勾 建 朋

(西安水務(wù)(集團(tuán))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(cè)與評(píng)定

勾 建 朋

(西安水務(wù)(集團(tuán))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(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了檢測(cè)，并驗(yàn)算了網(wǎng)架結(jié)構(gòu)桿件的承載力，最后根據(jù)檢測(cè)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(diǎn)為螺栓球連接。鋼網(wǎng)架沿球面周邊均勻布置8個(gè)支座。網(wǎng)架球節(jié)點(diǎn)和套筒采用45號(hào)鋼，高強(qiáng)螺栓采用40Cr鋼，網(wǎng)架桿件、支座、支托等采用Q235鋼(見(jiàn)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(diǎn)球出現(xiàn)防銹漆脫落、銹蝕；檁條普遍銹蝕，個(gè)別區(qū)域出現(xiàn)銹爛現(xiàn)象；PVC陽(yáng)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(duì)該匯流池上方雨棚網(wǎng)架進(jìn)行可靠性檢測(cè)鑒定。

2 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的檢測(cè)

2.1 鋼網(wǎng)架桿件尺寸測(cè)量

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)鋼網(wǎng)架桿件布置圖進(jìn)行了核對(duì)，對(duì)部分桿件尺寸和涂層厚度進(jìn)行抽檢，利用游標(biāo)卡尺對(duì)鋼網(wǎng)架抽檢桿件外徑進(jìn)行測(cè)量；通過(guò)鋼板測(cè)厚儀對(duì)桿件的壁厚進(jìn)行測(cè)量，并對(duì)個(gè)別構(gòu)件采取手鉆打孔、游標(biāo)卡尺對(duì)壁厚進(jìn)行校驗(yàn)，實(shí)測(cè)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(jì)相符，鋼網(wǎng)架螺栓球布置、直徑與原設(shè)計(jì)相同，但個(gè)別桿件尺寸與設(shè)計(jì)出現(xiàn)偏差，應(yīng)是安裝位置出現(xiàn)錯(cuò)誤。

2.2 鋼網(wǎng)架桿件涂層厚度測(cè)量

現(xiàn)場(chǎng)利用涂層測(cè)厚儀對(duì)鋼網(wǎng)架抽檢桿件涂層厚度進(jìn)行了測(cè)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(shí)測(cè)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(chǎng)對(duì)鋼網(wǎng)架及其附屬構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)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(diǎn)基本完好，但普遍存在銹蝕現(xiàn)象。

2)網(wǎng)架桿件及節(jié)點(diǎn)球。a.鋼網(wǎng)架大部分桿件和節(jié)點(diǎn)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(gè)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(diǎn)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(chǎng)荷載調(diào)查

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

3 承載力驗(yàn)算與分析

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力校核遵守國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求，計(jì)算簡(jiǎn)圖根據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)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(shí)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(jì)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(jì)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(jì)施工圖及有關(guān)技術(shù)資料，本次現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果。

3.1 驗(yàn)算原則及計(jì)算參數(shù)

1)結(jié)構(gòu)形式按設(shè)計(jì)圖紙和實(shí)測(cè)資料，當(dāng)設(shè)計(jì)圖紙與實(shí)際有出入時(shí)，以現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)實(shí)測(cè)資料為準(zhǔn)。2)荷載取值依據(jù)原設(shè)計(jì)、現(xiàn)行荷載規(guī)范、檢測(cè)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(qiáng)度指標(biāo)按原設(shè)計(jì)，鋼網(wǎng)架桿件為Q235B鋼，螺栓球采用45號(hào)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(yàn)算結(jié)果

結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力驗(yàn)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(duì)安全等級(jí)為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)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(duì)鋼結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件，當(dāng)R/(γ0·S)≥1.0時(shí)為au級(jí)，當(dāng)R/(γ0·S)≥0.95時(shí)為bu級(jí)，當(dāng)R/(γ0·S)≥0.90時(shí)為cu級(jí)，當(dāng)R/(γ0·S)≤0.90時(shí)為du級(jí)。au級(jí)、bu級(jí)構(gòu)件能滿足或基本滿足安全使用要求，無(wú)需采取加固措施，cu級(jí)、du級(jí)構(gòu)件則應(yīng)采取加固措施。

現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)該網(wǎng)架支座及其余部位所有節(jié)點(diǎn)均采用螺栓球節(jié)點(diǎn)，所有節(jié)點(diǎn)均為鉸接，按此模型進(jìn)行建模驗(yàn)算，該結(jié)構(gòu)體系為幾何可變體系，無(wú)法滿足承載力要求。

3.3 可靠性鑒定評(píng)級(jí)

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

2)使用性評(píng)定。a.構(gòu)件正常使用性評(píng)定支座：根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，鑒定單元的支座正常使用性等級(jí)評(píng)為bs。桿件：根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，鑒定單元的桿件正常使用性等級(jí)評(píng)為bs。節(jié)點(diǎn)：根據(jù)檢測(cè)的具體情況，鑒定單元節(jié)點(diǎn)正常使用性等級(jí)可評(píng)為bs。圍護(hù)系統(tǒng)：根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，鑒定單元圍護(hù)系統(tǒng)正常使用性等級(jí)評(píng)為Cs。b.鑒定單元正常使用性評(píng)定：鑒定單元的使用性等級(jí)為Css。

3)鑒定單元可靠性評(píng)定。鑒定單元的可靠性等級(jí)根據(jù)鑒定單元的安全性、正常使用性等級(jí)綜合評(píng)定。根據(jù)上述安全性、正常使用性級(jí)別綜合評(píng)定：鑒定單元的可靠性等級(jí)為Ⅳ級(jí)。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

通過(guò)對(duì)西安某匯流池網(wǎng)架的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面調(diào)查與檢測(cè)，內(nèi)力分析與承載力驗(yàn)算及可靠性評(píng)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(jí)為Ⅳ級(jí)，嚴(yán)重不符合國(guó)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(shí)采取措施。

2)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)鋼網(wǎng)架的鋼管柱支座、大部分桿件、節(jié)點(diǎn)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(gè)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(diǎn)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(gè)別桿件銹蝕嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)銹斷，陽(yáng)光遮雨板出現(xiàn)老化，部位區(qū)域出現(xiàn)破損和開(kāi)裂。

6)經(jīng)計(jì)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(duì)出現(xiàn)銹蝕的桿件、螺栓球進(jìn)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(duì)新增支座處的斜腹桿進(jìn)行加固，可采用焊接角鋼等方式進(jìn)行加固。

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

[2] GB 50017—2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)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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