扣数量满足要求。 对接焊缝外观质量较好,满足文献1关于二级焊缝的外观质量标准。超声波探伤结果表明,抽测的大部分焊缝质量按行业标准评级为Ⅱ、Ⅲ级,满足二级焊缝要求。
2、结构整体性经过对结构的整体检查发现,屋面隅撑布置存在和设计不符、主梁有1处缺少隅撑、1处板缝拼接位置缝隙过大、天窗部分没有设置隅撑和系杆等问题。
3、非承重维护结构构造连接经过对非承重围护结构的构造连接检查,构造合理、符合现行标准规范的要求;连接方式正确、符合现行标准规范的要求;构件选型及布置合理对主体结构的安全没有不利的影响。
4、 设计复核根据结构和构造的实际受力状态,利用PKPM进行建模,按照现行规范进行极限承载力条件校核。校核结果如下:
①钢柱H600×250×7.32×9.67翼缘宽厚比**限,计算值12.548,容许值12.380。钢梁H750~450×200×5.6×9.67及H450~750×200×5.6×9.67梁高厚比**限,计算值103.689,容许值56.452。
②吊车梁(DCL-1):吊车梁截面H400×6×310×12×240×8,吊车梁跨度6m。设三台5T中级制吊车,Lk=22.5m。经复核吊车梁上翼缘自由外伸宽度与其厚度的比值**限(Bf/Tf=12.667>[Bf/Tf]=12.380),下翼缘较大应力**限(σM=338.220>[σM]=310),吊车梁跨度与竖向挠度之比**限(L/F=609.851<[L/F]=1000)。
③吊车梁(DCL-3):吊车梁截面H750×6×290×14×200×10,吊车梁跨度6m。设一台16T中制吊车+一台5T中级制吊车,Lk=22.5m。经复核吊车梁强度、稳定性、挠度及构造措施等均满足规范要求。
④柱脚、梁、柱及牛腿等节点满足规范和受力要求。
⑤刚性系杆(XG-1~3):准89×3.5,实测规格为?准89×3.25(ix=30.33长细比198<220,满足要求。节点采用2-M20(H.S.B)符合构造要求。
⑥刚性系杆(XG-4):准159×5.0,实测规格为?准159×4.75(ix=54.56mm)长细比110<220,满足要求。节点采用2-M20(H.S.B)符合构造要求。
⑦屋面天窗刚架转折处缺少刚性系杆,违反文献[3]中4.5.2条*5款要求。
⑧屋面水平撑(SC-XX):准20,材质Q235B,两端配半球形垫螺栓连接,中间花篮螺栓张紧,复合构造要求。
⑨柱间支撑:柱间支撑布置合理,构件满足受力要求。
⑩屋面檩条及墙面檩条经复核,檩条强度、稳定性、挠度等满足规范要求。
抗震鉴定的方法为两级鉴定:级鉴定是根据房屋的不同结构构造及其地震破坏机理,以宏观控制和构造鉴定为主进行综合评价;*二级鉴定以抗震验算为主结合构造影响进行综合评价。房屋抗震鉴定的基础理论和抗震设计相同,主要为地震反应分析理论发展过程中*二阶段的反应谱理论和*三个阶段的动力分析理论(时程分析法)。反应谱分析法考虑了地震的烈度和房屋结构振动频谱,而时程分析法则全面考虑了烈度、频谱和持续时间三要素对结构的影响。反应谱分析法中的底部剪力法用于结构规则简单的多层砌体结构和钢筋混凝土结构房屋的抗震鉴定,振型分解反应谱法用于不规则
和高层结构房屋的抗震鉴定,动力分析理论的时程分析法则多用于高度**过80m**高层房屋的抗震分析或核算。
在实际鉴定工作中,《建筑抗震鉴定标准》GB50023—95(2009)还是有一定的局限性,一些特殊结构和复杂构造房屋的抗震鉴定还要参考相应的《抗震设计规范》、专项《规程》或单独进行抗震分析。
在房屋安全鉴定中,通常是先通过对建筑物结构构件的外观检查,发现钢筋混凝土结构构件各种质量问题,其中裂缝是常见的现象之一。因此,对可疑结构构件应进行强度、刚度、抗裂性验算,必要时还应通过荷载试验,然后作出安全鉴定意见。钢筋混凝土结构构件裂缝的分析
(1)判明是结构性裂缝还是非结构性裂缝。钢筋混凝土结构产生裂缝的原因很多,对结构的影响也各异,只有弄清结构受力状态和裂缝对结构的影响,才能对结构构件进行定性。结构性裂缝多由于结构应力达到限值,造成承载力不足引起的,是结构破坏开始或是结构强度不足的征兆,是比较危险的,必须进一步对裂缝进行分析。非结构性裂缝往往是自身应力形成的,如干缩裂缝、温度裂缝、塑性收缩裂缝,对结构承载力的影响不大,但通常会影响混凝土的抗渗性,引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性,可根据结构耐久性、抗渗、抗震、使用等方面要求采取修补措施。
结构性裂缝,根据受力性质和破坏形式分为两种:一是脆性破坏,二是塑性破坏。脆性破坏的特点是事先没有明显的预兆,仅产生很小的变形即断裂破坏。一旦出现裂缝,对结构强度影响很大,是结构破坏的征兆。脆性破坏裂缝是危险的,应予以足够重视,必须采取加固措施和其它安全措施。塑性破坏特点是事先有明显的变形和裂缝预兆,人们可以及时采取措施予以补救,危险性相对稍小。此种裂缝是否影响结构的安全,应根据裂缝的位置、长度、深度以及发展情况而定。如果裂缝已趋于稳定,且大裂缝未**过规定的容许值,则属于允许出现的裂缝,可不必加固。例如某办公用房,四层二跨框架结构,跨度5m及7m,建于1990年,2003年6月出租给某印刷厂改为印刷车间,使用不久,部分梁出现裂缝,要求鉴定。通过现场查勘,发现梁的裂缝均出现在梁的两端,为约45°的斜裂缝,且混凝土的质量较差,后经过对部分梁的混凝土取芯试压,低强度等级约C12,平均强度等级为C15,图纸设计混凝土强度等级为C20,二者相差较大,由于荷载增大及混凝土强度低,通过复算,梁处于**筋状态,属脆性破坏裂缝,应予立即加固。
结构性裂缝规律性较强,一般通过计算分析可以得出确切的结论。例如典型的简支梁受力裂缝,跨中为正截面受弯裂缝,垂直于梁轴,下大上小;端部为斜截面受剪裂缝,起始于支座,指向梁**集中荷载等等。
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