司道林

(濟南工程職業(yè)技術(shù)學院，山東 濟南 250200)

引言

隨著經(jīng)濟發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)廣泛地應用在房屋建筑領域。部分建筑物在未履行正常審批手續(xù)的前提下提前施工，施工過程中會出現(xiàn)設計圖紙不正規(guī)、質(zhì)監(jiān)資料不全等問題。針對這一種情況，為了保證結(jié)構(gòu)安全性，需要對既有建筑物進行檢測鑒定。本文以某鋼結(jié)構(gòu)房屋為例，從工程實際出發(fā)介紹了鋼框架結(jié)構(gòu)建筑物的檢測內(nèi)容和加固處理方案。

1 工程概況

某鋼結(jié)構(gòu)建筑為鋼框架結(jié)構(gòu)商業(yè)配套用房，建于2010年，地上兩層，首層層高為3.90m，二層層高為3.60m，總高度為7.95m。該鋼框架結(jié)構(gòu)商業(yè)配套用房的基礎結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土獨立基礎，樓面和屋面均采用壓型鋼板與混凝土組合樓板，鋼柱和鋼梁均采用Q345-B的實腹式焊接工字型截面，梁柱節(jié)點均采用大六角頭摩擦型高強螺栓進行連接，螺栓的性能等級為10.9級。該鋼框架結(jié)構(gòu)商業(yè)配套用房結(jié)構(gòu)平面圖如圖1所示。

該鋼框架結(jié)構(gòu)商業(yè)配套用房無正規(guī)設計圖紙，且施工時質(zhì)監(jiān)資料不全，為保證結(jié)構(gòu)安全，對該鋼框架建筑物主體結(jié)構(gòu)進行安全性檢測鑒定。

圖1 一、二層結(jié)構(gòu)平面布置圖

2 鋼框架結(jié)構(gòu)檢測鑒定

通過現(xiàn)場實際情況和相關(guān)檢測鑒定標準[1-2]規(guī)范，對該鋼框架結(jié)構(gòu)商業(yè)配套用房的主體結(jié)構(gòu)進行現(xiàn)場檢測，其檢測內(nèi)容包括鋼梁截面尺寸、高強螺栓扭矩、鋼材強度、宏觀狀況等。

2.1 鋼梁截面尺寸檢測

本工程鋼梁截面均為焊接型工字型截面。對其截面尺寸進行檢測時，采用鋼卷尺量測構(gòu)件截面高度和寬度，鋼板測厚儀量測構(gòu)件壁厚，鋼梁截面示意圖見圖2。

圖2 梁截面測試位置示意圖

現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)參照《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB 50205—2017)中附錄C表C.0.1和7.2節(jié)[3]規(guī)定及《熱軋H型鋼和剖分T型鋼》(GB/T 11263—2017)中5.2條[4]的規(guī)定，實測工程中焊接H型鋼梁的截面尺寸偏差均滿足鋼結(jié)構(gòu)驗收規(guī)范的要求。

2.2 高強螺栓扭矩檢測

本工程中的高強螺栓均采用10.9級M20摩擦型高強螺栓。根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50205-2017)中對高強螺栓連接副扭矩系數(shù)的試驗數(shù)值的要求：每組8套連接副扭矩系數(shù)的平均值應為0.110～0.150[3]。本工程取連接副扭矩系數(shù)平均值0.130，對10.9級M20高強螺栓終擰扭矩進行抽查，檢測結(jié)果詳見表1?？梢缘玫剑簩崪y構(gòu)件中高強螺栓連接副施工終擰扭矩偏差均不滿足驗收規(guī)范要求。

表1 高強螺栓連接副施工扭矩檢測結(jié)果

2.3 鋼材強度檢測

現(xiàn)場采用HLN-11型里氏硬度計對鋼梁的里氏硬度值進行抽樣檢測，檢測結(jié)果詳見表2。

根據(jù)《金屬里氏硬度試驗方法》(GB/T 17394—1998)[5]和《黑色金屬硬度及強度換算》(GB/T 1172—1999)[6]中的相關(guān)標準，所測構(gòu)件里氏硬度值均滿足規(guī)范要求。

2.4 宏觀檢測

現(xiàn)場檢測時，發(fā)現(xiàn)一層頂和二層頂3軸、4軸處鋼梁端部與混凝土剪力墻連接處節(jié)點存在問題：錨栓數(shù)量被改為4個，螺栓布置方式與設計不符；部分節(jié)點處鋼梁端板施工偏差大，螺栓孔采用電焊后開孔；部分節(jié)點鋼梁腹板采用角焊縫三面圍焊方式與端板連接，與原設計不符，如圖3和圖4所示。

