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本次檢測范圍為裝配車間主廠房,根據(jù)委托方委托內(nèi)容,并結合現(xiàn)場實際情況,對以下內(nèi)容進行檢測評定:
1 現(xiàn)場調(diào)查結構承受的荷載和作用,對結構整體完整性、結構整體變形、結構銹蝕狀況、關鍵承重構件及節(jié)點的變形與損傷、支座節(jié)點的工作與功能現(xiàn)狀等進行現(xiàn)場檢測,詳細記錄檢測信息,特別是承重結構有損傷的部位、范圍和程度。
2 觀察屋面維護結構現(xiàn)況,確定有無漏水現(xiàn)象,判斷其工作環(huán)境。
根據(jù)以上要求,本項目現(xiàn)場檢測內(nèi)容包括:結構體系布置及軸線尺寸復核、結構變形測量、構件尺寸測量、構件變形測量、結構腐蝕檢測、構件及節(jié)點零件變形與損傷檢測、焊縫無損檢測和螺栓連接質(zhì)量檢測。主要內(nèi)容詳細分述如下。
1) 結構體系布置及軸線尺寸復核
根據(jù)設計資料,現(xiàn)場復核廠房結構的體系布置;復核結構的主要軸線位置和間距。
2) 結構整體變形檢測
根據(jù)已核對和確認的觀測控制點,進行結構整體變形現(xiàn)場檢測。
3) 結構構件變形檢測
根據(jù)構件現(xiàn)場檢測抽樣要求,對構件分類進行整體變形和局部變形的現(xiàn)場檢測。應特別注意關鍵承重桿件變形的現(xiàn)場檢測。
4) 構件截面尺寸及節(jié)點零件測量
根據(jù)原設計資料以及現(xiàn)場檢測抽樣要求,對構件及節(jié)點分類進行尺寸測量,包括構件截面高寬與板材壁厚、節(jié)點尺寸與厚度等。
5) 構件節(jié)點的損傷與缺陷檢測
結構構件節(jié)點的損傷與缺陷包括:節(jié)點定位偏差、板材的裂紋、銹蝕程度、形狀偏差、及其他影響構件傳力或承載的缺陷。著重檢查構件及連接處容易積灰、積水的部位、干濕交替影響部位以及隱蔽部位。
6) 螺栓節(jié)點及柱腳節(jié)點狀態(tài)檢測
根據(jù)螺栓節(jié)點現(xiàn)場檢測抽樣要求,檢測螺栓節(jié)點的連接狀態(tài),確定是否擰緊到位,有無松動、變形,同時包括銹蝕程度檢測。
根據(jù)支座節(jié)點現(xiàn)場檢測要求,除檢查上述節(jié)點應檢查的內(nèi)容外,還包括支座的連接狀態(tài)與工作狀態(tài)及其功能現(xiàn)狀。
7) 結構連接焊縫質(zhì)量檢測
焊縫質(zhì)量檢測包括:焊縫外觀質(zhì)量、焊縫尺寸和焊縫缺陷。在目測普查基礎上,根據(jù)焊縫連接現(xiàn)場檢測抽樣要求,采用無損檢測法抽樣檢測焊縫質(zhì)量。
8) 鋼材化學成分和力學性能的檢驗
若需要取樣檢測鋼材的化學成分與力學性能,可現(xiàn)場取樣,在試驗室試驗測試。若結構未曾發(fā)生嚴重腐蝕及火災,鋼材資料齊全且滿足設計要求,可不進行本項目檢驗。
9)涂層檢測
10)廠房結構安全性驗算
6 檢查及分析結果
6.1 現(xiàn)場調(diào)查
通過對現(xiàn)場的實地考察及詢問有關人員,裝配車間廠房自2002年建成后,未遭受過火災等災害;房屋自建成后未發(fā)生用途變更等情況。現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn),廠房內(nèi)設有8種噸位吊車,吊車噸位為0.9T~25T。
6.2結構體系布置及軸線尺寸復核
對照原始設計圖紙對裝配車間的結構體系布置進行復核,經(jīng)復核廠房結構體系布置基本符合設計圖紙要求。
