西安某匯流池網(wǎng)架安全性檢測與評定

勾 建 朋

(西安水務(wù)(集團)黑河輸水渠道管理有限公司，陜西 西安 710061)

西安某匯流池網(wǎng)架安全性檢測與評定

勾 建 朋

(西安水務(wù)(集團)黑河輸水渠道管理有限公司，陜西 西安 710061)

以西安某匯流池投入使用8年的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)為例，從網(wǎng)架桿件尺寸、涂層厚度、支座連接、構(gòu)件變形等方面，對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進行了檢測，并驗算了網(wǎng)架結(jié)構(gòu)桿件的承載力，最后根據(jù)檢測結(jié)果鑒定了網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的可靠性。

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，安全性，螺栓球，承載力

1 工程概況

西安某匯流池網(wǎng)架建于2008年，網(wǎng)格形式為單層球殼、周邊梁支承結(jié)構(gòu)體系，支撐面直徑為19.30 m，網(wǎng)架矢高為2.0 m，節(jié)點為螺栓球連接。鋼網(wǎng)架沿球面周邊均勻布置8個支座。網(wǎng)架球節(jié)點和套筒采用45號鋼，高強螺栓采用40Cr鋼，網(wǎng)架桿件、支座、支托等采用Q235鋼(見圖1)。

該網(wǎng)架為西安市供水生命線控制工程，位于匯流池上方，濕度較大，夏季屋頂易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，冬季極寒季節(jié)易出現(xiàn)結(jié)冰情況，較為惡劣的使用環(huán)境使得該網(wǎng)架出現(xiàn)明顯的耐久性損傷，目前部分網(wǎng)架桿件、節(jié)點球出現(xiàn)防銹漆脫落、銹蝕；檁條普遍銹蝕，個別區(qū)域出現(xiàn)銹爛現(xiàn)象；PVC陽光板出現(xiàn)老化，部分區(qū)域破裂、脫落。為了解目前該網(wǎng)架的可靠性，對該匯流池上方雨棚網(wǎng)架進行可靠性檢測鑒定。

2 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的檢測

2.1 鋼網(wǎng)架桿件尺寸測量

現(xiàn)場對鋼網(wǎng)架桿件布置圖進行了核對，對部分桿件尺寸和涂層厚度進行抽檢，利用游標(biāo)卡尺對鋼網(wǎng)架抽檢桿件外徑進行測量；通過鋼板測厚儀對桿件的壁厚進行測量，并對個別構(gòu)件采取手鉆打孔、游標(biāo)卡尺對壁厚進行校驗，實測結(jié)果表明鋼網(wǎng)架的平面布置、大部分桿件尺寸與設(shè)計相符，鋼網(wǎng)架螺栓球布置、直徑與原設(shè)計相同，但個別桿件尺寸與設(shè)計出現(xiàn)偏差，應(yīng)是安裝位置出現(xiàn)錯誤。

2.2 鋼網(wǎng)架桿件涂層厚度測量

現(xiàn)場利用涂層測厚儀對鋼網(wǎng)架抽檢桿件涂層厚度進行了測量，根據(jù)CECS 34:2013鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂裝技術(shù)規(guī)程，室外工程的涂層厚度應(yīng)大于220 μm。實測結(jié)果表明鋼網(wǎng)架構(gòu)件涂層厚度40%不符合規(guī)范要求。

2.3 鋼網(wǎng)架現(xiàn)狀調(diào)查

現(xiàn)場對鋼網(wǎng)架及其附屬構(gòu)件進行檢測，檢測結(jié)果如下：

1)網(wǎng)架鋼支座。a.鋼網(wǎng)架鋼管柱支座基本完好，且防銹漆基本完好。b.網(wǎng)架與柱頂支座處節(jié)點基本完好，但普遍存在銹蝕現(xiàn)象。

2)網(wǎng)架桿件及節(jié)點球。a.鋼網(wǎng)架大部分桿件和節(jié)點球基本完好，未發(fā)現(xiàn)明顯破損現(xiàn)象。b.部分桿件、螺栓球受環(huán)境影響，防銹涂層脫落，存在銹蝕現(xiàn)象。c.檢查發(fā)現(xiàn)個別螺栓球與桿件為焊接連接。d.外圍四周各支座間桿件節(jié)點均存在不同程度的下?lián)犀F(xiàn)象，不排除施工所造成的偏差。

2.4 現(xiàn)場荷載調(diào)查

現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)PVC陽光板積灰很少，活載滿足設(shè)計0.5 kN/m2的要求；檁條、螺栓球、桿件與原設(shè)計基本相符，恒載符合設(shè)計0.5 kN/m2的要求。

3 承載力驗算與分析

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力校核遵守國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求，計算簡圖根據(jù)結(jié)構(gòu)的實際受力和構(gòu)造狀況確定，荷載取值和荷載效應(yīng)組合根據(jù)荷載規(guī)范確定或根據(jù)實際情況按規(guī)范的取值和組合原則確定[1-5]。主要依據(jù)有：

1)GB 50009—2012建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范；2)GB 50017—2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范；3)JGJ 7—2010空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程；4)GB 50011—2010建筑抗震設(shè)計規(guī)范；5)GB 50292—2015民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)；6)原設(shè)計施工圖及有關(guān)技術(shù)資料，本次現(xiàn)場檢測結(jié)果。

3.1 驗算原則及計算參數(shù)

