姚 立 偉

(太原市建筑工程質(zhì)量檢測站，山西 太原 030002)

某鋼結(jié)構(gòu)廠房安全性的檢查鑒定方法

姚 立 偉

(太原市建筑工程質(zhì)量檢測站，山西 太原 030002)

以某鋼結(jié)構(gòu)廠房為例，對鋼結(jié)構(gòu)廠房的施工質(zhì)量和安全性能進(jìn)行了檢測，介紹了其詳細(xì)的檢測內(nèi)容、程序及鑒定方法，根據(jù)現(xiàn)場檢測結(jié)果，說明了該鋼結(jié)構(gòu)廠房的實(shí)際安全水平，為同類型廠房的安全性鑒定提供了參考。

鋼結(jié)構(gòu)廠房，安全性，檢測方法

0 引言

鋼結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)形式的使用范圍越來越廣，很多廠房都采用了鋼結(jié)構(gòu)的形式，但是縱觀我國歷年的工程事故，鋼結(jié)構(gòu)廠房所占的比例并不少。究其原因，絕大多數(shù)為設(shè)計(jì)與施工沒有按照規(guī)范與設(shè)計(jì)的要求所致，因此，在施工完成后對鋼結(jié)構(gòu)廠房進(jìn)行檢查與鑒定很有必要，往往很多檢查鑒定不能夠如實(shí)反映實(shí)際情況，因此對檢查與鑒定方法進(jìn)行研究有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。

1 鋼結(jié)構(gòu)廠房基本情況的檢查

某鋼結(jié)構(gòu)廠房主體結(jié)構(gòu)形式為鋼框架+混凝土框架結(jié)構(gòu)，總建筑面積為6 389.599 m2。根據(jù)現(xiàn)場了解得知：該工程于2011年開工，2012年年底竣工，主體結(jié)構(gòu)分為三個(gè)部分：軸～?軸為2層鋼框架，層高3.4 m，總高6.8 m；軸～軸為3層鋼框架，第1層層高3.2 m，第2層層高3.28 m，第3層層高5.12 m，總高11.6 m；軸～軸為2層混凝土框架結(jié)構(gòu)，總高6.55 m。該結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)形式為柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。

該工程建筑場地類別為Ⅲ類，結(jié)構(gòu)安全等級為二級，設(shè)計(jì)使用年限為50年，抗震設(shè)防類別為丙類，抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)地震基本加速度值為0.2g。

2 鋼結(jié)構(gòu)廠房施工質(zhì)量的檢測

本次采用開挖檢測的方法對鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)進(jìn)行埋深與基礎(chǔ)形式的檢測，并用回彈法對基礎(chǔ)及主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測；采用回彈法對該工程砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢測；采用鋼筋探測儀對梁、板類構(gòu)件鋼筋數(shù)量進(jìn)行檢測并對鋼筋保護(hù)層厚度進(jìn)行檢測；采用鋼尺對該工程梁類構(gòu)件的截面尺寸進(jìn)行檢測；采用樓板厚度檢測儀對主體結(jié)構(gòu)樓板厚度進(jìn)行檢測。參考鋼結(jié)構(gòu)廠房項(xiàng)目設(shè)計(jì)施工圖紙可知，該工程原材料拼接的焊縫等級為Ⅰ級。依據(jù)GB 50205—2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，采用超聲波探傷對該廠房主體結(jié)構(gòu)鋼柱焊縫進(jìn)行內(nèi)部缺陷檢測，并采用全站儀對鋼框架構(gòu)件垂直度、側(cè)向彎曲矢高、建筑物傾斜進(jìn)行檢測。然后用涂層測厚儀對該工程鋼框架構(gòu)件的涂層厚度進(jìn)行檢測，并對該工程主體結(jié)構(gòu)全數(shù)混凝土構(gòu)件與鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件外觀質(zhì)量進(jìn)行檢測。

