某门式刚架综合馆工程安全性鉴定

胡进秀 曹志毅

(1.杭州市房屋安全鉴定检测中心有限公司,浙江 杭州 310003; 2.浙江建设职业技术学院,浙江 杭州 311231)

0 引言

门式刚架轻型房屋具有受力简单、传力路径明确、构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点，近年来应用广泛。本文就某门式刚架综合馆结构的安全检测和鉴定进行了探讨。该厂房原建设、施工资料部分缺失，空置多年，拟重新启用，为了解目前结构安全状况，需进行全面安全检测、鉴定。

1 工程概况

该综合馆为单层门式刚架结构，柱平面布置详见图1。共计17个开间，开间尺寸为4.0 m，分为两跨，总长约为66.4 m；宽约32.0 m，建筑面积约2 125 m2；～轴建筑高度约为8.45 m～10.30 m，～约为6.45 m～7.72 m。该建筑不设地下室，1层为建筑地面。上部结构采用H型钢柱、H型钢梁承重,C型钢压型板组合围护，局部为玻璃幕墙，压型钢板屋面。该综合馆建于2010年，设计使用年限25年。

2 现场调查情况

2.1 结构布置及构件尺寸

该厂房刚架边列柱截面为H300×200×8×10,其余柱截面为H350×200×12×14。刚架梁为变截面H(300～600)×180×8×10，梁柱采用高强螺栓连接，屋面檩条为C140×50×20×2.5。结构支撑较完整，设有屋盖水平支撑、柱间支撑、系杆、隅撑等。现场复核构件轴线位置、构件布置及截面尺寸均符合原设计。

2.2 外观质量和连接构造

现场检查上部钢构件及连接未发现破损、截面缺失、扭曲、变形等不良情况；钢构件整体涂装外观较好，表面光洁平整、无流坠、漏涂，部分构件存在脱落、起皮等情况。梁柱节点及梁梁连接正常，高强螺栓连接可靠，未发现缺失、松动、位移、变形等情况；对柱脚凿开外包混凝土检查，核实为采用4M24预埋螺栓双螺帽固定，未见松动现象；焊缝外观良好，无缺焊、漏焊、夹渣、脱焊等情况。

2.3 围护承重及幕墙部分

屋面及墙面钢檩条、隅撑、拉条等构件截面尺寸及平面布置符合设计要求，安装完整无缺失、遗漏现象，连接方式正确、可靠；未见屋面及墙面C型钢檩条、隅撑、拉条等构件存在明显下挠、扭曲及变形等损坏情况。幕墙存在部分密封胶封闭不密实，胶条存在开裂、老化；部分钢爪构件存在锈蚀，固定螺栓存在漏装及钢化玻璃破裂情况。

3 现场抽样检测情况

3.1 混凝土强度

采用回弹法抽检部分钢筋混凝土基础，经龄期修正后强度在28.4 MPa～35.0 MPa范围，满足规范关于受力构件混凝土强度等级最低C20要求。

3.2 焊缝质量

现场对58处刚架斜梁与刚架柱连接端板部位节点焊缝,采用超声波法进行内部缺陷检测，结果表明所测焊缝无明显超标缺陷，所检验焊缝质量符合《焊缝无损检测超声检测验收等级》[5]标准要求(见表1)。

表1 钢构件焊缝超声波探伤检测结构(钢梁)

3.3 涂层质量

对15个梁柱构件共80个测点的涂层厚度进行抽样检测，测得涂层厚度在128 μm～142 μm范围，均满足涂层厚度125 μm设计要求。

3.4 构件变形

对18根钢柱倾斜情况进行抽样检测，钢柱顶平面内位移均小于《危险房屋鉴定标准》[4]规定h/150限值；检测样本中近20%(4/J,13/E,18/B)钢柱顶平面外位移超过《危险房屋鉴定标准》[4]规定h/500限值，其中4/J处刚架边柱达到了1/275。参考《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》[1]表3.3.1限值要求，均在允许范围内，且结构纵向支撑体系完整，现场未见构件产生结构性破坏，判断为安装误差等引起的不影响整体承载的孤立事件。

3.5 幕墙性能

气密性能检测幕墙整体为3级，水密性能检测固定部分3级，抗风压性能3级，平面内变形性能3级。

4 结构承载能力验算

为分析刚架主体结构实际承载力，按照国标《建筑结构荷载规范》[2]和现行设计规范以及现场检测的构件具体尺寸、建筑构造做法和原施工图纸资料，采用PKPM结构计算软件进行复核验算，其中钢柱、钢梁钢材采用Q235B。

