江蘇某紙機廠房為鋼筋混凝土框排架結(jié)構(gòu)和輕鋼屋面結(jié)構(gòu)體系廠房，廠房內(nèi)布置有大量的紙機設(shè)備和重型工作制吊車，日常的作業(yè)任務(wù)非常繁重，廠房承受的荷載很大。為了解廠房的安全現(xiàn)狀，確保廠房的安全和正常使用，業(yè)主特委托我司對該廠房結(jié)構(gòu)進行安全性鑒定與分析，并針對實際情況提出相應(yīng)的處理建議。
重型工業(yè)廠房是現(xiàn)代大型生產(chǎn)制造企業(yè)生產(chǎn)車間普遍采用的廠房形式，一般采用純鋼結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)混合的材料建造。這類廠房的荷載特點是：內(nèi)部布置有很多的重型生產(chǎn)設(shè)備，日常作業(yè)任務(wù)非常繁重，結(jié)構(gòu)承受的荷載非常復(fù)雜，且荷載的數(shù)值很大，給廠房的結(jié)構(gòu)安全造成隱患。為保證廠房結(jié)構(gòu)安全，在使用一段時間后，請專業(yè)的檢測鑒定機構(gòu)對廠房的安全性進行檢測成為廠房日常維護中必不可少的一項工作。廠房結(jié)構(gòu)安全性鑒定與分析的具體工作內(nèi)容如下：
?。?）房屋建筑歷史和使用情況調(diào)查；
?。?）房屋建筑、結(jié)構(gòu)概況描述；
（3）房屋建筑、結(jié)構(gòu)圖復(fù)核；
?。?）房屋結(jié)構(gòu)布置檢測，包括構(gòu)件截面尺寸、平面布置等；
?。?）房屋結(jié)構(gòu)材料強度檢測；
?。?）房屋變形檢測，包括傾斜、相對沉降；
?。?）房屋完損狀況檢測；
（8）房屋結(jié)構(gòu)安全性計算；
?。?）綜合評定，提出合理化處理意見或建議。
1工程概況
廠房位于江蘇省南通市，建于2009年，為鋼筋混凝土框排架結(jié)構(gòu)和輕鋼屋面結(jié)構(gòu)體系。廠房平面布置不規(guī)則，主體部分呈矩形，局部有附屬的單跨廠房。廠房南北方向長533.2m，東西方向最大寬度90.5m，廠房室內(nèi)外地坪高差為0.30m，檐口高度26.4m，占地面積32352.3m2，建筑面積約71594.4m2。廠房首層主要為設(shè)備用房和會議室、食堂、淋浴室、更衣室、貯藏室等輔助用房；二層為鋼筋混凝土樓面，主要為生產(chǎn)車間和設(shè)備操作控制室。廠房內(nèi)布置有90T的橋式吊車2臺、110T的橋式吊車1臺、120T的橋式吊車2臺。廠房為整體二層局部四層的鋼筋混凝土框排架結(jié)構(gòu)，屋面為輕鋼桁架屋面結(jié)構(gòu)；廠房抗震設(shè)防烈度為6度，結(jié)構(gòu)安全等級為二級；基礎(chǔ)采用預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)。
2現(xiàn)場檢測結(jié)果
2.1房屋建筑、結(jié)構(gòu)圖復(fù)核
現(xiàn)場對建筑、結(jié)構(gòu)布置進行了調(diào)查，結(jié)果表明，受檢廠房建于2009年，為鋼筋混凝土框排架結(jié)構(gòu)和輕鋼屋面結(jié)構(gòu)體系，共二層；廠房自建成后未發(fā)生火災(zāi)、使用功能改變和使用荷載過大等情況。
2.2結(jié)構(gòu)軸線尺寸復(fù)核
采用DISTOTMA8激光測距儀對廠房主要軸線尺寸進行了檢測。檢測結(jié)果表明，考慮到結(jié)構(gòu)構(gòu)件粉刷層影響，房屋主要軸線尺寸與原設(shè)計圖紙基本相符。
2.4主要受力構(gòu)件幾何尺寸復(fù)核
結(jié)合現(xiàn)場檢測條件，采用5m鋼卷尺、200mm游標(biāo)卡尺等儀器對紙機廠房主體內(nèi)混凝土柱、混凝土梁、鋼支撐的幾何尺寸進行抽測復(fù)核。檢測結(jié)果表明，廠房構(gòu)件尺寸基本符合設(shè)計要求。
2.5主體結(jié)構(gòu)材料強度檢測
根據(jù)受檢廠房現(xiàn)場實際情況，采用ZC3-A型混凝土回彈儀，參照《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T23-2011）對廠房的鋼筋混凝土排架柱進行現(xiàn)場抽樣檢測。檢測結(jié)果表明，抽樣混凝土構(gòu)件強度達到設(shè)計強度。
2.3層高復(fù)核
結(jié)合現(xiàn)場檢測條件，采用DISTOTMA8手持式激光測距儀對受檢廠房層高進行測量。測量結(jié)果表明，廠房層高基本符合設(shè)計要求。
2.6廠房完損狀況檢測
為明確受檢廠房的損傷狀況，現(xiàn)場對被檢測的廠房建筑結(jié)構(gòu)進行了損傷檢測。檢測結(jié)果表明，被檢測的廠房梁、柱等主體結(jié)構(gòu)基本完好，廠房梁柱節(jié)點、主次梁節(jié)點基本完好未見明顯變形等不良現(xiàn)象；廠房二層南側(cè)抗風(fēng)柱銹蝕嚴(yán)重，這主要是由于鋼結(jié)構(gòu)暴露于高溫、高腐蝕的環(huán)境下造成的；所有的柱間支撐高強螺栓孔開孔不規(guī)范，不符合《鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗算規(guī)范》GB50205-2001的要求，對支撐軸力的傳遞有一定的影響；廠房外墻局部立面出現(xiàn)傾斜裂縫，這類損傷主要是由材料收縮、溫度變化以及結(jié)構(gòu)老化等原因?qū)е碌?，不影響主體結(jié)構(gòu)安全。