這些項(xiàng)目的結(jié)果直接影響到對結(jié)構(gòu)安全性能的鑒定，檢查是鑒定的基礎(chǔ)，因此取樣數(shù)量與檢測方法都必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。從本次檢測的結(jié)果得知：該建筑物的部分構(gòu)件彎曲矢高，傾斜不滿足規(guī)范的要求，外觀上很多構(gòu)件都已經(jīng)生銹，會影響到結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力。

3 鋼結(jié)構(gòu)廠房安全性的鑒定

根據(jù)現(xiàn)場檢測的結(jié)果，依據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以及設(shè)計(jì)核算軟件，對被檢的主體結(jié)構(gòu)建模，進(jìn)行靜載與抗震性能核算。因?yàn)橹黧w結(jié)構(gòu)的評級直接與構(gòu)件的承載能力有關(guān)，因此應(yīng)當(dāng)把核算結(jié)果當(dāng)作評定的依據(jù)。地基基礎(chǔ)的安全性等級依據(jù)GB 50144—2008工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)第7.2條，根據(jù)地基變形觀測資料和建筑物現(xiàn)狀進(jìn)行評定；上部承重結(jié)構(gòu)安全性等級按結(jié)構(gòu)整體性和承載功能兩個(gè)項(xiàng)目評定，并取其中較低的評定等級作為該建筑上部承重結(jié)構(gòu)的安全性等級。

計(jì)算時(shí)應(yīng)當(dāng)依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范GB 50017—2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、GB 50010—2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范和GB 50011—2010建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，對該廠房主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行受壓承載力、抗震承載力復(fù)核計(jì)算。

復(fù)核計(jì)算時(shí)，荷載組合按照現(xiàn)行GB 50009—2012建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范中附錄A規(guī)定，樓屋面恒載均按現(xiàn)場實(shí)際調(diào)查情況所使用的材料強(qiáng)度進(jìn)行取值。

根據(jù)所提供圖紙得知：該建筑物場地分組為第一組，抗震設(shè)防類別為丙類設(shè)防，進(jìn)行抗震驗(yàn)算時(shí)，抗震設(shè)防烈度取8度，基本地震加速度取0.2g；屋面活荷載根據(jù)GB 50009—2012建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范中表5.3.1不上人屋面選??；基本風(fēng)壓根據(jù)規(guī)范8.1.2條中進(jìn)行選取。經(jīng)驗(yàn)算，該建筑局部構(gòu)件抗震承載能力不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

1)安全性鑒定及評級。

依據(jù)GB 50144—2008工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)，在本次現(xiàn)場檢查、檢測及結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算的基礎(chǔ)上，對該鋼結(jié)構(gòu)廠房進(jìn)行安全性鑒定與評級。

依據(jù)GB 50144—2008工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)中第6.3.1條：鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全性鑒定，應(yīng)按承載能力(包括構(gòu)造與連接)項(xiàng)目評定，并取其中較低一級作為該構(gòu)件的安全性等級。

a.按承載能力評定。依據(jù)GB 50144—2008工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)中第6.3.3條規(guī)定，承重構(gòu)件抗力與荷載效應(yīng)比(R/γ0S)小于0.90的，評定安全性等級為d級，抗力與荷載效應(yīng)比(R/γ0S)介于0.90～0.95之間的，評定安全性等級為c級,抗力與荷載效應(yīng)比(R/γ0S)介于0.95～1.0之間的，評定安全性等級為b級,抗力與荷載效應(yīng)比(R/γ0S)大于1.0的，評定安全性等級為a級。