采用全站儀對裝配廠房主要軸線進行測量。
根據(jù)《鋼結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50205-2002)規(guī)定,建筑物定位軸線偏差應符合設計要求,當設計無要求時,定位軸線允許偏差不應大于L/20000,且不應大于3.0mm。L為軸線方向的建筑物長度。
檢測結果表明,裝配車間軸線定位大部分不準確,考慮到測量精度,縱向和橫向間距差值存在少量超限現(xiàn)象,基本滿足驗收標準。
6.3主要受力構件幾何尺寸復核
結合現(xiàn)場檢測條件,采用鋼直尺、測距儀及測厚儀等儀器對廠房主體內(nèi)鋼柱幾何尺寸進行抽測復核。
6.5.2 鋼柱垂直度檢測
采用全站儀對廠房鋼柱的垂直度進行了檢測。
6.9 鋼材化學成分和力學性能的檢驗
廠房結構未曾發(fā)生嚴重腐蝕及火災,鋼材資料齊全且滿足設計要求,因此,未進行本項目檢驗。
6.10 涂層檢測
現(xiàn)場對廠房涂層現(xiàn)狀進行檢測,檢測結果表明:除部分構件表面涂漆局部剝落外,廠房大部分構件表面涂漆保護基本完好,結構本身未發(fā)現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。
6.11 廠房地坪及圍護結構損傷檢測
現(xiàn)場對廠房地坪及其圍護結構進行損傷檢測,檢測發(fā)現(xiàn):廠房地坪存在明顯開裂,特別是在柱腳周圍地坪有明顯下沉,部分圍護墻體也存在明顯裂縫。
6.12 安全性計算
6.12.1 實際吊車荷載作用下廠房安全性驗算
根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查的荷載情況及檢測得到的實際數(shù)據(jù),以構件實際有效截面以及構件的實際變形狀況,建立廠房計算模型,采用有限元方法進行結構的安全性計算,構件材料強度取原設計值。結構計算內(nèi)容如下:
1) 結構的應力及變形驗算;
2) 吊車梁驗算;
3) 柱間支撐驗算;
4) 主要連接節(jié)點驗算
6.12.1.1 荷載標準值及組合
通過現(xiàn)場檢測,廠房承受荷載與原始設計基本相符,因此結構安全性計算中荷載的取值參照國家相關規(guī)范及結構設計圖紙進行:
1) 恒荷載(D):
屋面恒荷載:檁條、保溫、屋面板共計0.30kN/m2(程序自動計算鋼架自重)
2) 活荷載(L):0.3kN/m2
3) 風荷載(W):根據(jù)荷載規(guī)范,風荷載標準值為: 。其中,基本風壓w0取0.55kN/m2;風荷載考慮兩個方向的作用,具體為W0°,W180°
4)雪荷載(S):根據(jù)荷載規(guī)范,雪荷載標準值為 。其中,基本雪壓取0.2 kN/m2; =1.0。
5)地震荷載(E):重力荷載代表值取為1.0恒載+0.5活載;抗震設防烈度7度,基本加速度0.10g,設計抗震分組為I,場地土類型為Ⅳ。
7)吊車荷載:(由使用方提供)
8)結構重要性系數(shù):γ0=1.0
9)荷載組合:
6.12.1.3 計算模型
采用PKPM軟件分別建立廠房中的CS01~CS06鋼架的有限元模型,建模過程中的部分參數(shù)取值如下:
1) 廠房門式剛架梁柱連接節(jié)點為剛接;
2) 吊車梁與柱連接節(jié)點為鉸接;
3) 門式剛架柱腳為剛接。
6.12.1.4 計算結果
(1)剛架梁柱
經(jīng)計算,裝配車間各剛架的梁柱各單元強度應力比及平面內(nèi)外應力比均滿足規(guī)范要求,各構件長細比滿足規(guī)范要求。各榀剛架梁撓度滿足規(guī)范l/180限定要求。
(2)吊車梁
