炼钢渣处理厂房结构安全鉴定

崔 斌

(马钢股份公司冷轧总厂 安徽马鞍山 243000)

1 工程概况

马钢炼钢渣处理车间厂房主体为单层钢结构厂房，横向共两跨，跨度分别为27 m和30 m。厂房纵向柱距27.0 m，屋架间距13.5 m。该厂房27 m跨1-5轴线间下部为焖渣坑，在生产过程中有大量烟尘弥漫，且降温喷水过程会有大量水蒸汽产生。厂房10-12轴线下部为酸性水池，水池介质蒸发的蒸汽对钢构件有较大的腐蚀作用。基于厂房内恶劣的生产环境，为保证安全生产，应对其结构隐患进行全面鉴定并给出整改建议。

2 结构隐患排查、检测结果

2.1 结构隐患排查结果

对该钢渣处理车间厂房结构隐患进行全面的排查，结果汇总如下：

(1)屋架、托架端部节点排查结果：①A、B、C列5-10轴屋架、托架与上柱柱顶节点处普遍积灰，局部漆膜脱落、锈蚀；② A、B、C列12-13轴屋架、托架与上柱柱顶节点处积灰潮湿、普遍锈蚀，个别节点处锈蚀严重。(见图1)

(2)屋架、托架排查结果：①；AB跨01-1轴区域受渣坑生产影响，积灰严重；②AB跨、BC跨5-8轴区域，普遍积灰较厚，部分杆件漆膜脱落、局部锈蚀；③AB跨、BC跨8-10轴区域，部分杆件普遍漆膜脱落、锈蚀；④AB、BC跨12-13轴区域，普遍漆膜脱落、锈蚀，局部锈蚀严重，其中部分屋架、托架的上弦和下弦表现尤为明显；⑤C/12-13托架上、下弦槽内积水。

(3)檩条排查结果：①AB跨01-1轴区域，积灰较厚，气楼范围内局部锈蚀；②AB、BC跨5-8轴区域表面有积灰，局部漆膜脱落、锈蚀，部分上翼缘尤为严重；8-10轴区域，普遍漆膜脱落、锈蚀，部分上翼缘尤为严重；③BC跨5-6轴、8-9轴表面有结露、积灰潮湿现象，普遍锈蚀；6-8轴局部漆膜脱落、锈蚀；④BC跨12-13轴区域的檩条积灰结垢、表面有锈胀层，其锈蚀程度较AB跨更为严重；⑤部分檩条与屋架上弦连接处螺栓缺失；檩条与水平支撑节点处锈蚀。

(4)屋面支撑系统排查结果：①AB跨01-1轴普遍积灰；②AB跨5-8轴、BC跨6-8轴区域，普遍积灰，部分支撑杆件局部漆膜脱落；③AB跨8-10轴、BC跨5-6轴和8-9轴，普遍漆膜脱落、锈蚀；④AB跨、BC跨12-13轴，普遍锈蚀、积灰结垢，部分锈蚀严重；⑤AB跨1/8、9、1/12轴和BC跨12轴均存在隅撑被切断现象，具有较大的安全隐患。(见图2)

(5)屋面板排查结果：①AB跨01-1轴、5-6轴屋面板普遍积灰；6-10轴、12-13轴普遍锈蚀，个别位置锈穿；②BC跨5-10轴普遍锈蚀，部分位置存在锈穿；③BC跨整体锈蚀程度较AB跨严重，其中12-13轴最为严重。

(6)气楼系统排查结果：①AB跨01-1轴普遍积灰严重，气楼屋面板由于积灰下挠；②AB跨1-5轴气楼挡风板内侧积灰较厚，易导致屋面板下挠变形，从而失去作为檩条和屋架的侧向支撑作用；③AB、BC跨8-9轴，气楼系统杆件普遍锈蚀、积灰，气楼屋面板普遍锈蚀；④AC跨12-13轴区域杆件普遍锈蚀严重、积灰结垢；两侧挡风板普遍锈蚀；⑤对现场拆除的AC跨11-12轴气楼检查发现，弧形杆件与支撑杆件节点处基本锈断，节点接近失效，有可见锈胀层，由超声测厚结果可知，其杆件锈蚀损伤约30%。

(7)天沟排查结果：天沟底部锈蚀为其主要问题，局部锈蚀严重。

(8)吊车梁系统排查结果：①A列01-1轴普遍积灰较厚；12-13轴上、下翼缘轻微积灰，局部锈蚀；②B列5-10轴上、下翼缘普遍积灰，局部锈蚀；12-13轴积灰较厚，局部锈蚀；③C列5-10轴上、下翼缘普遍潮湿，局部锈蚀；12-13轴积灰潮湿，局部锈蚀。

(9)排架柱系统排查结果：①AB跨、BC跨5-10轴区域，排架柱系统普遍积灰，局部锈蚀；柱间支撑积灰，局部锈蚀；②AB跨、BC跨12-13轴区域，排架柱系统积灰板结，锈蚀较明显；柱间支撑普遍锈蚀；③AB跨、BC跨5-10轴下柱柱脚潮湿，局部锈蚀；④11/B上柱、11/C上柱柱身锈蚀严重，局部断面有可见锈胀层。(5)9/C上柱柱顶局部变形。

