某鋼桁架結構的檢測實例分析

張險峰，王 瑞，牛方義

（建研院檢測中心有限公司，北京 100013）

0 引言

目前鋼結構已經成為了工程中用量最多、最廣泛的建筑材料［1-3］，也是目前世界范圍內使用最為廣泛的結構形式之一［4，5］。由于鋼材自身容易腐蝕受使用環境的影響較大，導致鋼結構容易發生倒塌破壞，鋼結構銹蝕在鋼結構損傷原因中出現頻率較高［6，7］。

1 工程概況

該桁架結構左端距地面垂直距離 7.6 m，B01-10 端 3.4 m，結構總長 29.4 m，寬 3.46 m，高 11.60 m。該桁架結構外立面照片如圖 1 所示，桁架的上、下、側面布置圖如圖 2～圖 4 所示。從外觀看，該鋼桁架結構已經銹蝕，為了解該桁架的質量狀態，性能劣化的情況，承載力是否滿足規范要求，排除安全隱患保證結構安全，受施工單位的委托，筆者單位對其進行了檢測鑒定。

圖1 結構外立面圖片

圖2 桁架上表面結構圖（單位：mm）

圖4 桁架側面結構圖（單位：mm）

圖3 桁架下表面結構圖（單位：mm）

2 結構檢測方案

2.1 檢測依據和項目

依據規范 GB/T 50344-2004《建筑結構檢測技術標準》、GB 50009-2012《建筑結構荷載規范》、GB 50144-2008《工業建筑可靠性鑒定標準》、GB 50017-2017《鋼結構設計標準》、GB/T 50621-2010《鋼結構現場檢查技術標準》，結合實際工程，該工程的主要檢測項目包含①鋼材強度檢測，②鋼構件尺寸檢測；③涂層厚度檢測；④桁架外觀質量及損傷全面檢查；⑤結構承載力分析驗算。

2.2 結構檢測儀器

涂層測厚儀、鋼板厚度檢測儀、游標卡尺、里氏硬度計、鋼卷尺等。

3 結構檢測結果

3.1 鋼材強度抽樣檢測

采用表面硬度法對鋼材的強度進行抽樣檢測，檢測操作遵守 GB/T 50344-2004《建筑結構檢測技術標準》的規定，鋼材的強度檢測結果如表 1～表 3 所示。

表1 工字型鋼強度檢測結果 MPa

表2 槽型鋼強度檢測結果 MPa

表3 角鋼強度檢測結果 MPa

如表 1～表 3 所示，所檢構件鋼材抗拉強度在 402～427 M Pa。達到 Q235 牌號鋼材抗拉強度（375～460 MPa）的要求。

3.2 鋼材尺寸檢測

采用游標卡尺和超聲測厚儀檢測桁架的鋼材尺寸情況，主要檢測 H 型鋼、工字鋼的截面尺寸以及鋼材厚度，檢測操作按 GB/T 50621-2010《鋼結構現場檢測技術標準》有關規定進行。工字鋼、雙槽鋼、槽型鋼、雙角鋼、角鋼尺寸檢測結果如表 4～表 8 所示。在表 4～表 8 中，①對工字鋼，H為高度，B為鋼材寬度，d為腹板厚度；②對雙槽鋼和槽鋼，H為高度，B為鋼材寬度，t為翼緣厚度，d為腹板厚度；③對于雙角鋼和角鋼，b1和b2為角鋼邊寬，d為角鋼邊厚。

表4 工字鋼尺寸檢測結果 mm

表5 雙槽鋼尺寸檢測結果 mm

表6 槽鋼尺寸檢測結果 mm

由表 4～表 8 所示。所抽檢的上表面的數字軸和下表面的數字軸為同類型工字鋼，高度在 138～141 mm，寬度在 64～68 mm，腹板厚度在 6.4～6.9 mm；下表面 B 軸、C 軸、下表面斜桿為同類型槽鋼，高度在 99～102 mm，寬度在 54～56 mm，翼緣厚度在8.9～9.4 m m，腹板厚度在 5.8～6.1 m m；側面斜桿、側面數字軸桿、上表面斜桿為同類型角鋼邊寬在 69～72 mm，邊厚在 6.6～7.0 mm；側面 B 軸為共類型角鋼邊寬在 124～126 mm，邊厚在 9.5～9.9 mm；側面 A 軸為共類型角鋼邊寬在 74～76 m m，邊厚在 8.2～8.6 mm。

表7 雙角鋼尺寸檢測結果 mm

表8 角鋼尺寸檢測結果 mm

3.3 損傷全面檢測

外觀質量及損傷檢查結果如圖 5～圖 10 所示。

圖6 桁架整體表面銹蝕

圖7 傳送帶支架涂層脫落鋼材銹蝕

圖8 桁架連接螺栓銹蝕

圖9 桁架整體表面銹蝕

圖10 桁架節點連接處銹蝕嚴重

檢測發現：①鋼結構構件表面涂層大面積脫落，涂層已失去原有的保護作用；②桁架整體表面銹蝕嚴重；③未發現因地基不均勻沉降引起的主體結構變形及其他明顯外觀缺陷。

4 承載力計算

依據測繪圖和檢測結果，采用 PKPM 軟件建立模型，分別對桁架間鋼梁、桁架進行承載力計算。桁架荷載效應基本組合下，最大應力比為 1.33，不滿足 GB 50017-2017《鋼結構設計標準》的要求桿件應力比［8-10］。

5 結論

1）所檢構件鋼材抗拉強度 402～427 MPa。達到 Q235 牌號鋼材抗拉強度（375～460 MPa）的要求。

2）鋼結構構件表面涂層大面積脫落，桁架整體表面銹蝕嚴重；桁架最大應力比不滿足規范要求，建議對桁架整體加固或拆除重建。

3）若強制保留，建議加固同時對存在大面積銹蝕的桁架整體進行除銹清理，并重新刷防腐涂料。改造完成后，建議委托方定期（不少于兩年）對該構筑物進行檢查和評估，并加強日常維護。Q