1)結(jié)構(gòu)形式按設(shè)計圖紙和實測資料，當(dāng)設(shè)計圖紙與實際有出入時，以現(xiàn)場檢測實測資料為準(zhǔn)。2)荷載取值依據(jù)原設(shè)計、現(xiàn)行荷載規(guī)范、檢測結(jié)果確定。恒荷載取值0.5 kN/m2，活荷載取值0.5 kN/m2。3)鋼材強度指標(biāo)按原設(shè)計，鋼網(wǎng)架桿件為Q235B鋼，螺栓球采用45號鋼。4)抗震設(shè)防烈度為8度，基本地震加速度值為0.2g，第一組。

3.2 主要承重構(gòu)件驗算結(jié)果

結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力驗算結(jié)果用R/(γ0·S)的比值表示，其中,R為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力；S為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的作用效應(yīng)；γ0為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性系數(shù)，對安全等級為一級、二級、三級的結(jié)構(gòu)可分別取1.1，1.0，0.9，本結(jié)構(gòu)取1.0。GB 50292—2015民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對鋼結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件，當(dāng)R/(γ0·S)≥1.0時為au級，當(dāng)R/(γ0·S)≥0.95時為bu級，當(dāng)R/(γ0·S)≥0.90時為cu級，當(dāng)R/(γ0·S)≤0.90時為du級。au級、bu級構(gòu)件能滿足或基本滿足安全使用要求，無需采取加固措施，cu級、du級構(gòu)件則應(yīng)采取加固措施。

現(xiàn)場檢測該網(wǎng)架支座及其余部位所有節(jié)點均采用螺栓球節(jié)點，所有節(jié)點均為鉸接，按此模型進行建模驗算，該結(jié)構(gòu)體系為幾何可變體系，無法滿足承載力要求。

3.3 可靠性鑒定評級

1)安全性評定。a.構(gòu)件安全性評定。計算結(jié)果表明，鑒定單元鋼網(wǎng)架承載能力不滿足國家現(xiàn)行規(guī)范要求，綜合評定安全性等級為du級。b.單元安全性評定。鋼網(wǎng)架承重結(jié)構(gòu)的安全性等級根據(jù)所含各類構(gòu)件的安全性等級、結(jié)構(gòu)的整體性等級、變形等級進行確定，根據(jù)計算結(jié)果，鑒定單元的鋼網(wǎng)架承載力不滿足要求，評定為Dsu級。

2)使用性評定。a.構(gòu)件正常使用性評定支座：根據(jù)檢測結(jié)果，鑒定單元的支座正常使用性等級評為bs。桿件：根據(jù)檢測結(jié)果，鑒定單元的桿件正常使用性等級評為bs。節(jié)點：根據(jù)檢測的具體情況，鑒定單元節(jié)點正常使用性等級可評為bs。圍護系統(tǒng)：根據(jù)檢測結(jié)果，鑒定單元圍護系統(tǒng)正常使用性等級評為Cs。b.鑒定單元正常使用性評定：鑒定單元的使用性等級為Css。

3)鑒定單元可靠性評定。鑒定單元的可靠性等級根據(jù)鑒定單元的安全性、正常使用性等級綜合評定。根據(jù)上述安全性、正常使用性級別綜合評定：鑒定單元的可靠性等級為Ⅳ級。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

通過對西安某匯流池網(wǎng)架的現(xiàn)場進行全面調(diào)查與檢測，內(nèi)力分析與承載力驗算及可靠性評定后，結(jié)論如下：

1)在現(xiàn)有荷載作用下西安某匯流池網(wǎng)架的可靠性等級為Ⅳ級，嚴(yán)重不符合國家現(xiàn)行規(guī)范要求，嚴(yán)重影響鑒定單元整體的安全、適用功能，必須立即或及時采取措施。

2)現(xiàn)場檢測鋼網(wǎng)架的鋼管柱支座、大部分桿件、節(jié)點球基本完好，40%的桿件表層涂料厚度不滿足規(guī)范要求，且部分構(gòu)件防銹涂層脫落，存在較為普遍的銹蝕現(xiàn)象。

3)個別螺栓球與桿件為焊接連接。

4)外圍四周各支座間桿件節(jié)點均存在不同程度的下?lián)犀F(xiàn)象，不排除施工所造成的偏差。

5)屋面方鋼管檁條普遍銹蝕，個別桿件銹蝕嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)銹斷，陽光遮雨板出現(xiàn)老化，部位區(qū)域出現(xiàn)破損和開裂。

6)經(jīng)計算，網(wǎng)架承載力不滿足要求。

4.2 建議

根據(jù)以上結(jié)論，建議如下：

1)對出現(xiàn)銹蝕的桿件、螺栓球進行表面除銹處理，再涂刷防銹涂料。

2)增設(shè)網(wǎng)架支座，支座可采用鋼管柱，并對新增支座處的斜腹桿進行加固，可采用焊接角鋼等方式進行加固。

[1] 中華人民共和國建設(shè)部,建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2002.

[2] GB 50017—2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

[3] JGJ 7—2010，空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].

[4] GB 50011—2010，建筑抗震設(shè)計規(guī)范[S].

[5] GB 50292—2015，民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].

Xi’an confluence pool safety testing and appraisal of grid structure

Gou Jianpeng

(HeiheRiverChannelManagementCo.,Ltd,Xi’an710061,China)

Taking the converge pool grid structure with 8-year serving life as an example, starting from aspects grid member, size painting layer, thickness, bearing connection and component deformation, the paper detects the rigid structure, calculates rigid structure bearing capacity, and finally identifies the rigid structure reliability according to the detection results.

grid structure, safety, bolt-sphere, bearing capacity

1009-6825(2017)03-0030-02

2016-11-15

勾建朋(1978- )，男，助理工程師

TU317

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