2.7鋼筋混凝土排架柱垂直度檢測
現(xiàn)場使用TCR1202+R400全站儀，對受檢廠房鋼筋混凝土排架柱垂直度進行了現(xiàn)場抽樣測量，測量結(jié)果表明，鋼筋混凝土排架柱垂直度變形小于《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50204-2015）中關(guān)于“柱不垂直度小于H/1000且<=30mm”（H為柱全高）的限值要求。
2.8吊車梁撓度檢測
現(xiàn)場使用TCR1202+R400全站儀，對受檢廠房鋼吊車梁撓度進行了現(xiàn)場抽樣測量，測量結(jié)果表明，鋼吊車梁跨中垂直上拱值基本滿足《鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205-2001附錄表E.0.2中“垂直上拱值不超過10mm”的要求，個別構(gòu)件的上拱值略超過規(guī)范允許值要求。
2.9屋面鋼桁架撓度檢測
按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計總說明和《鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205-2001的要求，屋面鋼桁架按跨度的1/500起拱，起拱值的允許偏差在跨度的1/5000。測量結(jié)果表明，屋面鋼桁架跨中起拱值不滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計總說明和《鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205-2001的要求，個別構(gòu)件跨中向下?lián)锨冃巍?/span>
3正常使用狀態(tài)下廠房承載力驗算
驗算按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012）、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2010）、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50017-2003）等現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)；以伸縮縫（兼做抗震縫）為界限，從中選取一典型的獨立結(jié)構(gòu)單元進行驗算。
上部輕鋼桁架屋面、鋼筋混凝土排架柱采用國際通用大型結(jié)構(gòu)有限元分析程序MIDASGEN800進行結(jié)構(gòu)驗算。
吊車梁的承載力驗算采用同濟大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件3D3SV12.0工具箱進行驗算。
二層鋼筋混凝土梁、樓板承載力驗算采用中國建筑科學(xué)研究院的PKPM進行驗算。
3.1輕鋼桁架屋面、鋼筋混凝土排架柱承載力驗算
3.1.1鋼結(jié)構(gòu)驗算結(jié)果
由以上分析結(jié)果可知，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的應(yīng)力比均小于1，個別構(gòu)件應(yīng)力比達到0.91，其余構(gòu)件應(yīng)力比都在0.8以下，鋼結(jié)構(gòu)的承載力滿足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017-2003的要求。
3.1.2鋼筋混凝土排架柱承載力驗算結(jié)果
計算結(jié)果表明：受檢廠房鋼筋混凝土排架柱的承載力基本滿足要求。
3.2鋼吊車梁承載力驗算
3.2.1吊車梁DCL1承載力驗算結(jié)果
吊車梁DCL1截面為BH1000×500×14×16（22），材質(zhì)Q345B，跨度7.0m；DCL1上作用有A6級重級工作制吊車，吊車額定起重量120T，跨度27.6m，吊車最大輪壓500kN，小車重量10.5T。計算結(jié)果表明，吊車梁DCL1的強度、穩(wěn)定、剛度及疲勞驗算的應(yīng)力比均小于1.0，滿足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017-2003的要求。
3.2.2吊車梁DCL2承載力驗算結(jié)果
吊車梁DCL2截面為BH2100×500×16×25（30），材質(zhì)Q345B，跨度14.0m；DCL2上作用有A6級重級工作制吊車，吊車額定起重量120T，跨度27.6m，吊車最大輪壓500kN，小車重量10.5T。
采用同濟大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件3D3SV12.0中的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計工具箱對該吊車梁承載力和疲勞進行驗算。計算結(jié)果表明，吊車梁DCL1的強度、穩(wěn)定、剛度及疲勞驗算的應(yīng)力比均小于1.0，滿足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017-2003的要求。
3.3二層鋼筋混凝土梁承載力驗算
