某建筑设备公司装配车间结构安全

上海宝山某建筑设备公司装配车间结构安全性检测上海钧测房检机构上海钧测检测技术服务有限公司是专业从事房屋检测鉴定、结构监测、工程检测和司法鉴定的第三方检测机构。上海钧测拥有检验检测机构资质认定，以权威的专家团队，高端的检测设备和前沿的核心技术，为政府机构、设计、施工单位提供科学的决策依据、技术咨询和解决方案。上海钧测在多年的技术服务实践中，形成了以房屋检测、结构测试、灾后检测、抗震鉴定为代表的“房屋检测”产业，以幕墙检测、基坑监测、振动测试、变形监测为代表的“结构监测”产业，以地基基础检测、见证取样、钢结构检测、环境检测为代表的 “工程检测”产业，以司法鉴定、房屋评估、损伤检测为代表的“司法鉴定”产业。四大产业互为促进，互为支撑，在延伸产业链的同时也为客户提供了一站式的便捷***服务。上海钧测拥有以博士、硕士领衔的专业检测技术团队。目前有***一级注册结构师和注册岩土工程师13人，教授级高级工程师及专业检测工程师61人。公司下设房屋质量检测站、结构监测中心、幕墙检测站、工程检测站和司法鉴定所等部门 $n某建筑设备公司装配车间结构安全性检测1委托单位委托单位：建筑设备（中国）有限公司工程地址：上海市宝山区2项目名称：装配车间结构安全性检测3现场检测日期：2015年4月8日~4月11日、4月15日4建筑物概况装配车间建于2003年，建成使用至今已十年有余，厂房建筑面积约20725m2。由上海市建工设计研究院设计，原始资料保存完好。厂房自建成后未遭遇火灾等极端荷载影响，使用功能未发生改变，厂区平面示意图如图4.1所示。装配车间为单层双坡多跨钢结构厂房，局部两层，平面布置近似呈矩形，厂房跨度62m，主要柱距为8m，总长约160m，轨顶标高7.249m，柱顶标高约12.4m。厂房梁、柱均采用工字型截面，梁柱节点采用螺栓连接方式，主要受力构件材质为Q345B。厂房有多台吊车运行，初始设计吊车相当大起重量为2T~16T，厂房屋面板及墙面板均采用压型钢板，基础采用桩基础。现厂房在使用过程中，多处柱脚地坪发生开裂，为了解厂房目前的安全性，同时了解厂房目前工作状态能否承受更大机型的使用荷载，委托方特委托我站对沃尔沃建筑设备（中国）有限公司装备车间厂房进行安全性检测鉴定，并依据现场检测数据与验算分析结果给出厂房的安全性鉴定报告。厂房现状见附录一中照片1~照片8所示，厂房主要轴线示意图及柱脚螺栓布置图详见附录2中图1、图2所示。图4.1 volvo厂区示意平面图（阴影部分为此次检测区域）5检测的目的、范围和内容由于装配车间在使用过程中，多处柱脚地坪发生开裂，为了解厂房现有的安全性，同时了解厂房目前工作状态能否承受更大机型的使用荷载，委托方特委托我站对厂房安全性进行检测评估，并出具结构安全性检测评估报告。本次检测范围为装配车间主厂房，根据委托方委托内容，并结合现场实际情况，对以下内容进行检测评定：1现场调查结构承受的荷载和作用，对结构整体完整性、结构整体变形、结构锈蚀状况、关键承重构件及节点的变形与损伤、支座节点的工作与功能现状等进行现场检测，详细记录检测信息，特别是承重结构有损伤的部位、范围和程度。2 观察屋面维护结构现况，确定有无漏水现象，判断其工作环境。根据以上要求，本项目现场检测内容包括：结构体系布置及轴线尺寸复核、结构变形测量、构件尺寸测量、构件变形测量、结构腐蚀检测、构件及节点零件变形与损伤检测、焊缝无损检测和螺栓连接质量检测。主要内容详细分述如下。1) 结构体系布置及轴线尺寸复核根据设计资料，现场复核厂房结构的体系布置；复核结构的主要轴线位置和间距。