任 廷 選
(甘肅省建筑科學(xué)研究院有限公司,甘肅 蘭州 730060)
0 引言
我國建造于20世紀(jì)的大量工業(yè)建筑已接近使用壽命年限,構(gòu)件由于受到使用條件變化及環(huán)境侵蝕等因素的影響,同時(shí)構(gòu)件自身的不斷老化、構(gòu)件的材料性能也會隨著時(shí)間逐漸退化,功能將逐漸降低甚至喪失,且部分構(gòu)件已出現(xiàn)病害。因此對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行精確的可靠性鑒定是十分迫切的,也是十分必要的,它也是建筑物使用、維修、改造的基礎(chǔ)。
某工業(yè)廠房平面大致呈“L”形,總建筑面積7 285.7 m2,設(shè)計(jì)建造于1976年,主要區(qū)域?yàn)閱螌愉摻罨炷林偶芙Y(jié)構(gòu)(部分為砌體結(jié)構(gòu)),該工程所處地區(qū)抗震設(shè)防烈度為8度,設(shè)計(jì)地震分組為第三組,設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.2g。
根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查,該廠房A,C及P,Q軸線共有魚腹式鋼筋混凝土吊車梁及H型鋼吊車梁兩種,由于該廠房建造年代較早,無任何設(shè)計(jì)資料,現(xiàn)場對三種梁截面尺寸、混凝土強(qiáng)度、鋼筋配置、變形及損傷情況進(jìn)行了調(diào)查和檢測。
魚腹式鋼筋混凝土吊車梁現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)見表1。
表1 魚腹式鋼筋混凝土吊車梁實(shí)測數(shù)據(jù)
型鋼吊車梁現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)見表2。
表2 型鋼吊車梁實(shí)測數(shù)據(jù)
按照吊車梁實(shí)際使用荷載,對混凝土魚腹式吊車梁分6級加載,每級加載重量依次為:吊車自重—吊車自重+1.5 t—吊車自重+3.0 t—吊車自重+4.5 t—吊車自重+6.0 t—吊車自重+7.5 t;
型鋼吊車梁分5級加載,每級加載重量依次為:吊車自重—吊車自重+1.5 t—吊車自重+3.0 t—吊車自重+4.5 t—吊車自重+6.0 t。
在荷載達(dá)到檢驗(yàn)荷載前,每級加載后的持荷時(shí)間為15 min,同時(shí)檢查吊車梁有無開裂跡象;當(dāng)荷載達(dá)到檢驗(yàn)荷載后,持荷1 h。每級持荷結(jié)束時(shí),觀測并記錄測量值。
卸載按后加先卸載順序,即1.5 t—3.0 t—4.5 t—6.0 t—7.5 t—吊車自重+7.5 t的順序進(jìn)行卸載。
根據(jù)測量結(jié)果,繪制了位移曲線及應(yīng)力曲線,見圖1~圖4。
1)魚腹式吊車梁計(jì)算參數(shù)見表3。
表3 魚腹式吊車梁計(jì)算參數(shù)
2)梁的內(nèi)力計(jì)算。
根據(jù)影響線確定跨中最大彎矩、剪力荷載布置及支座最大剪力荷載布置如圖5,圖6所示。
3)承載力極限狀態(tài)驗(yàn)算。
a.梁跨中受彎承載力驗(yàn)算。
b.支座受剪承載力驗(yàn)算。
0.25βcfcbh0=243.95 kN>V=146.44 kN(滿足γ0·S 4)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算。 a.受彎最大裂縫寬度驗(yàn)算。 0.07 mm<ωmin=0.20 mm。 b.受彎撓度驗(yàn)算。 3.2.1型鋼吊車梁截面 型鋼吊車梁截面示意圖見圖7。 3.2.2計(jì)算參數(shù) 型鋼吊車梁截面計(jì)算參數(shù)見表4。 表4 型鋼吊車梁截面計(jì)算參數(shù) mm 3.2.3梁的內(nèi)力計(jì)算 根據(jù)影響線確定跨中最大彎矩、剪力荷載布置及支座最大剪力荷載布置如圖8,圖9所示。 吊車梁內(nèi)力計(jì)算。 3.2.4截面強(qiáng)度計(jì)算 1)抗彎強(qiáng)度。 跨中截面受壓邊緣纖維承載力滿足規(guī)范要求。 跨中截面受拉邊緣纖維承載力滿足規(guī)范要求。 2)支座界面處的抗剪強(qiáng)度。 支座界面處的抗剪強(qiáng)度滿足規(guī)范要求。 3)跨中梁腹板計(jì)算高度邊緣處折算應(yīng)力。 跨中梁腹板計(jì)算高度邊緣處折算應(yīng)力滿足規(guī)范要求。 3.2.5剛度計(jì)算 跨中最大撓度: 跨中最大撓度滿足規(guī)范要求。 3.2.6梁的整體穩(wěn)定性計(jì)算 穩(wěn)定系數(shù): 整體穩(wěn)定滿足規(guī)范要求。 根據(jù)檢測、計(jì)算結(jié)果,混凝土魚腹梁可靠性鑒定評級為b,型鋼吊車梁可靠性鑒定評級為b,即略低于國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的可靠性要求,仍能滿足結(jié)構(gòu)可靠性的下限水平要求,不影響安全,在目標(biāo)使用年限內(nèi)尚不明顯影響正常使用,可不必采取措施。 在《工業(yè)廠房可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》中明確規(guī)定了工業(yè)廠房可靠性鑒定的目的、程序、等級標(biāo)準(zhǔn)。雖然建筑物的鑒定與結(jié)構(gòu)計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有相同之處,但也存在著很大的差異,本次結(jié)合某工業(yè)廠房吊車梁可靠性鑒定,闡明合理精細(xì)的現(xiàn)場檢測、性能試驗(yàn)(主要為現(xiàn)場荷載試驗(yàn))及可靠性分析是解決工業(yè)建筑尤其年代已久或缺乏設(shè)計(jì)資料建筑的有效手段。3.2 型鋼吊車梁計(jì)算
4 鑒定結(jié)論
5 總結(jié)與展望