西安某汇流池网架安全性检测与评定

勾 建 朋

(西安水务(集团)黑河输水渠道管理有限公司，陕西 西安 710061)

西安某汇流池网架安全性检测与评定

勾 建 朋

(西安水务(集团)黑河输水渠道管理有限公司，陕西 西安 710061)

以西安某汇流池投入使用8年的网架结构为例，从网架杆件尺寸、涂层厚度、支座连接、构件变形等方面，对网架结构进行了检测，并验算了网架结构杆件的承载力，最后根据检测结果鉴定了网架结构的可靠性。

网架结构，安全性，螺栓球，承载力

1 工程概况

西安某汇流池网架建于2008年，网格形式为单层球壳、周边梁支承结构体系，支撑面直径为19.30 m，网架矢高为2.0 m，节点为螺栓球连接。钢网架沿球面周边均匀布置8个支座。网架球节点和套筒采用45号钢，高强螺栓采用40Cr钢，网架杆件、支座、支托等采用Q235钢(见图1)。

该网架为西安市供水生命线控制工程，位于汇流池上方，湿度较大，夏季屋顶易出现结露现象，冬季极寒季节易出现结冰情况，较为恶劣的使用环境使得该网架出现明显的耐久性损伤，目前部分网架杆件、节点球出现防锈漆脱落、锈蚀；檩条普遍锈蚀，个别区域出现锈烂现象；PVC阳光板出现老化，部分区域破裂、脱落。为了解目前该网架的可靠性，对该汇流池上方雨棚网架进行可靠性检测鉴定。

2 网架结构的检测

2.1 钢网架杆件尺寸测量

现场对钢网架杆件布置图进行了核对，对部分杆件尺寸和涂层厚度进行抽检，利用游标卡尺对钢网架抽检杆件外径进行测量；通过钢板测厚仪对杆件的壁厚进行测量，并对个别构件采取手钻打孔、游标卡尺对壁厚进行校验，实测结果表明钢网架的平面布置、大部分杆件尺寸与设计相符，钢网架螺栓球布置、直径与原设计相同，但个别杆件尺寸与设计出现偏差，应是安装位置出现错误。

2.2 钢网架杆件涂层厚度测量

现场利用涂层测厚仪对钢网架抽检杆件涂层厚度进行了测量，根据CECS 34:2013钢结构防腐蚀涂装技术规程，室外工程的涂层厚度应大于220 μm。实测结果表明钢网架构件涂层厚度40%不符合规范要求。

2.3 钢网架现状调查

现场对钢网架及其附属构件进行检测，检测结果如下：

1)网架钢支座。a.钢网架钢管柱支座基本完好，且防锈漆基本完好。b.网架与柱顶支座处节点基本完好，但普遍存在锈蚀现象。

2)网架杆件及节点球。a.钢网架大部分杆件和节点球基本完好，未发现明显破损现象。b.部分杆件、螺栓球受环境影响，防锈涂层脱落，存在锈蚀现象。c.检查发现个别螺栓球与杆件为焊接连接。d.外围四周各支座间杆件节点均存在不同程度的下挠现象，不排除施工所造成的偏差。

2.4 现场荷载调查

现场检查发现PVC阳光板积灰很少，活载满足设计0.5 kN/m2的要求；檩条、螺栓球、杆件与原设计基本相符，恒载符合设计0.5 kN/m2的要求。

3 承载力验算与分析

网架结构构件承载力校核遵守国家现行有关标准和规范的要求，计算简图根据结构的实际受力和构造状况确定，荷载取值和荷载效应组合根据荷载规范确定或根据实际情况按规范的取值和组合原则确定[1-5]。主要依据有：

1)GB 50009—2012建筑结构荷载规范；2)GB 50017—2003钢结构设计规范；3)JGJ 7—2010空间网格结构技术规程；4)GB 50011—2010建筑抗震设计规范；5)GB 50292—2015民用建筑可靠性鉴定标准；6)原设计施工图及有关技术资料，本次现场检测结果。

3.1 验算原则及计算参数

1)结构形式按设计图纸和实测资料，当设计图纸与实际有出入时，以现场检测实测资料为准。2)荷载取值依据原设计、现行荷载规范、检测结果确定。恒荷载取值0.5 kN/m2，活荷载取值0.5 kN/m2。3)钢材强度指标按原设计，钢网架杆件为Q235B钢，螺栓球采用45号钢。4)抗震设防烈度为8度，基本地震加速度值为0.2g，第一组。