(10)排架柱系统连接节点排查结果：①吊车梁制动板与排架柱连接螺栓多处存在缺失和松动现象；②个别柱间支撑与排架柱连接螺栓存在松动现象。

(11)围护墙体排查结果：①AB跨01-1轴，部分墙梁由于积灰较多，明显下挠变形；②A列、C列5-10轴，墙皮、墙梁及墙皮立柱普遍积灰、锈蚀；个别拉杆和斜撑变形；部分墙梁下挠变形；③A列、C列12-13轴，墙皮、墙梁及抗风柱普遍锈蚀；④13轴个别墙梁变形，局部锈蚀。

图1 托架锈蚀

图2 支撑锈蚀

2.2 结构隐患检测结果

本次结构安全隐患现场检测主要有以下结论：

(1)钢构件厚度检测结果：从检测结果可知，由于厂房长期处于蒸汽与粉尘的腐蚀环境下，各结构系统杆件受腐蚀影响较大，钢构件板材厚度削弱明显，尤以BC跨12-13轴区域的托架和檩条表现最为明显。托架杆件锈蚀损伤最大约55.2%，檩条锈蚀损伤最大约40.5%。

(2)排架柱垂直度检测结果：根据检测结果可以看出，A/13上柱、B/12上柱、B/13上柱、C/10上柱垂直度偏差大于《建筑地基基础设计规范》GB50007的要求，厂房柱倾斜偏心引起的附加应力会影响结构承载及天车正常运行，具有一定的安全隐患。

(3)吊车梁轨道偏心距测量结果：B列吊车梁个别位置轨道偏心距超限，A列、C列所测吊车梁轨道偏心距普遍超限，个别位置超限严重。

3 验算分析

对该钢渣处理厂房结构体系进行计验算并分析，可得出如下结论：

(1)地基基础部分：对该厂房现场使用状况进行查看结果，未发现构件倾斜、地面开裂等不良现象，说明地基基础未发生不均匀沉降。根据无严重静载缺陷，可以判定地基基础能满足承载力及变形要求。

(2)排架柱部分：对排架柱承载力进行验算，安全裕度均大于1.0，说明满足现使用要求。

(3)吊车梁部分：对吊车梁验算结果表明，吊车梁承载能力均满足现使用要求。

(4)屋架部分：受厂房内粉尘和蒸汽的腐蚀作用，验算结果表明，部分屋架杆件强度和稳定性不满足现使用要求。

(5)托架部分：对托架验算结果表明，各托架承载力满足现使用要求。

(6)檩条部分：对檩条验算结果表明， AB跨、BC跨檩条的承载力和挠度均满足现使用要求。

4 鉴定结论及整改建议

4.1 鉴定结论

依据《建筑结构检测技术标准》(GB/T50344-2004)及《工业建筑可靠性鉴定标准》(GB50144-2008)，经对该钢渣处理车间厂房的现场检查、检测、验算及分析，在现有结构体系、现有荷载状况下，得出结构安全性鉴定结论如下：

厂房鉴定单元的可靠性评定等级为三级，即其可靠性不符合国家现行标准规范的可靠性要求，影响整体安全，在目标使用期内影响整体正常使用，应采取措施。其原因主要为：(1)恶劣的腐蚀环境使得屋面系统钢构件快速锈损，且部分屋架、托架和檩条等构件已达到其耐久性极限状态。(2)构件锈蚀损伤导致部分屋架构件承载力不足。(3)AB跨1/8轴、9轴、1/12轴屋架和BC跨12轴屋架均存在隅撑被切断现象，具有较大的安全隐患。(4)部分吊车梁轨道存在较严重的偏心情况，会造成吊车梁受力条件恶化，上翼缘和腹板之间焊缝容易开裂。(5)墙梁多处拉条和斜撑缺失，造成墙梁在积灰作用下下挠，而且因为缺少拉条的侧向支撑点，墙梁在风载作用下容易失稳破坏。

4.2 整改建议

为保障该厂房结构的安全使用，现建议采取如下处理措施：

(1)当前的工艺条件造成的粉尘及蒸汽环境非常不利于结构构件的耐久性及承载能力，建议尽快对生产工艺进行改造。

(2)若不能及时对生产工艺进行改造，需进行以下处理，以保证该钢渣处理车间厂房短时间内的安全正常使用。

1)对锈损严重的屋盖系统杆件进行更换，其他构件除锈、清灰。

2)对锈蚀的其他构件进行除锈处理，并重新涂刷防锈油漆。

3)将垂直度超限的排架柱上柱进行调整或更换。

4)重新补齐被切断的隅撑。

5)檩条与屋架上弦连接螺栓多处缺失，建议统一排查后加以补齐。

6)吊车梁制动板与柱连接螺栓、柱间支撑与柱连接螺栓存在多处缺失和松动，建议统一排查后加以补齐和紧固。

7)定期清理吊车梁走道板及上、下翼缘的积灰；对锈蚀的吊车梁进行除锈处理，并重新涂刷防锈油漆，尤其是AB跨和BC跨10-12轴区域；调整A列、B列、C列吊车梁轨道的偏心。

8)对出现明显锈损的墙梁进行更换，对墙梁间缺失的拉条和斜撑按原设计进行恢复。

经过以上一系列隐患排查、荷载验算、及后期整改，保障了该厂房使用周期内的安全生产。