某大型网架屋盖可靠性检测与评价★

2014-11-09宋明志

山西建筑 2014年6期

王勇宋明志田鹏刘钟

(1.中国矿业大学，江苏徐州 221000;2.徐州市产品质量监督检验中心，江苏徐州 221006;3.淮海工学院土木工程学院，江苏连云港 222005;4.徐州市勘察测绘研究院，江苏徐州 221000;5.连云港市房屋安全鉴定管理中心，江苏连云港 222001)

1 工程概况

该屋面网架结构于2007年，其屋面系统都已施工结束，场内正在进行附属设施的制作和安装工作。屋盖采用四角锥螺栓球网架结构，建筑平面为圆形，面积约为3 195 m2。网壳平面布置图以及剖面图如图1所示。该网架在施工中，由于种种原因导致屋面网架周边部分斜腹杆与混凝土圈梁相交，导致杆件弯曲不符合现行规范和标准的要求。

图1 网壳平面布置图及剖面图

为了解工程可靠性，对该网架结构进行相关检测。

2 检测项目及检测方法

1)原始资料。主要抽查被检测屋面网架结构的原始设计图纸、原材料验收报告等。

2)表观质量检查。对整个面网架进行宏观检查，查出存在问题，同时利用漆膜测厚仪对杆件漆膜厚度进行测量。

3)几何参数及力学参数量测。利用超声测厚仪及钢尺对网架构件尺寸进行随机抽取测量。

4)加载检验。对整体网架结构进行加载检验，利用水准仪对屋面网架在荷载作用下挠度变形增量进行测量，同时观察加载过程中的表观变化;挠度增量检测中借助水准尺，测定地面两点之间的高差，这样就可以由已知的高程推算出未知点的高程，也可以利用相对的高差计算出构件的相对挠度，如式(1)所示。

其中，δa，δb均为支座处的挠度;δx为待测位置处的挠度;fx为待测位置处的实际挠度。

3 检测结果

3.1 原始资料检测结果

网架结构的原始设计图纸、原材料验收报告等资料齐全。

3.2 表观质量检查结果

通过对整个面网架检查，发现存在以下问题:

1)周边16根杆件发生弯曲，且与混凝土整浇在一起，如图2所示;

2)有2处螺栓未拧紧;

3)部分构件漆膜厚度不均匀，厚度不满足设计要求的125 μm要求，如图3所示。

图2 杆件弯曲

图3 漆膜厚度不均

3.3 几何参数检测结果

利用超声测厚对杆件壁厚进行测量，部分构件测量结果如表1所示。

表1 壁厚测量统计表 mm

3.4 加载使用性能检验结果

网架结构上的荷载传递路径为:荷载→屋面板→檩条→支托→节点。根据受荷等效的原理，采用节点吊挂的方式进行加载，这样可将高空作业转到地面进行。具体采用方式如图4，图5所示。

图4 加载平台

图5 上挂节点连接

确定检验荷载后，采用分级加载，每级荷载不宜超过最大荷载的20%，且每级加载后应保持足够的静止时间，使本级荷载下的变形得到充分的发展，以免造成对后级别变形累加。同时，每级加载量宜保持相同，以便于对测试数据的非正常性做出快速的判断，防止事故的发生。

沿直径方向，以初始状态为原点，各级荷载作用下的挠度变形增量统计计算结果如表2所示。

表2 各级荷载作用下挠度变形检测结果 cm

各测点的测试施加荷载—变形增量变化曲线结果如图6所示。

由表2可得到:加载过程曲线与卸载过程曲线相比，在同一荷载作用下，加载、卸载时测点的残余变形不大，说明屋面网架结构的整体刚度较大，在测试荷载作用下整个屋面网架结构变形变化没有进入非线性阶段，卸载后的残余变形与测试过程中所记录到的最大变形值之比均小于20%，该屋面网架结构使用性能满足现行标准要求;对被测试网架结构的一个跨度方向上10个测点比较，中间各测点相对两端测点的相对变形在加载、卸载的过程中也呈现出规律性的变化，跨中的挠度增加较快，沿中间向两端呈现递减的趋势，符合设计原理。