某體育場看臺(tái)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安全性檢測鑒定

蔣 超 劉來根

(江蘇省建筑工程質(zhì)量檢測中心有限公司，江蘇 南京 210000)

1 概述

近年來，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)由于其自重輕、整體性好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特點(diǎn)越來越多的用于各種體育場館、會(huì)展中心等大跨結(jié)構(gòu)的屋蓋體系，但是施工技術(shù)的瑕疵以及后期維護(hù)不到位的情況使得很多網(wǎng)架結(jié)構(gòu)出現(xiàn)桿件銹蝕、連接節(jié)點(diǎn)松動(dòng)等影響結(jié)構(gòu)安全的現(xiàn)象，對該類網(wǎng)架進(jìn)行全面有效的檢測鑒定能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的安全隱患，避免發(fā)生安全事故。

2 工程概況

該網(wǎng)架為正放四角錐螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架，由6顆下弦螺栓球節(jié)點(diǎn)作為支座與下部混凝土柱相連，屋面為彩鋼瓦。該工程建于2002年左右，相關(guān)施工資料已全部丟失。

3 現(xiàn)場檢查、檢測

3.1 結(jié)構(gòu)布置測繪

現(xiàn)場采用高精度全站儀對鋼網(wǎng)架進(jìn)行復(fù)位測量，并將測點(diǎn)坐標(biāo)導(dǎo)入到CAD中，根據(jù)測量數(shù)據(jù)繪制網(wǎng)架結(jié)構(gòu)布置示意圖，如圖1，圖2所示。上弦桿桿件間距如圖3所示，下弦桿桿件間距如圖4所示。其中X2/XC，X11/XC，X2/XF，X5/XF，X8/XF，X11/XF下弦螺栓球節(jié)點(diǎn)與下部混凝土柱相連。

3.2 桿件尺寸檢測

由于該網(wǎng)架桿件較多，且無圖紙進(jìn)行參考，因此現(xiàn)場先對該網(wǎng)架桿件按大小進(jìn)行分類，并用游標(biāo)卡尺進(jìn)行直徑測量，經(jīng)過全面核查，桿件直徑共有5種不同尺寸，從小到大分別為48 mm，60 mm，76 mm，89 mm和108 mm；接著針對每一種直徑抽測部分桿件，采用超聲測厚儀進(jìn)行桿件壁厚測量，結(jié)果表明該工程共使用了48 mm×3.5 mm，60 mm×3.5 mm，76 mm×3.75 mm，89 mm×4 mm，108 mm×4 mm共計(jì)5種不同截面尺寸的桿件。

3.3 涂層厚度檢測

由于網(wǎng)架長期暴露在室外且許久未進(jìn)行重新涂裝等日常維護(hù)，為了解桿件漆膜厚度是否符合規(guī)范要求，現(xiàn)場抽取部分桿件，采用漆膜測厚儀進(jìn)行干漆膜總厚度檢測，漆膜厚度檢測結(jié)果介于40 μm～90 μm之間，不滿足GB 50205—2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范中相關(guān)要求。

3.4 螺栓連接質(zhì)量檢查

網(wǎng)架連接節(jié)點(diǎn)的牢固性直接影響到整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與承載能力，一旦螺栓球節(jié)點(diǎn)連接出現(xiàn)問題，可能引起整個(gè)結(jié)構(gòu)的坍塌，因此需要著重關(guān)注螺栓球節(jié)點(diǎn)的連接質(zhì)量；現(xiàn)場對該工程網(wǎng)架所用螺栓連接質(zhì)量進(jìn)行了隨機(jī)抽檢，主要通過觀察和敲擊法檢查節(jié)點(diǎn)螺栓有無松動(dòng)現(xiàn)象，螺栓是否存在未擰緊、脫絲現(xiàn)象。經(jīng)現(xiàn)場抽檢，抽檢處緊固件連接質(zhì)量良好，未發(fā)現(xiàn)該工程螺栓連接出現(xiàn)明顯的間隙、松動(dòng)、脫絲現(xiàn)象。