經(jīng)驗算,在現(xiàn)有吊車布置下,吊車梁受力及撓度均滿足規(guī)范要求。
6.12.2 期望吊車荷載作用下廠房安全性驗算
由于委托方在裝配車間的后期使用過程中存在加大吊車荷載的可能,故根據(jù)委托方提供的期望加大后的吊車荷載,重新對廠房的主剛架及吊車梁進行安全性驗算。除新增大的吊車荷載外,其余各計算參數(shù)均與6.12.1部分相同。
對新增加吊車荷載的區(qū)域內(nèi)的剛架進行安全性驗算,選取最不利荷載作用下的剛架建模計算,計算結果如下:
(1)剛架梁柱
經(jīng)計算,最不利剛架的梁柱各單元強度應力比及平面內(nèi)外應力比均滿足規(guī)范要求,各構件長細比滿足規(guī)范要求。剛架梁撓度滿足規(guī)范l/180限定要求。
(2)吊車梁
對新增加荷載后最不利位置處吊車進行驗算,驗算結果可知:吊車梁受力滿足規(guī)范要求,撓度為1/854,超規(guī)范1/1000的要求。
7 結論與建議
通過對裝配車間現(xiàn)場檢測與安全性計算,得出以下幾點結論與建議:
7.1 結論
1)廠房主要受力體系布置基本符合設計要求,軸線定位大部分不準確,考慮到測量精度,基本滿足驗收標準;抽檢構件的截面尺寸符合規(guī)范要求;
2)柱相鄰沉降差滿足《建筑地基基礎設計規(guī)范》中同類建筑物地基變形允許值要求;現(xiàn)場抽檢的部分鋼梁撓度、吊車梁撓度均滿足現(xiàn)行規(guī)范要求;部分柱南北向橫向位移超出規(guī)范中1/1250限值要求;
3)抽測的B~C列、C~D列吊車梁中心跨距最大偏差均超出《鋼結構施工驗收規(guī)范》GB 50205-2001限值要求。B、C、D同列相鄰柱間吊車梁頂面高差最大值也均超出《鋼結構施工質(zhì)量驗收規(guī)范》中限值要求,對吊車梁正常運行可能會產(chǎn)生一定影響;
4)廠房結構的各構件與節(jié)點無裂紋、局部變形、銹蝕;螺栓連接處無明顯松動,無節(jié)點板斷裂及翹曲,無銹蝕;除7/B、14/C處柱腳加勁板局部變形外,其余柱腳局部板件無變形,功能狀態(tài)正常。結構節(jié)點、支座等健康狀況良好;廠房柱腳周邊地坪存在明顯下沉、開裂,部分圍護墻體也存在明顯裂縫;
5)焊縫外觀完好,無表面夾渣和表面氣孔,抽檢焊縫探傷檢測合格;
6)經(jīng)驗算,在現(xiàn)有實際吊車使用荷載作用下,廠房各剛架應力比及變形滿足設計要求,吊車梁的撓度符合規(guī)范要求;在期望使用吊車荷載作用下,廠房各剛架應力比及變形滿足設計要求,吊車梁的撓度不符合規(guī)范要求。
7.2 建議
1)對吊車軌道進行相應的糾偏措施,以保證吊車的正常運行;
2)建議對表面銹蝕位置進行除銹及涂裝防護;
3)對開裂地坪進行相關處理,建議把所開裂地坪位置處地坪打掉,夯實后重新澆筑混凝土;
4)本建筑原設計結構形式為門式鋼架輕型房屋鋼結構。根據(jù)《門式鋼架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程》CECS102:2002總則中明確的適用范圍,要求此類房屋設無橋式吊車或起重量不大于20t的A1~A5工作級橋式吊車。故增設超過20t的新吊車后,裝配車間現(xiàn)有的結構形式不滿足規(guī)范的適用范圍。建議對吊車噸位超出20t的廠房區(qū)域及相鄰構件進行加固,以滿足廠房后期的安全正常使用。
5)在更換吊車過程中,對吊車梁及相鄰構件進行實時觀察,如發(fā)現(xiàn)危險跡象請及時通知加固設計單位進行相關處理后,方可繼續(xù)使用。
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