該建筑承重構(gòu)件的承載能力包括靜載受壓承載力、抗震承載力兩部分，根據(jù)驗(yàn)算，該廠房部分鋼框架次梁不滿足設(shè)計(jì)要求、中部鋼框架次梁不滿足設(shè)計(jì)要求、墻檁、屋檁不滿足設(shè)計(jì)要求。結(jié)合GB 50144—2008工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)中第6.3.4條規(guī)定，本次檢測構(gòu)件的撓度均在該表格規(guī)定的范圍內(nèi)，因此可以判定承載力均能夠滿足設(shè)計(jì)要求，根據(jù)承載力判定構(gòu)件安全等級為b級。

b.按連接及其他構(gòu)造評定。依據(jù)GB 50144—2005工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)中第6.3.3條規(guī)定，鋼構(gòu)件的抗力應(yīng)當(dāng)考慮構(gòu)造、缺陷損傷、腐蝕、過大變形與偏差等影響。該鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件側(cè)向彎曲矢高、傾斜度合格率符合規(guī)范要求，但是整體垂直度超過偏差限制，而且部分構(gòu)件有腐蝕，依據(jù)GB 50144—2005工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)中第6.3.8條規(guī)定，構(gòu)件已經(jīng)出現(xiàn)腐蝕，截面還沒有明顯削弱，因此判定構(gòu)件為b級。

2)子單元安全性鑒定評級。

a.地基基礎(chǔ)子單元。根據(jù)本次現(xiàn)場檢查、檢測的結(jié)果，該建筑物不存在地基不均勻沉降現(xiàn)象，上部主體結(jié)構(gòu)也不存在由于地基沉降而產(chǎn)生的開裂。依據(jù)GB 50144—2008工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)中第7.2.2條規(guī)定，關(guān)于地基基礎(chǔ)的評級規(guī)定與計(jì)算結(jié)果，評定該建筑物地基基礎(chǔ)安全性等級為A級。

b.上部承重結(jié)構(gòu)子單元。依據(jù)GB 50144—2008工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)中第7.3節(jié)規(guī)定，對上部承重結(jié)構(gòu)進(jìn)行評級，應(yīng)按結(jié)構(gòu)整體性和承載功能兩個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行評定。

結(jié)構(gòu)的整體性評級。依據(jù)GB 50144—2005工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)中第7.3.2節(jié)規(guī)定，對結(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(gè)項(xiàng)目進(jìn)行評定。經(jīng)現(xiàn)場檢測，該建筑結(jié)構(gòu)、支撐系統(tǒng)布置合理，形成完整的體系，傳力路徑明確；支承桿件長細(xì)比及節(jié)點(diǎn)構(gòu)造、整體性構(gòu)造和連接符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定，滿足安全要求，評為A級。

按照承載功能評級。依據(jù)GB 50144—2008工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)中第7.3.4節(jié)規(guī)定，對承載功能等級的評定應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)不同的計(jì)算單元區(qū)分為重要構(gòu)件集與次要構(gòu)件集中c級與d級構(gòu)件所占百分比進(jìn)行評定。經(jīng)現(xiàn)場檢測，該建筑次要構(gòu)件中c級構(gòu)件所占比例不多于50%，d級構(gòu)件所占比例不少于20%，故評為C級。

c.圍護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)安全性評級。依據(jù)GB 50144—2005工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)第7.4.1條規(guī)定，圍護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的評定應(yīng)按承重圍護(hù)結(jié)構(gòu)的承載功能和非承重圍護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造連接兩個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行評定，經(jīng)現(xiàn)場檢測，該建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造與連接基本符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，評為B級。

3)鑒定單元安全性評級。

依據(jù)GB 50144—2005工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)第8.0.2條規(guī)定，鑒定單元的安全性評級應(yīng)根據(jù)地基基礎(chǔ)、上部承重結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的安全性等級進(jìn)行評定，并且將其中較低等級作為該鑒定單元的安全性等級。因此，該鑒定單元評為三級。

4 安全性鑒定結(jié)果以及說明

根據(jù)檢測得知：該工程基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求；該工程主體結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求；該工程砌筑砂漿強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求；該工程鋼筋配置與保護(hù)層厚度符合設(shè)計(jì)要求；該工程構(gòu)件尺寸、層高符合設(shè)計(jì)要求；該工程手工焊縫焊接質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求；該鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件側(cè)向彎曲矢高、傾斜度合格率符合規(guī)范要求，但是整體垂直度超過偏差限制，而且部分構(gòu)件有腐蝕，不符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求；該工程鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的涂層厚度符合設(shè)計(jì)要求；該工程主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件存在銹蝕、焊渣等外觀一般質(zhì)量缺陷，不符合GB 50205—2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范要求。