2) 结构整体变形检测根据已核对和确认的观测控制点，进行结构整体变形现场检测。3) 结构构件变形检测根据构件现场检测抽样要求，对构件分类进行整体变形和局部变形的现场检测。应特别注意关键承重杆件变形的现场检测。4) 构件截面尺寸及节点零件测量根据原设计资料以及现场检测抽样要求，对构件及节点分类进行尺寸测量，包括构件截面高宽与板材壁厚、节点尺寸与厚度等。5) 构件节点的损伤与缺点检测结构构件节点的损伤与缺点包括：节点定位偏差、板材的裂纹、锈蚀程度、形状偏差、及其他影响构件传力或承载的缺点。着重检查构件及连接处容易积灰、积水的部位、干湿交替影响部位以及隐蔽部位。6) 螺栓节点及柱脚节点状态检测根据螺栓节点现场检测抽样要求，检测螺栓节点的连接状态，确定是否拧紧到位，有无松动、变形，同时包括锈蚀程度检测。根据支座节点现场检测要求，除检查上述节点应检查的内容外，还包括支座的连接状态与工作状态及其功能现状。7) 结构连接焊缝质量检测焊缝质量检测包括：焊缝外观质量、焊缝尺寸和焊缝缺点。在目测普查基础上，根据焊缝连接现场检测抽样要求，采用无损检测法抽样检测焊缝质量。8) 钢材化学成分和力学性能的检验若需要取样检测钢材的化学成分与力学性能，可现场取样，在试验室试验测试。若结构未曾发生严重腐蚀及火灾，钢材资料齐全且满足设计要求，可不进行本项目检验。9）涂层检测10）厂房结构安全性验算6检查及分析结果6.1现场调查通过对现场的实地考察及询问有关人员，装配车间厂房自2002年建成后，未遭受过火灾等灾害；房屋自建成后未发生用途变更等情况。现场调查发现，厂房内设有8种吨位吊车，吊车吨位为0.9T~25T，各吊车运行范围详见表6.1所示。6.2结构体系布置及轴线尺寸复核对照原始设计图纸对装配车间的结构体系布置进行复核，经复核厂房结构体系布置基本符合设计图纸要求。采用全站仪对装配厂房主要轴线进行测量，厂房结构平面布置图如附件2中附图1所示，测量结果见表6.2。根据《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2002)规定，建筑物定位轴线偏差应符合设计要求，当设计无要求时，定位轴线允许偏差不应大于L/20000，且不应大于3.0mm。L为轴线方向的建筑物长度，具体数值见表6.2。检测结果表明（表6.2），装配车间轴线定位大部分不准确，考虑到测量精度，纵向和横向间距差值存在少量超限现象，基本满足验收标准。6.3主要受力构件几何尺寸复核结合现场检测条件，采用钢直尺、测距仪及测厚仪等仪器对厂房主体内钢柱几何尺寸进行抽测复核，构件对应轴线位置、编号及构件几何尺寸设计值及实测值见表6.3。6.5.2 钢柱垂直度检测采用全站仪对厂房钢柱的垂直度进行了检测，部分检测结果见表6.5。6.9 钢材化学成分和力学性能的检验厂房结构未曾发生严重腐蚀及火灾，钢材资料齐全且满足设计要求，因此，未进行本项目检验。6.10 涂层检测现场对厂房涂层现状进行检测，检测结果表明：除部分构件表面涂漆局部剥落外，厂房大部分构件表面涂漆保护基本完好，结构本身未发现锈蚀现象，现状详见附录1中照片16~照片20。6.11 厂房地坪及围护结构损伤检测现场对厂房地坪及其围护结构进行损伤检测，检测发现：厂房地坪存在明显开裂，特别是在柱脚周围地坪有明显下沉，部分围护墙体也存在明显裂缝，地坪裂缝分布示意图详见图6.11所示。