魏曉紅

（山西五建集團(tuán)有限公司）

0 引言

本文通過對(duì)某體育館屋面焊接空心球網(wǎng)架結(jié)構(gòu)調(diào)查分析、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、安全性分析及驗(yàn)算，提出了對(duì)此網(wǎng)架工程的安全性鑒定及建議。

1 工程簡(jiǎn)況

某體育館屋面焊接空心球網(wǎng)架工程，結(jié)構(gòu)形式為：斜放四角錐，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，橫向跨度 42 米，縱向跨度為66 米，網(wǎng)架厚度3.5m， 建筑面積約2770m2。1988 年由某某設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，1990 年對(duì)該網(wǎng)架進(jìn)行了加固維修設(shè)計(jì)，同年建成并投入使用。為確定該網(wǎng)架工程是否滿足安全使用要求，特對(duì)其進(jìn)行了安全性鑒定檢測(cè)。

2 對(duì)此網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的調(diào)查分析

根據(jù)委托方提供的圖紙經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)初步調(diào)查，該網(wǎng)架工程由某某設(shè)計(jì)研究院于1988 年設(shè)計(jì)，由于其它原因，原設(shè)計(jì)單位于1990 年對(duì)該工程出具了加固變更設(shè)計(jì)。加固變更內(nèi)容如下：對(duì)網(wǎng)架上弦采用加桿（或換桿）的方法進(jìn)行了加固，在網(wǎng)架上弦短跨方向共增加桿件317 根、加固68 根，腹桿加固4 根。對(duì)屋面構(gòu)造部分變更為：二氈三油上鋪小石子防水層（或三元乙炳防水層），10mm 厚1：3 水泥砂漿找平層，30mm 厚1：10 水泥蛭石找坡層，25mm 鋼絲網(wǎng)水泥板。

該網(wǎng)架工程于2007 年對(duì)其防腐涂層進(jìn)行了處理，后由于屋面漏水于2013 年采用SBS 防水卷材對(duì)其進(jìn)行了處理，除此之外未做任何處理。網(wǎng)架所處環(huán)境為室內(nèi)全封閉一般環(huán)境，由于屋面漏水，造成部分支座及桿件防腐涂層均產(chǎn)生了不同程度開裂、起皮。

該網(wǎng)架工程縱向跨度為66 米，由22 個(gè)3 米的網(wǎng)格構(gòu)成，橫向跨度42 米，由14 個(gè)3 米的網(wǎng)格構(gòu)成，網(wǎng)架厚度為3.5 米。

3 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)內(nèi)容及方法

3.1 材料檢測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)該工程所用原材料焊管、鋼球?qū)ζ浜穸燃捌湟?guī)格尺寸進(jìn)行檢測(cè)，在檢測(cè)前，清除表面涂層、氧化皮、銹蝕、雜物等，并打磨至露出金屬光澤再進(jìn)行測(cè)量，厚度在構(gòu)件的3 個(gè)不同部位進(jìn)行測(cè)量，取3 處測(cè)試值的平均值作為鋼材厚度的代表值，在同一位置測(cè)量時(shí)，宜將探頭轉(zhuǎn)過90 度后作二次測(cè)量，取二次的平均值作該部位的代表值，規(guī)格尺寸采用尺量的方法進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)部位隨機(jī)抽取。

另外受現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)條件限制，僅對(duì)腹桿及下弦桿件與鋼球進(jìn)行了抽樣，檢測(cè)結(jié)果全部合格。

3.2 結(jié)構(gòu)及構(gòu)件連接質(zhì)量檢測(cè)

3.2.1 支座

該網(wǎng)架采用雙面弧形壓力支座固定，支座均設(shè)置于網(wǎng)架上弦，共計(jì)72 個(gè)支座，其中縱向44 個(gè)，橫向28 個(gè)，支座形式均為雙面弧形壓力支座。經(jīng)檢測(cè)，支座中心偏移量及支座最大高差在規(guī)范允許范圍內(nèi)。