計算結(jié)果表明：受檢廠房二層鋼筋混凝土梁的承載力基本滿足要求。
3.4二層鋼筋混凝土樓板承載力驗算
計算結(jié)果表明：受檢廠房二層鋼筋混凝土樓板的承載力基本滿足要求。
4廠房安全性能鑒定
受檢廠房位于江蘇省南通市，建于2009年，為鋼筋混凝土框排架結(jié)構(gòu)和輕鋼桁架屋面結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。廠房設(shè)計單位和施工單位均不詳。
廠房平面不規(guī)則，主體部分呈矩形，局部有附屬的單跨廠房。廠房東西方向長533.2m，南北方向最大寬度90.5m，占地面積32352.3m2，建筑面積約71594.4m2。廠房為二層，沿縱向共設(shè)9條伸縮縫（兼抗震縫），橫向設(shè)1條伸縮縫（兼抗震縫）。
現(xiàn)場檢測表明：廠房結(jié)構(gòu)布置基本與設(shè)計圖紙一致，鋼筋混凝土排架柱的不垂直度較小且在規(guī)范允許的范圍內(nèi)。廠房梁、柱等主體結(jié)構(gòu)基本完好，梁柱節(jié)點、主次梁節(jié)點基本完好未見明顯變形等不良現(xiàn)象；廠房局部鋼構(gòu)件受高溫高腐蝕環(huán)境影響銹蝕嚴(yán)重；所有的柱間支撐高強螺栓孔開孔不規(guī)范，對支撐軸力的傳遞有一定的影響；廠房外墻局部立面出現(xiàn)傾斜裂縫，這類損傷主要是由材料收縮、溫度變化以及結(jié)構(gòu)老化等原因?qū)е碌?，不影響主體結(jié)構(gòu)安全。
正常使用狀態(tài)下的廠房結(jié)構(gòu)驗算結(jié)果表明，在不考慮地震作用的情況下，廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力均滿足正常使用要求。
5檢測結(jié)論與建議
5.1檢測結(jié)論
?。?）經(jīng)檢測，廠房主要受力體系布置基本符合設(shè)計要求，抽樣構(gòu)件的截面尺寸與設(shè)計圖紙基本一致，二層樓面標(biāo)高抽樣復(fù)核尺寸與設(shè)計圖紙基本一致。
?。?）經(jīng)檢測，受檢廠房混凝土強度達到設(shè)計要求。
?。?）經(jīng)檢測，受檢廠房鋼筋混凝土排架柱的不垂直度很小，小于《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50204-2015）中關(guān)于“柱不垂直度小于H/1000且<=30mm”（H為柱全高）的限值要求。
（5）經(jīng)檢測，鋼吊車梁跨中垂直上拱值基本滿足《鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205-2001附錄表E.0.2中“垂直上拱值不超過10mm”的要求，個別構(gòu)件的上拱值略超過規(guī)范允許值要求。
?。?）經(jīng)檢測，屋面鋼桁架跨中起拱值不滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計總說明和《鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205-2001的要求，個別構(gòu)件跨中向下?lián)锨冃巍?/span>
?。?）損傷檢測結(jié)果表明，廠房梁、柱等主體結(jié)構(gòu)基本完好，梁柱節(jié)點、主次梁節(jié)點基本完好未見明顯變形等不良現(xiàn)象；廠房局部鋼構(gòu)件受高溫高腐蝕環(huán)境影響銹蝕嚴(yán)重；所有的柱間支撐高強螺栓孔開孔不規(guī)范，對支撐軸力的傳遞有一定的影響；廠房外墻局部立面出現(xiàn)傾斜裂縫，這類損傷主要是由材料收縮、溫度變化以及結(jié)構(gòu)老化等原因?qū)е碌?，不影響主體結(jié)構(gòu)安全。
?。?）正常使用狀態(tài)下的廠房結(jié)構(gòu)驗算結(jié)果表明，在不考慮地震作用的的情況下，廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力均滿足正常使用要求。
5.2建議
?。?）建議對銹蝕嚴(yán)重的抗風(fēng)柱進行防腐處理。
（2）廠房首層結(jié)構(gòu)長期處于高溫高腐蝕環(huán)境，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件受腐蝕的情況會非常嚴(yán)重，建議定期對重要受力部位的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行檢查。如發(fā)現(xiàn)有構(gòu)件銹蝕嚴(yán)重或螺栓松動的情況，應(yīng)立即作加固或更換處理。
?。?）二層樓面負(fù)荷較大，建議加強監(jiān)測，如發(fā)現(xiàn)有受荷過大造成樓板開裂的情況，應(yīng)立即作加固修復(fù)處理。
（4）二層樓面鋼筋混凝土排架柱上設(shè)有多臺重級工作制吊車，吊車梁和排架柱是主要的受力構(gòu)件，對整個結(jié)構(gòu)的安全至關(guān)重要，建議加強監(jiān)測。吊車梁主要的破壞形式是疲勞破壞，應(yīng)重點加強如下部位的焊縫裂紋監(jiān)測：
1）下翼緣與腹板連接焊縫
2）橫向加勁肋下端的主體金屬
3）下翼緣焊縫處的主體金屬
4）下翼緣螺栓孔連接處的主體金屬
5）鋼筋混凝土排架柱應(yīng)重點加強牛腿根部的裂縫監(jiān)測。