3.5 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件缺陷檢查

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件容易出現(xiàn)銹蝕、變形等問題，銹蝕會(huì)減小桿件截面尺寸、變形會(huì)影響桿件受力情況，這都會(huì)影響結(jié)構(gòu)的承載能力，因此現(xiàn)場需要仔細(xì)檢查?，F(xiàn)場對該工程鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件缺陷進(jìn)行了檢查，靠近支座的下弦桿X2/XC-XD存在彎曲變形現(xiàn)象，多處網(wǎng)架桿件及螺栓球節(jié)點(diǎn)存在銹蝕現(xiàn)象。

3.6 支座連接檢查

現(xiàn)場對該工程支座連接進(jìn)行檢查，經(jīng)現(xiàn)場檢查，該網(wǎng)架支座為下弦螺栓球支座擱置于混凝土柱頂，與混凝土柱頂預(yù)埋鋼板采用螺栓連接，未見螺栓存在缺失及松動(dòng)情況，連接基本牢固。

3.7 圍護(hù)系統(tǒng)檢查

現(xiàn)場對該工程圍護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行檢查，經(jīng)現(xiàn)場檢查，該工程屋面板、檁條及天溝均存在銹蝕情況；部分檁條與檁托之間、相連檁條之間無可靠連接，實(shí)景如圖5，圖6所示。

4 承載力驗(yàn)算

4.1 計(jì)算參數(shù)取值

計(jì)算參數(shù)取值見表1。

表1 計(jì)算參數(shù)取值表

4.2 結(jié)構(gòu)模型

根據(jù)現(xiàn)場對結(jié)構(gòu)復(fù)位測量以及各種桿件截面尺寸的檢測結(jié)果，采用有限元分析軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模，材料及荷載信息依據(jù)表1進(jìn)行取值，模型示意圖如圖7所示，不同的顏色表示不同的截面尺寸。

4.3 計(jì)算分析結(jié)果

4.3.1強(qiáng)度驗(yàn)算結(jié)果

驗(yàn)算結(jié)果表明，部分桿件強(qiáng)度應(yīng)力比大于1，主要集中在支座處，最大值為1.42，結(jié)果示意圖如圖8所示；由圖8可知，X2/XC，X11/XC支座周圍桿件強(qiáng)度應(yīng)力比相比其他部位桿件強(qiáng)度應(yīng)力比較大，大部分桿件強(qiáng)度應(yīng)力比介于0.03～0.50之間。

4.3.2撓度驗(yàn)算結(jié)果

驗(yàn)算結(jié)果表明，在恒荷載與活荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的最大撓度值未超出規(guī)范允許偏差要求，位移驗(yàn)算結(jié)果如圖9所示；其中節(jié)點(diǎn)最大位移值為-32.8 mm，出現(xiàn)在軸懸挑端中間部位，并且向兩端及內(nèi)部均為遞減變化。

4.3.3桿件長細(xì)比驗(yàn)算結(jié)果

驗(yàn)算結(jié)果表明，桿件長細(xì)比均滿足規(guī)范要求，示意圖如圖10所示；大部分桿件長細(xì)比介于120～180之間。

5 檢測鑒定結(jié)論

由于該網(wǎng)架主要存在以下幾個(gè)問題：

1)個(gè)別桿件存在彎曲變形現(xiàn)象，多處桿件存在銹蝕情況；

2)部分檁條與檁托之間、相連檁條之間無可靠連接；

3)驗(yàn)算結(jié)果表明，部分桿件強(qiáng)度應(yīng)力比大于1.05，存在c級和d級構(gòu)件。

綜上所述，依據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50292—2015民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)，該工程網(wǎng)架結(jié)構(gòu)單元安全性評為Cu級。

6 建議

結(jié)合該工程后續(xù)使用要求和目標(biāo)使用年限，聘請有資質(zhì)的設(shè)計(jì)及施工單位對承載能力不足的桿件進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理、對銹蝕的桿件按規(guī)范要求進(jìn)行防腐處理、對銹蝕嚴(yán)重的屋面板進(jìn)行更換處理；妥善處理前宜暫停使用。

7 結(jié)語

目前國內(nèi)很多網(wǎng)架結(jié)構(gòu)(如看臺(tái)網(wǎng)架、收費(fèi)站網(wǎng)架等)長期暴露在室外，并且由于未能做到及時(shí)維護(hù)導(dǎo)致桿件很容易受到侵蝕，對其進(jìn)行準(zhǔn)確的安全性評估、提出合理的處理建議是該類結(jié)構(gòu)能夠長期安全使用的保障。