工业建筑吊车梁可靠性评价与分析

任 廷 选

(甘肃省建筑科学研究院有限公司，甘肃 兰州 730060)

0 引言

我国建造于20世纪的大量工业建筑已接近使用寿命年限，构件由于受到使用条件变化及环境侵蚀等因素的影响，同时构件自身的不断老化、构件的材料性能也会随着时间逐渐退化，功能将逐渐降低甚至丧失，且部分构件已出现病害。因此对工业建筑结构构件进行精确的可靠性鉴定是十分迫切的,也是十分必要的，它也是建筑物使用、维修、改造的基础。

1 工程概况

某工业厂房平面大致呈“L”形，总建筑面积7 285.7 m2，设计建造于1976年，主要区域为单层钢筋混凝土柱排架结构(部分为砌体结构)，该工程所处地区抗震设防烈度为8度，设计地震分组为第三组，设计基本地震加速度为0.2g。

2 现场检测

根据现场调查，该厂房A,C及P,Q轴线共有鱼腹式钢筋混凝土吊车梁及H型钢吊车梁两种，由于该厂房建造年代较早，无任何设计资料，现场对三种梁截面尺寸、混凝土强度、钢筋配置、变形及损伤情况进行了调查和检测。

2.1 鱼腹式钢筋混凝土吊车梁检测

鱼腹式钢筋混凝土吊车梁现场检测数据见表1。

表1 鱼腹式钢筋混凝土吊车梁实测数据

2.2 型钢吊车梁检测

型钢吊车梁现场检测数据见表2。

表2 型钢吊车梁实测数据

2.3 吊车梁变形检测

按照吊车梁实际使用荷载，对混凝土鱼腹式吊车梁分6级加载，每级加载重量依次为：吊车自重—吊车自重+1.5 t—吊车自重+3.0 t—吊车自重+4.5 t—吊车自重+6.0 t—吊车自重+7.5 t；

型钢吊车梁分5级加载，每级加载重量依次为：吊车自重—吊车自重+1.5 t—吊车自重+3.0 t—吊车自重+4.5 t—吊车自重+6.0 t。

在荷载达到检验荷载前，每级加载后的持荷时间为15 min，同时检查吊车梁有无开裂迹象；当荷载达到检验荷载后，持荷1 h。每级持荷结束时，观测并记录测量值。

卸载按后加先卸载顺序，即1.5 t—3.0 t—4.5 t—6.0 t—7.5 t—吊车自重+7.5 t的顺序进行卸载。

根据测量结果，绘制了位移曲线及应力曲线，见图1～图4。

3 吊车梁计算

3.1 鱼腹式吊车梁计算

1)鱼腹式吊车梁计算参数见表3。

表3 鱼腹式吊车梁计算参数

2)梁的内力计算。

根据影响线确定跨中最大弯矩、剪力荷载布置及支座最大剪力荷载布置如图5，图6所示。

3)承载力极限状态验算。

a.梁跨中受弯承载力验算。

b.支座受剪承载力验算。

0.25βcfcbh0=243.95 kN>V=146.44 kN(满足γ0·S

4)正常使用极限状态验算。

a.受弯最大裂缝宽度验算。

0.07 mm<ωmin=0.20 mm。

b.受弯挠度验算。

3.2 型钢吊车梁计算

3.2.1型钢吊车梁截面

型钢吊车梁截面示意图见图7。

3.2.2计算参数

型钢吊车梁截面计算参数见表4。

表4 型钢吊车梁截面计算参数 mm

3.2.3梁的内力计算

根据影响线确定跨中最大弯矩、剪力荷载布置及支座最大剪力荷载布置如图8,图9所示。

吊车梁内力计算。

3.2.4截面强度计算

1)抗弯强度。

跨中截面受压边缘纤维承载力满足规范要求。

跨中截面受拉边缘纤维承载力满足规范要求。

2)支座界面处的抗剪强度。

支座界面处的抗剪强度满足规范要求。

3)跨中梁腹板计算高度边缘处折算应力。

跨中梁腹板计算高度边缘处折算应力满足规范要求。

3.2.5刚度计算

跨中最大挠度：

跨中最大挠度满足规范要求。

3.2.6梁的整体稳定性计算

稳定系数：

整体稳定满足规范要求。

4 鉴定结论

根据检测、计算结果，混凝土鱼腹梁可靠性鉴定评级为b，型钢吊车梁可靠性鉴定评级为b，即略低于国家现行标准规范的可靠性要求，仍能满足结构可靠性的下限水平要求，不影响安全，在目标使用年限内尚不明显影响正常使用，可不必采取措施。

5 总结与展望

在《工业厂房可靠性鉴定标准》中明确规定了工业厂房可靠性鉴定的目的、程序、等级标准。虽然建筑物的鉴定与结构计算及结构设计有相同之处,但也存在着很大的差异，本次结合某工业厂房吊车梁可靠性鉴定，阐明合理精细的现场检测、性能试验(主要为现场荷载试验)及可靠性分析是解决工业建筑尤其年代已久或缺乏设计资料建筑的有效手段。