西安某匯流池網架安全性檢測與評定

勾 建 朋

(西安水務(集團)黑河輸水渠道管理有限公司，陜西 西安 710061)

西安某匯流池網架安全性檢測與評定

勾 建 朋

(西安水務(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年的網架結構為例，從網架桿件尺寸、涂層厚度、支座連接、構件變形等方面，對網架結構進行了檢測，并驗算了網架結構桿件的承載力，最后根據檢測結果鑒定了網架結構的可靠性。

網架結構，安全性，螺栓球，承載力

1 工程概況

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

該網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，夏季屋頂易出現結露現象，冬季極寒季節易出現結冰情況，較為惡劣的使用環境使得該網架出現明顯的耐久性損傷，目前部分網架桿件、節點球出現防銹漆脫落、銹蝕；檁條普遍銹蝕，個別區域出現銹爛現象；PVC陽光板出現老化，部分區域破裂、脫落。為了解目前該網架的可靠性，對該匯流池上方雨棚網架進行可靠性檢測鑒定。

2 網架結構的檢測

2.1 鋼網架桿件尺寸測量

現場對鋼網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，利用游標卡尺對鋼網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，并對個別構件采取手鉆打孔、游標卡尺對壁厚進行校驗，實測結果表明鋼網架的平面布置、大部分桿件尺寸與設計相符，鋼網架螺栓球布置、直徑與原設計相同，但個別桿件尺寸與設計出現偏差，應是安裝位置出現錯誤。

2.2 鋼網架桿件涂層厚度測量

現場利用涂層測厚儀對鋼網架抽檢桿件涂層厚度進行了測量，根據CECS 34:2013鋼結構防腐蝕涂裝技術規程，室外工程的涂層厚度應大于220 μm。實測結果表明鋼網架構件涂層厚度40%不符合規范要求。

2.3 鋼網架現狀調查

現場對鋼網架及其附屬構件進行檢測，檢測結果如下：

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

2)網架桿件及節點球。a.鋼網架大部分桿件和節點球基本完好，未發現明顯破損現象。b.部分桿件、螺栓球受環境影響，防銹涂層脫落，存在銹蝕現象。c.檢查發現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點均存在不同程度的下撓現象，不排除施工所造成的偏差。

2.4 現場荷載調查

現場檢查發現PVC陽光板積灰很少，活載滿足設計0.5 kN/m2的要求；檁條、螺栓球、桿件與原設計基本相符，恒載符合設計0.5 kN/m2的要求。

3 承載力驗算與分析

網架結構構件承載力校核遵守國家現行有關標準和規范的要求，計算簡圖根據結構的實際受力和構造狀況確定，荷載取值和荷載效應組合根據荷載規范確定或根據實際情況按規范的取值和組合原則確定[1-5]。主要依據有：

1)GB 50009—2012建筑結構荷載規范；2)GB 50017—2003鋼結構設計規范；3)JGJ 7—2010空間網格結構技術規程；4)GB 50011—2010建筑抗震設計規范；5)GB 50292—2015民用建筑可靠性鑒定標準；6)原設計施工圖及有關技術資料，本次現場檢測結果。

3.1 驗算原則及計算參數

1)結構形式按設計圖紙和實測資料，當設計圖紙與實際有出入時，以現場檢測實測資料為準。2)荷載取值依據原設計、現行荷載規范、檢測結果確定。恒荷載取值0.5 kN/m2，活荷載取值0.5 kN/m2。3)鋼材強度指標按原設計，鋼網架桿件為Q235B鋼，螺栓球采用45號鋼。4)抗震設防烈度為8度，基本地震加速度值為0.2g，第一組。

3.2 主要承重構件驗算結果

結構構件的承載能力驗算結果用R/(γ0·S)的比值表示，其中,R為結構構件的抗力；S為結構構件的作用效應；γ0為結構構件的重要性系數，對安全等級為一級、二級、三級的結構可分別取1.1，1.0，0.9，本結構取1.0。GB 50292—2015民用建筑可靠性鑒定標準規定，對鋼結構主要構件，當R/(γ0·S)≥1.0時為au級，當R/(γ0·S)≥0.95時為bu級，當R/(γ0·S)≥0.90時為cu級，當R/(γ0·S)≤0.90時為du級。au級、bu級構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級構件則應采取加固措施。

現場檢測該網架支座及其余部位所有節點均采用螺栓球節點，所有節點均為鉸接，按此模型進行建模驗算，該結構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.構件安全性評定。計算結果表明，鑒定單元鋼網架承載能力不滿足國家現行規范要求，綜合評定安全性等級為du級。b.單元安全性評定。鋼網架承重結構的安全性等級根據所含各類構件的安全性等級、結構的整體性等級、變形等級進行確定，根據計算結果，鑒定單元的鋼網架承載力不滿足要求，評定為Dsu級。

2)使用性評定。a.構件正常使用性評定支座：根據檢測結果，鑒定單元的支座正常使用性等級評為bs。桿件：根據檢測結果，鑒定單元的桿件正常使用性等級評為bs。節點：根據檢測的具體情況，鑒定單元節點正常使用性等級可評為bs。圍護系統：根據檢測結果，鑒定單元圍護系統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鑒定單元的安全性、正常使用性等級綜合評定。根據上述安全性、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 結論與建議

4.1 結論

通過對西安某匯流池網架的現場進行全面調查與檢測，內力分析與承載力驗算及可靠性評定后，結論如下：

1)在現有荷載作用下西安某匯流池網架的可靠性等級為Ⅳ級，嚴重不符合國家現行規范要求，嚴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)現場檢測鋼網架的鋼管柱支座、大部分桿件、節點球基本完好，40%的桿件表層涂料厚度不滿足規范要求，且部分構件防銹涂層脫落，存在較為普遍的銹蝕現象。

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點均存在不同程度的下撓現象，不排除施工所造成的偏差。

5)屋面方鋼管檁條普遍銹蝕，個別桿件銹蝕嚴重，甚至出現銹斷，陽光遮雨板出現老化，部位區域出現破損和開裂。

6)經計算，網架承載力不滿足要求。

4.2 建議

根據以上結論，建議如下：

1)對出現銹蝕的桿件、螺栓球進行表面除銹處理，再涂刷防銹涂料。

2)增設網架支座，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部,建筑結構荷載規范[M].北京：中國建筑工業出版社,2002.

[2] GB 50017—2003，鋼結構設計規范[S].

[3] JGJ 7—2010，空間網格結構技術規程[S].

[4] GB 50011—2010，建筑抗震設計規范[S].

[5] GB 50292—2015，民用建筑可靠性鑒定標準[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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