表2 鋼材里氏硬度檢測結(jié)果

圖3 螺栓布置方式與設計不符

圖4 螺栓孔采用電焊后開孔

現(xiàn)場檢測時，未發(fā)現(xiàn)該鋼框架結(jié)構(gòu)商業(yè)配套用房外圍護墻存在因地基不均勻沉降而引起的圍護墻體變形、開裂等現(xiàn)象；未發(fā)現(xiàn)鋼柱、鋼梁等主受力構(gòu)件存在因承載力不足引起的明顯變形；未發(fā)現(xiàn)梁柱節(jié)點、梁梁節(jié)點以及桿件對接焊縫存在因承載力不足引起的開裂現(xiàn)象。

3 承載力驗算

依據(jù)原設計圖紙、現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)以及目前該鋼框架結(jié)構(gòu)建筑物的所受荷載狀況，采用中國建筑科學研究院PKPM結(jié)構(gòu)設計軟件對該鋼框架結(jié)構(gòu)建筑物進行承載力復核驗算。

該鋼框架結(jié)構(gòu)建筑物一層頂和二層頂3軸、4軸處鋼梁端部與混凝土剪力墻連接處節(jié)點錨栓數(shù)量被改為4個，布置方式與設計不符，承載力驗算時按照鉸支座考慮；部分節(jié)點鋼梁腹板采用角焊縫三面圍焊的方式與端板連接，與原設計不符，承載力驗算時也按照鉸支座考慮。經(jīng)驗算，該鋼框架結(jié)構(gòu)建筑物一層2-B軸鋼柱和2-C軸鋼柱的承載力不滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求。

4 鑒定結(jié)論

(1)部分節(jié)點處鋼梁端板施工偏差較大，螺栓孔采用電焊后開孔，影響結(jié)構(gòu)承載力，建議進行加固處理。

(2)該建筑物實測構(gòu)件高強螺栓連接副施工終擰扭矩偏差不滿足驗收規(guī)范要求，建議按照規(guī)范要求進行復擰。

(3)該建筑物一層2-B軸鋼柱和2-C軸鋼柱的承載力不滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求，建議對一層2-B軸鋼柱和2-C軸鋼柱進行加固處理。

5 鋼框架結(jié)構(gòu)商業(yè)配套用房加固方案

根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》(GB50017-2017)及相關(guān)規(guī)范[7-8]并結(jié)合建筑物的實際情況，進行加固方案的比選，選取技術(shù)可行、施工便捷、經(jīng)濟合理的鋼結(jié)構(gòu)加固設計方案。

(1)在一層頂和二層頂3軸、4軸處鋼梁端部與混凝土剪力墻連接處部分節(jié)點處后加鋼支座進行加固，見圖5。

圖5 節(jié)點后加鋼支座加固

(2)按照規(guī)范要求對建筑物實測不滿足終擰扭矩偏差驗收要求的高強螺栓進行復擰。

(3)對該鋼框架建筑物一層2-B軸鋼柱和2-C軸鋼柱沿鋼柱全長在原翼緣板上加焊鋼板進行加固處理，見圖6。

6 結(jié)語

(1)政府相關(guān)部門應該進行行政機構(gòu)改革創(chuàng)新，優(yōu)化行政審批程序，縮短行政審批時間，建設單位應當積極配合依法履行建設項目審批手續(xù)。

(2)鋼結(jié)構(gòu)建筑檢測鑒定前，應先根據(jù)相關(guān)標準法規(guī)的規(guī)定，結(jié)合建筑物的設計圖紙和現(xiàn)場實際情況確定檢測鑒定方案，明確檢測程序和檢測內(nèi)容，確保檢測結(jié)果能夠全面反映結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀，滿足檢測鑒定要求。

圖6 鋼柱加焊鋼板加固

(3)根據(jù)檢測所測得的實際數(shù)據(jù)和鋼結(jié)構(gòu)實際情況，建立合理的計算模型對鋼結(jié)構(gòu)進行分析驗算。針對不滿足安全性要求的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和工程現(xiàn)場的問題缺陷需要進行加固處理以滿足建筑結(jié)構(gòu)的安全性。

(4)加固方案選擇時，應綜合考慮建筑物的功能要求、業(yè)主對工期和成本的要求以及加固方案的可實施性來確定最合理的加固處理方案。