3.2 主要承重构件验算结果

结构构件的承载能力验算结果用R/(γ0·S)的比值表示，其中,R为结构构件的抗力；S为结构构件的作用效应；γ0为结构构件的重要性系数，对安全等级为一级、二级、三级的结构可分别取1.1，1.0，0.9，本结构取1.0。GB 50292—2015民用建筑可靠性鉴定标准规定，对钢结构主要构件，当R/(γ0·S)≥1.0时为au级，当R/(γ0·S)≥0.95时为bu级，当R/(γ0·S)≥0.90时为cu级，当R/(γ0·S)≤0.90时为du级。au级、bu级构件能满足或基本满足安全使用要求，无需采取加固措施，cu级、du级构件则应采取加固措施。

现场检测该网架支座及其余部位所有节点均采用螺栓球节点，所有节点均为铰接，按此模型进行建模验算，该结构体系为几何可变体系，无法满足承载力要求。

3.3 可靠性鉴定评级

1)安全性评定。a.构件安全性评定。计算结果表明，鉴定单元钢网架承载能力不满足国家现行规范要求，综合评定安全性等级为du级。b.单元安全性评定。钢网架承重结构的安全性等级根据所含各类构件的安全性等级、结构的整体性等级、变形等级进行确定，根据计算结果，鉴定单元的钢网架承载力不满足要求，评定为Dsu级。

2)使用性评定。a.构件正常使用性评定支座：根据检测结果，鉴定单元的支座正常使用性等级评为bs。杆件：根据检测结果，鉴定单元的杆件正常使用性等级评为bs。节点：根据检测的具体情况，鉴定单元节点正常使用性等级可评为bs。围护系统：根据检测结果，鉴定单元围护系统正常使用性等级评为Cs。b.鉴定单元正常使用性评定：鉴定单元的使用性等级为Css。

3)鉴定单元可靠性评定。鉴定单元的可靠性等级根据鉴定单元的安全性、正常使用性等级综合评定。根据上述安全性、正常使用性级别综合评定：鉴定单元的可靠性等级为Ⅳ级。

4 结论与建议

4.1 结论

通过对西安某汇流池网架的现场进行全面调查与检测，内力分析与承载力验算及可靠性评定后，结论如下：

1)在现有荷载作用下西安某汇流池网架的可靠性等级为Ⅳ级，严重不符合国家现行规范要求，严重影响鉴定单元整体的安全、适用功能，必须立即或及时采取措施。

2)现场检测钢网架的钢管柱支座、大部分杆件、节点球基本完好，40%的杆件表层涂料厚度不满足规范要求，且部分构件防锈涂层脱落，存在较为普遍的锈蚀现象。

3)个别螺栓球与杆件为焊接连接。

4)外围四周各支座间杆件节点均存在不同程度的下挠现象，不排除施工所造成的偏差。

5)屋面方钢管檩条普遍锈蚀，个别杆件锈蚀严重，甚至出现锈断，阳光遮雨板出现老化，部位区域出现破损和开裂。

6)经计算，网架承载力不满足要求。

4.2 建议

根据以上结论，建议如下：

1)对出现锈蚀的杆件、螺栓球进行表面除锈处理，再涂刷防锈涂料。

2)增设网架支座，支座可采用钢管柱，并对新增支座处的斜腹杆进行加固，可采用焊接角钢等方式进行加固。

[1] 中华人民共和国建设部,建筑结构荷载规范[M].北京：中国建筑工业出版社,2002.

[2] GB 50017—2003，钢结构设计规范[S].

[3] JGJ 7—2010，空间网格结构技术规程[S].

[4] GB 50011—2010，建筑抗震设计规范[S].

[5] GB 50292—2015，民用建筑可靠性鉴定标准[S].

Xi’an confluence pool safety testing and appraisal of grid structure

Gou Jianpeng

(HeiheRiverChannelManagementCo.,Ltd,Xi’an710061,China)

Taking the converge pool grid structure with 8-year serving life as an example, starting from aspects grid member, size painting layer, thickness, bearing connection and component deformation, the paper detects the rigid structure, calculates rigid structure bearing capacity, and finally identifies the rigid structure reliability according to the detection results.

grid structure, safety, bolt-sphere, bearing capacity

1009-6825(2017)03-0030-02

2016-11-15

勾建朋(1978- )，男，助理工程师

TU317

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