趙 福
(山西鋼鐵建設(shè)(集團(tuán))有限公司,山西太原 030003)
近30年來,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)以其結(jié)構(gòu)受力合理、重量輕、桿件單一、制作安裝方便的優(yōu)勢在公共和工業(yè)建筑中得到了廣泛應(yīng)用。但是,隨著時間延長,各類網(wǎng)架結(jié)構(gòu)桿件出現(xiàn)了銹蝕、變形等損傷,其結(jié)構(gòu)性能逐漸退化。鑒于廣大人民群眾對于建筑安全問題的日益重視,針對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的檢測鑒定工程也日益增多。本文結(jié)合某禮堂焊接球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架檢測及可靠性鑒定的實例,介紹了該類工程檢測鑒定的方法。
某高職學(xué)校學(xué)生禮堂建于1994年,該建筑平面形式呈矩形,長43 m,寬24 m,總建筑面積為1 032 m2,建筑室內(nèi)外高差為0.5 m,建筑總高度為14.1 m。該建筑的結(jié)構(gòu)形式為磚混結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)形式為條形基礎(chǔ),屋面采用正放四角錐焊接球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架承重。因該禮堂屋面鋼網(wǎng)架已投入使用20年,且使用中發(fā)現(xiàn)了屋面滲漏水及部分網(wǎng)架桿件銹蝕的情況,為此對現(xiàn)有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測及可靠性鑒定。
現(xiàn)場檢測該網(wǎng)架,部分桿件和節(jié)點(diǎn)存在銹蝕現(xiàn)象。支座處的銹蝕程度相對較大,面漆剝落,底漆尚存,局部可見水漬和浮銹,銹蝕深度小于0.3 mm;網(wǎng)架桿件與焊接球節(jié)點(diǎn)連接焊縫質(zhì)量較好,未發(fā)現(xiàn)明顯焊瘤等缺陷,桿件表面干燥,漆膜完好無損。其銹蝕現(xiàn)狀見圖1,圖2。
采用RTS-852R全站儀對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的下弦桿撓度進(jìn)行測量,網(wǎng)架下弦桿布置圖見圖3。表1中網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)高度數(shù)據(jù)為各節(jié)點(diǎn)與全站儀之間的相對高差,單位為m,撓度值單位為mm。測點(diǎn)取在與焊接球節(jié)點(diǎn)附近相連的下弦桿,由于條件限制,檢測了3條軸線處的下弦桿,網(wǎng)架撓度檢測結(jié)果匯總于圖4~圖6。
圖1 網(wǎng)架支座處銹蝕現(xiàn)狀
圖2 網(wǎng)架桿件及節(jié)點(diǎn)現(xiàn)狀
經(jīng)計算,該網(wǎng)架南北方向下弦桿撓度檢測結(jié)果列于表1,依據(jù)《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第3.5.1條規(guī)定,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)撓度容許值為l0/250(l0為網(wǎng)架跨度)。由表1中數(shù)據(jù)可知,網(wǎng)架下弦桿節(jié)點(diǎn)均呈現(xiàn)上拱趨勢,撓度均未超過規(guī)范允許值。
圖3 網(wǎng)架下弦桿平面簡圖
圖4 A-H/1網(wǎng)架撓度測量值
圖5 A-H/2網(wǎng)架撓度測量值
圖6 A-H/5網(wǎng)架撓度測量值
表1 網(wǎng)架下弦桿撓度檢測結(jié)果
根據(jù)現(xiàn)場檢測結(jié)果,結(jié)合現(xiàn)場測繪圖紙,采用MIDAS軟件對該網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載能力分析校核,該網(wǎng)架結(jié)構(gòu)承載力滿足要求。該網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)計算模型見圖7。
該網(wǎng)架結(jié)構(gòu)各桿件的作用效應(yīng)與抗力的比值驗算結(jié)果見圖8。
依據(jù)GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,上部承重結(jié)構(gòu)的安全性等級,應(yīng)按結(jié)構(gòu)承載力、構(gòu)造和不適于繼續(xù)承載的位移三個項目進(jìn)行評定,并取其中較低的評定等級作為上部承重結(jié)構(gòu)的安全性等級。
圖7 網(wǎng)架計算模型
圖8 網(wǎng)架各桿件的應(yīng)力比
1)按照承載力評定。
根據(jù)網(wǎng)架承載力驗算結(jié)果,依據(jù)GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)表6.3.3對該結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的安全性等級進(jìn)行評定,具體情況見表2。由于該網(wǎng)架的構(gòu)造和連接基本滿足規(guī)范要求,故該網(wǎng)架結(jié)構(gòu)按照承載力評為au級。
表2 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全性等級評定結(jié)果
2)按結(jié)構(gòu)整體性評定。
依據(jù)GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)第6.3.4條,結(jié)構(gòu)整體性的評定應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和構(gòu)造、支撐系統(tǒng)兩個項目進(jìn)行評定。該網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置合理,形成完整的體系;傳力路徑明確;結(jié)構(gòu)形式和構(gòu)件選型基本符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定,不影響安全;支撐系統(tǒng)布置合理,形成完整的支撐系統(tǒng)。故按結(jié)構(gòu)的整體性將該網(wǎng)架結(jié)構(gòu)評為bu級。
3)按結(jié)構(gòu)位移評定。
依據(jù)《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第3.5.1條規(guī)定,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)撓度容許值為l0/250(l0為網(wǎng)架跨度)。由表1中數(shù)據(jù)可知,網(wǎng)架下弦桿撓度均未超過規(guī)范允許值。因此按照網(wǎng)架結(jié)構(gòu)撓度現(xiàn)狀,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的安全性等級可評為au級。
綜上所述,依據(jù)GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)第6.3.6條,該網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的安全性等級應(yīng)評為bu級。
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的使用性等級應(yīng)按變形、偏差、一般構(gòu)造和腐蝕項目進(jìn)行鑒定評級。
根據(jù)現(xiàn)場檢測結(jié)果,該網(wǎng)架結(jié)構(gòu)整體及桿件變形現(xiàn)狀均滿足規(guī)范要求,因此該網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的使用性等級按照變形項目可評為as級;該網(wǎng)架結(jié)構(gòu)目前不存在過大安裝偏差或制作偏差,所有網(wǎng)架支座基本工作正常,因此按照偏差項目該網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的使用性等級可評為bs級;該網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)造合理,構(gòu)件之間連接方式正確且無明顯缺陷和損傷,因此按照一般構(gòu)造項目該網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的使用性等級可評為as級;該網(wǎng)架結(jié)構(gòu)目前部分桿件、球節(jié)點(diǎn)、支座存在銹蝕,因此該網(wǎng)架結(jié)構(gòu)按照腐蝕現(xiàn)狀應(yīng)評為bs級。
因此,依據(jù)GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)中7.3.4條該網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的使用性等級可評為bs級。
綜上所述,依據(jù)GB 50292-1999民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)第9.0.3條規(guī)定,該建筑上部網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可靠性等級可評為B級。
通過對該禮堂網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場檢測、承載力計算校核及可靠性鑒定,分析評定了該網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的安全性和正常使用性,表明目前網(wǎng)架結(jié)構(gòu)處于安全正常使用狀態(tài),可繼續(xù)使用。
[1] GB/T 50344-2004,建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].
[2] JGJ 8-2007,建筑變形測量規(guī)程[S].
[3] JGJ 7-2010,空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].
[4] GB 50009-2012,建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].
[5] GB 50292-1999,民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].