经验算，综合馆门式刚架主体结构中，刚架柱最大应力比0.85，刚架斜梁最大应力比0.90，刚架梁柱承载能力均满足现行规范要求；钢柱柱顶计算侧向位移与柱高度比值最大值为1/160，满足《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》[1]表3.3.1限值要求；钢梁计算最大挠跨比为1/273，满足《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》[1]表3.3.2限值要求。

5 安全性等级评定

5.1 构件安全性评级

综合承载能力、构造、位移和变形及锈蚀四个项目评级结果，评定4/J,13/E,18/B等处平面外位移超标的钢柱构件(占比近20%)安全性cu级，其余钢构件安全性等级为bu级，具体评级见表2。

表2 刚架钢构件(钢柱、钢梁)安全性等级评定

5.2 结构系统安全性鉴定评级

5.2.1地基基础

被检测工程周边无明显施工影响等环境因素影响存在；未发现上部结构因地基沉降和不均匀沉降及基础变形产生的上部结构裂缝及变形异常；对该建筑进行整体观察，未发现存在明显倾斜现象。抽检12处钢筋混凝土强度最小值为28.4 MPa,满足《混凝土设计规范》[6]二a类环境受力构件强度最小C25等级要求。地基基础使用状况良好，能承受原有上部结构荷载的要求。综合评定地基基础安全性等级为Au级。

5.2.2上部承重结构

1)按结构承载功能评定。

少量(近20%)钢构件安全性等级为cu级，其余钢构件安全性等级为bu，上部承重结构中不含du构件，cu级含量不多于20%，房屋为单层结构，按承载功能评定上部承重结构安全性等级为Bu级；

2)按结构整体性评定。

结构布置合理，形成完整的体系，传力路径明确；支撑体系布置合理，形成完整的支撑体系；构件连接方式基本正确，无松动变形或其他残损。按结构整体性评定上部承重结构安全性等级为Au级。

3)按不适于承载的侧移评定。

对该建筑进行整体观察，未发现存在明显倾斜现象；抽测少量钢柱侧向位移超过《危险房屋鉴定标准》[4]规定h/500限值；按结构整体计算钢柱侧向位移满足《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》[1]规定限值，按不适于承载的侧移评定结构安全性等级为Bu级。

综合评定上部承重结构安全性等级为Bu级。

5.2.3围护结构系统

屋面及墙面C型钢檩条、隅撑、拉条等构件截面尺寸及平面布置符合设计要求，安装完整，无缺失、遗漏现象，连接方式正确、可靠；未见屋面及墙面C型钢檩条、隅撑、拉条等构件存在明显下挠、扭曲及变形等损坏。

幕墙布置基本合理，形成完整受力系统，且结构选型和传力线路基本可行。未见承重构件存在扭曲等变形情况；部分构件存在锈蚀情况，对耐久性存在一定影响；固定螺栓存在漏装现象；部分密封胶封闭不密实，胶条存在开裂、老化情况，存在一定安全隐患；钢化玻璃的破裂影响使用安全。

综合评定围护系统安全性等级为Bu级。

5.3 房屋安全性鉴定评级

房屋地基基础安全性等级评定为Au级，上部承重结构安全性等级评定为Bu级，围护结构系统的安全性等级为Bu级。

根据GB 50292—2015民用建筑可靠性鉴定标准[3]综合评定房屋安全性等级为Bsu级，即房屋安全性略低于该标准对Asu级的规定，尚不显著影响整体承载能力。

6 结语

对于该门式刚架结构，在今后使用过程中对围护幕墙部分存在构件锈蚀、胶条老化、玻璃破裂等损坏作综合维修处理；部分钢结构构件涂层存在脱落、起皮的情况，须及时修补；并按照设计及规范要求定期做好防腐防火涂层维护。

对于该门式刚架结构中少量侧向位移超过《危险房屋鉴定标准》[4]规定h/500限值的钢柱：4/J,13/E,18/B等钢柱，在日常使用过程当中应重点监测柱顶侧移值发展情况，如发现目标柱及周边相邻柱顶侧移值迅速增加，应暂停使用，做相应排危处理。