論某體育館屋面焊接空心球網架安全性鑒定

魏曉紅

（山西五建集團有限公司）

0 引言

本文通過對某體育館屋面焊接空心球網架結構調查分析、現場檢測、安全性分析及驗算，提出了對此網架工程的安全性鑒定及建議。

1 工程簡況

某體育館屋面焊接空心球網架工程，結構形式為：斜放四角錐，結構安全等級為二級，橫向跨度 42 米，縱向跨度為66 米，網架厚度3.5m， 建筑面積約2770m2。1988 年由某某設計研究院設計，1990 年對該網架進行了加固維修設計，同年建成并投入使用。為確定該網架工程是否滿足安全使用要求，特對其進行了安全性鑒定檢測。

2 對此網架結構的調查分析

根據委托方提供的圖紙經現場初步調查，該網架工程由某某設計研究院于1988 年設計，由于其它原因，原設計單位于1990 年對該工程出具了加固變更設計。加固變更內容如下：對網架上弦采用加桿（或換桿）的方法進行了加固，在網架上弦短跨方向共增加桿件317 根、加固68 根，腹桿加固4 根。對屋面構造部分變更為：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 鋼絲網水泥板。

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

該網架工程縱向跨度為66 米，由22 個3 米的網格構成，橫向跨度42 米，由14 個3 米的網格構成，網架厚度為3.5 米。

3 現場檢測內容及方法

3.1 材料檢測

現場對該工程所用原材料焊管、鋼球對其厚度及其規格尺寸進行檢測，在檢測前，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行測量，厚度在構件的3 個不同部位進行測量，取3 處測試值的平均值作為鋼材厚度的代表值，在同一位置測量時，宜將探頭轉過90 度后作二次測量，取二次的平均值作該部位的代表值，規格尺寸采用尺量的方法進行檢測，檢測部位隨機抽取。

另外受現場檢測條件限制，僅對腹桿及下弦桿件與鋼球進行了抽樣，檢測結果全部合格。

3.2 結構及構件連接質量檢測

3.2.1 支座

該網架采用雙面弧形壓力支座固定，支座均設置于網架上弦，共計72 個支座，其中縱向44 個，橫向28 個，支座形式均為雙面弧形壓力支座。經檢測，支座中心偏移量及支座最大高差在規范允許范圍內。

3.2.2 焊縫

現場對網架管球節點焊縫及鋼球自身焊縫采用超聲波探傷法進行內部缺陷檢測。按二級焊縫進行檢測。經現場抽樣檢測可知，該網架工程下弦部分D133×10、D219×8 管球節點焊縫存在根部未焊透內部缺陷，不滿足二級質量要求，且部分節點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，嚴重影響桿件受力。

3.2.3 屋面構造

現場對屋面材料進行了檢查與測量，由調查資料可知網架屋面采用SBS 防水卷材，卷材下設10mm 厚水泥砂漿找平層，30mm 厚水泥蛭石找坡層，25mm 厚鋼絲網水泥板。

3.3 結構損傷及變形檢測

現場對該工程結構、桿件、鋼球及支座外觀質量進行檢查，檢查中發現部分上弦桿件采用對焊形式組合，且部分支座、鋼球及桿件均遭受不同程度的水浸危害。

現場對該工程下弦、腹桿焊管、鋼球涂層厚度進行了檢測，檢測結果全部滿足規范要求。

現場對網架撓度進行了檢測，對網架撓度下弦中央一點及各向下弦跨度的四等分點設點，采用水準儀、鋼尺進行測量，檢測示意圖及結果如下：

網架撓度計算表

跨度 66m 42m 測點 A 1 2 B C 3 4 D 測點標高（mm） 461 405 406 456 465 408 410 460 跨中標高 （mm） 395 395 撓度值（mm） 66 10 11 61 70 13 15 65

經計算該網架結構短向跨度容許撓度值為168mm（L/250），依據上表可知短向跨度下撓最大值為70mm，滿足規程要求。

4 安全性分析與驗算

4.1 驗算依據

《空間網格結構技術規程》JGJ7-2010，《鋼結構設計規范》GB50017-2003，現場調查資料。

4.2 驗算軟件

采用空間網格結構設計軟件MST2008 對該網架進建模分析驗算。

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 厚鋼絲網水泥板、吊頂、馬道等)

活荷載取值：0.7kN/m2

4.4 其它參數取值

地震烈度：8 度

場地類別：3 類

材料選用：由于原設計變更圖紙與現場實際不符，建立模型分析基本根據現場勘察檢測結果為主。

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

桿件長細比：受拉桿件300、受壓桿件180

4.5 驗算結果

經對該網架進行建模驗算結果可知，該網架工程超應力桿件1945 根，焊接球承壓不夠的有80 個，焊接球受拉不夠的有160 個，焊接球鋼管間隙不夠的有156 個。

5 鑒定結論及建議

該體育館屋面焊接空心球網架工程的安全性等級為Dsu 級，部分構件已顯著影響到結構安全，必須立即采取措施。建議對該網架進行拆除重建。