图 6.11 地坪裂缝分布示意图6.12 安全性计算6.12.1 实际吊车荷载作用下厂房安全性验算根据现场调查的荷载情况及检测得到的实际数据，以构件实际有效截面以及构件的实际变形状况，建立厂房计算模型，采用有限元方法进行结构的安全性计算，构件材料强度取原设计值。结构计算内容如下：1) 结构的应力及变形验算；2) 吊车梁验算；3) 柱间支撑验算；4) 主要连接节点验算荷载标准值及组合通过现场检测，厂房承受荷载与原始设计基本相符，因此结构安全性计算中荷载的取值参照***相关规范及结构设计图纸进行：1) 恒荷载（D）：屋面恒荷载：檩条、保温、屋面板共计0.30kN/m2（程序自动计算钢架自重）2) 活荷载（L）：0.3kN/m23) 风荷载（W）：根据荷载规范，风荷载标准值为：。其中，基本风压w0取0.55kN/m2；风荷载考虑两个方向的作用，具体为W0°，W180°，风荷载两个方向的示意图如图6.1及图6.2所示。图6.1 厂房结构风荷载方向示意图4）雪荷载（S）：根据荷载规范，雪荷载标准值为。其中，基本雪压取0.2 kN/m2； =1.0。5）地震荷载（E）：重力荷载代表值取为1.0恒载+0.5活载；抗震设防烈度7度，基本加速度0.10g，设计抗震分组为I，场地土类型为Ⅳ。7）吊车荷载：（由使用方提供）8）结构重要性系数：γ0=1.09）荷载组合：1.2D+1.4 L1.2D+1.4L+0.84 W0o1.2D+1.4 W0o +0.98 L1.35D+0.98L+0.84W0o1.2D+1.4L+0.84 W180o1.2D+1.4 W180o +0.98 L1.35D+0.98L+0.84W180o1.2（D+0.5L）+1.3Eh结构用钢说明根据设计图纸及相关，厂房主要构件所用钢材及性能参数见表6.1。表6.1 厂房主要构件所用钢材及性能参数序号构件类别钢材牌号设计强度（N/mm2）1钢架梁、柱Q345-B3102吊车梁Q345-B3103檩条、系杆、拉条Q345-B310计算模型采用PKPM软件分别建立厂房中的CS01~CS06钢架的有限元模型，建模过程中的部分参数取值如下：1) 厂房门式刚架梁柱连接节点为刚接；2) 吊车梁与柱连接节点为铰接；3) 门式刚架柱脚为刚接。计算结果（1）刚架梁柱经计算，装配车间各刚架的梁柱各单元强度应力比及平面内外应力比均满足规范要求，各构件长细比满足规范要求。部分计算结果简图详见附件二中图3所示。各榀刚架梁挠度满足规范l/180限定要求。（2）吊车梁经验算，在现有吊车布置下，吊车梁受力及挠度均满足规范要求。具体计算结果详见附件2中附表1所示。6.12.2 期望吊车荷载作用下厂房安全性验算由于委托方在装配车间的后期使用过程中存在加大吊车荷载的可能，故根据委托方提供的期望加大后的吊车荷载，重新对厂房的主刚架及吊车梁进行安全性验算。除新增大的吊车荷载如表6.2所示外，其余各计算参数均与6.12.1部分相同。表6.2 装配车间期望运行吊车吨位及范围设备名称设备能力跨距设备运行范围设备自重行车加载信息三马行车CO16-0216T14.5mB11-B1220.4T25TLoadwell Q110300925T14.5mD12-D1114.3T,通用吊具4T30TDEMAG行车20737520T14.5mD11-D108.319T25T三马行车CO10-0410T14.5mD08-D074.8T16TDocking10T6mB10-B127.2T20TDEMAG行车20501112.5T14.5mB16-B184.256T16T对新增加吊车荷载的区域内的刚架进行安全性验算，选取相当不利荷载作用下的刚架建模计算，计算结果如下：（1）刚架梁柱经计算，相当不利刚架的梁柱各单元强度应力比及平面内外应力比均满足规范要求，各构件长细比满足规范要求。