3.2.2 焊縫

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)網(wǎng)架管球節(jié)點(diǎn)焊縫及鋼球自身焊縫采用超聲波探傷法進(jìn)行內(nèi)部缺陷檢測(cè)。按二級(jí)焊縫進(jìn)行檢測(cè)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)抽樣檢測(cè)可知，該網(wǎng)架工程下弦部分D133×10、D219×8 管球節(jié)點(diǎn)焊縫存在根部未焊透內(nèi)部缺陷，不滿足二級(jí)質(zhì)量要求，且部分節(jié)點(diǎn)上桿件與桿件間的間隙較小，部分焊縫甚至相互交叉在一起，嚴(yán)重影響桿件受力。

3.2.3 屋面構(gòu)造

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)屋面材料進(jìn)行了檢查與測(cè)量，由調(diào)查資料可知網(wǎng)架屋面采用SBS 防水卷材，卷材下設(shè)10mm 厚水泥砂漿找平層，30mm 厚水泥蛭石找坡層，25mm 厚鋼絲網(wǎng)水泥板。

3.3 結(jié)構(gòu)損傷及變形檢測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)該工程結(jié)構(gòu)、桿件、鋼球及支座外觀質(zhì)量進(jìn)行檢查，檢查中發(fā)現(xiàn)部分上弦桿件采用對(duì)焊形式組合，且部分支座、鋼球及桿件均遭受不同程度的水浸危害。

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)該工程下弦、腹桿焊管、鋼球涂層厚度進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果全部滿足規(guī)范要求。

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)網(wǎng)架撓度進(jìn)行了檢測(cè)，對(duì)網(wǎng)架撓度下弦中央一點(diǎn)及各向下弦跨度的四等分點(diǎn)設(shè)點(diǎn)，采用水準(zhǔn)儀、鋼尺進(jìn)行測(cè)量，檢測(cè)示意圖及結(jié)果如下：

網(wǎng)架撓度計(jì)算表

跨度 66m 42m 測(cè)點(diǎn) A 1 2 B C 3 4 D 測(cè)點(diǎn)標(biāo)高（mm） 461 405 406 456 465 408 410 460 跨中標(biāo)高 （mm） 395 395 撓度值（mm） 66 10 11 61 70 13 15 65

經(jīng)計(jì)算該網(wǎng)架結(jié)構(gòu)短向跨度容許撓度值為168mm（L/250），依據(jù)上表可知短向跨度下?lián)献畲笾禐?0mm，滿足規(guī)程要求。

4 安全性分析與驗(yàn)算

4.1 驗(yàn)算依據(jù)

《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ7-2010，《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查資料。

4.2 驗(yàn)算軟件

采用空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件MST2008 對(duì)該網(wǎng)架進(jìn)建模分析驗(yàn)算。

4.3 荷載取值

靜荷載取值：3.5kN/m2(10mm 厚水泥砂漿找平層，30mm 厚水泥蛭石找坡層，25mm 厚鋼絲網(wǎng)水泥板、吊頂、馬道等)

活荷載取值：0.7kN/m2

4.4 其它參數(shù)取值

地震烈度：8 度

場(chǎng)地類別：3 類

材料選用：由于原設(shè)計(jì)變更圖紙與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際不符，建立模型分析基本根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察檢測(cè)結(jié)果為主。

上弦桿件70×3.5、73×4.5、89×3.5、95×7.0、108×4.5、111×6.0、114×6.0、133×4.5、159×6.0

下弦桿件73×3.5、111×4.5、133×10.0、219×8.0

腹桿桿件73×3.5、89×4.5、111×4.5

桿件長(zhǎng)細(xì)比：受拉桿件300、受壓桿件180

4.5 驗(yàn)算結(jié)果

經(jīng)對(duì)該網(wǎng)架進(jìn)行建模驗(yàn)算結(jié)果可知，該網(wǎng)架工程超應(yīng)力桿件1945 根，焊接球承壓不夠的有80 個(gè)，焊接球受拉不夠的有160 個(gè)，焊接球鋼管間隙不夠的有156 個(gè)。

5 鑒定結(jié)論及建議

該體育館屋面焊接空心球網(wǎng)架工程的安全性等級(jí)為Dsu 級(jí)，部分構(gòu)件已顯著影響到結(jié)構(gòu)安全，必須立即采取措施。建議對(duì)該網(wǎng)架進(jìn)行拆除重建。