依據(jù)50144—2008工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)第8.0.2條規(guī)定，地基基礎(chǔ)安全性等級評定為A級，上部承重結(jié)構(gòu)安全性等級評定為C級，圍護(hù)結(jié)構(gòu)承重部分安全性等級為B級，綜合評定該建筑物安全性等級為三級。三級就是該鋼結(jié)構(gòu)廠房已經(jīng)有不適于承載的情況出現(xiàn)，不利于結(jié)構(gòu)的長期使用，在使用的過程當(dāng)中有可能會因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的安全性不足發(fā)生結(jié)構(gòu)損壞等情況，造成人員傷亡以及財(cái)產(chǎn)損失，適于請?jiān)O(shè)計(jì)單位或者有同等資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位對存在缺陷的構(gòu)件進(jìn)行處理，使其能夠滿足使用的需要。

5 結(jié)語

鋼結(jié)構(gòu)廠房在我國的應(yīng)用越來越普遍，但是由于監(jiān)管力度的不足，在日常使用當(dāng)中還是經(jīng)常會出現(xiàn)由于安全性不足等問題發(fā)生的人員以及財(cái)產(chǎn)傷亡等問題，目前，很多第三方檢測單位已經(jīng)介入對于鋼結(jié)構(gòu)廠房的施工質(zhì)量以及安全性控制當(dāng)中，但是由于一些檢測方法以及鑒定方法的局限性，很多合格的報(bào)告并不能夠如實(shí)地反映鋼結(jié)構(gòu)廠房實(shí)際的安全水平，對企業(yè)的發(fā)展以及后期的使用都十分不利，本文通過某個(gè)鋼結(jié)構(gòu)廠房的檢查鑒定工作，對鋼結(jié)構(gòu)廠房的檢查內(nèi)容，檢查程序以及鑒定的方法等進(jìn)行了詳細(xì)的說明，為檢測單位提供了一套檢測廠房合格性的流程，對于把控工程質(zhì)量的實(shí)際水平是具有一定的現(xiàn)實(shí)意義的。

[1] 姚繼濤,趙國藩,浦聿修.現(xiàn)有結(jié)構(gòu)可靠性基本分析方法[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1997(4)：70-71.

[2] 金幫琳,修寶華.關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)廠房有關(guān)技術(shù)要求問題探討[J].吉林水利，2005(4)：99-100.

[3] 雷宏剛.建筑物鑒定與加固發(fā)展動(dòng)態(tài)[J].科學(xué)之友(學(xué)術(shù)版)，2005(Z1)：134-135.

[4] 郭非祥.在役建筑結(jié)構(gòu)的鑒定與加固[J].山西建筑，2005，31(5)：37-38.

[5] 柳承茂,劉西拉.結(jié)構(gòu)安全性綜合評估方法的研究[J].四川建筑科學(xué)研究，2004(4)：158-159.

[6] 熊輝霞,李惠強(qiáng).單層工業(yè)廠房可靠性鑒定探討[J].南都學(xué)壇，2001(3)：44-45.

Safety examination identifying methods of the steel structure workshop

Yao Liwei

(TaiyuanBuildingEngineeringQualityDetectionStation,Taiyuan030002,China)

Taking the steel structure workshop as an example,the paper examines the steel structure workshop construction quality and safety performance,introduces specific detection contents,procedures and identifying methods,and proves actual safety level of the steel structure workshop according to field detection results,which will provide some guidance for similar workshop safety identification.

steel structure workshop,safety,detection method

2015-10-15

姚立偉(1979- ),男，工程師

1009-6825(2015)36-0034-02

TU317 < class="emphasis_bold">文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

A