计算结果简图详见附件二中图4所示。刚架梁挠度满足规范l/180限定要求。（2）吊车梁对新增加荷载后相当不利位置处吊车进行验算，验算结果可知：吊车梁受力满足规范要求，挠度为1/854，超规范1/1000的要求。具体计算结果详见附件2中附表3所示。7 结论与建议通过对装配车间现场检测与安全性计算，得出以下几点结论与建议：7.1 结论1）厂房主要受力体系布置基本符合设计要求，轴线定位大部分不准确，考虑到测量精度，基本满足验收标准；抽检构件的截面尺寸符合规范要求；2）柱相邻沉降差满足《建筑地基基础设计规范》中同类建筑物地基变形允许值要求；现场抽检的部分钢梁挠度、吊车梁挠度均满足现行规范要求；部分柱南北向横向位移超出规范中1/1250限值要求；3）抽测的B~C列、C~D列吊车梁中心跨距相当大偏差均超出《钢结构施工验收规范》限值要求。B、C、D同列相邻柱间吊车梁顶面高差相当大值也均超出《钢结构施工质量验收规范》中限值要求，对吊车梁正常运行可能会产生一定影响；4）厂房结构的各构件与节点无裂纹、局部变形、锈蚀；螺栓连接处无明显松动，无节点板断裂及翘曲，无锈蚀；除7/B、14/C处柱脚加劲板局部变形外，其余柱脚局部板件无变形，功能状态正常。结构节点、支座等健康状况良好；厂房柱脚周边地坪存在明显下沉、开裂，部分围护墙体也存在明显裂缝；5）焊缝外观完好，无表面夹渣和表面气孔，抽检焊缝探伤检测合格；6）经验算，在现有实际吊车使用荷载作用下，厂房各刚架应力比及变形满足设计要求，吊车梁的挠度符合规范要求；在期望使用吊车荷载作用下，厂房各刚架应力比及变形满足设计要求，吊车梁的挠度不符合规范要求。7.2 建议1）对吊车轨道进行相应的纠偏措施，以保证吊车的正常运行；2）建议对表面锈蚀位置进行除锈及涂装防护；3）对开裂地坪进行相关处理，建议把所开裂地坪位置处地坪打掉，夯实后重新浇筑混凝土；4）本建筑原设计结构形式为门式钢架轻型房屋钢结构。根据《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002总则中明确的适用范围，要求此类房屋设无桥式吊车或起重量不大于20t的A1~A5工作级桥式吊车。故增设超过20t的新吊车后，装配车间现有的结构形式不满足规范的适用范围。建议对吊车吨位超出20t的厂房区域及相邻构件进行加固，以满足厂房后期的安全正常使用。5）在更换吊车过程中，对吊车梁及相邻构件进行实时观察，如发现危险迹象请及时通知加固设计单位进行相关处理后，方可继续使用。8 主要技术依据1)《工业建筑可靠性鉴定标准》GB50144-20082)《建筑结构荷载规范》GB 50009-20123)《钢结构设计规范》GB 50017-20034）《建筑地基基础设计规范》GB 50007-20115)《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:20026)《钢结构检测与鉴定技术规程》J10973-20077)《既有建筑物结构检测与评定标准》DG/TJ 08-804-20058)《钢结构检测评定及加固技术规程》YB9257-969)《工程测量规范》GB 50026-200710)《建筑变形测量规程》JGJ/T8-9711)《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ 80-9112)《钢结构施工质量验收规范》13