北京地区某户外独立柱广告牌安全性鉴定技术分析*

胡 昕，董建伟，侯建磊，王利中 ，尉开柘

(1.中电投工程研究检测评定中心有限公司，北京 100142； 2.建研(北京)结构工程有限公司，北京 100013)

0 引言

随着我国广告业的发展，20世纪90年代初，户外独立柱广告牌因其设置方式灵活、商业价值显著，受到广告商家的青睐，广泛设置在高速公路旁、市场、大型商业区等。然而，受广告牌所处环境影响，常发生广告牌倒塌事故，可能造成人员伤亡，广告牌典型破坏情况如图1所示。

图1 广告牌典型破坏情况

强风作用下户外独立柱广告牌已成为常发生事故灾害的典型结构[1-2]，然而，针对广告牌安全性鉴定流程的研究相对缺乏，本文基于北京地区某户外独立柱广告牌结构检测鉴定实践，对安全性鉴定流程进行总结，并对现有技术进行分析。

1 安全性鉴定流程

根据DB11/T 243—2014《户外广告设施技术规范》[3]、GB/T 50344—2019《建筑结构检测技术标准》[4]、GB/T 50621—2010《钢结构现场检测技术标准》[5]等相关规范及委托要求，提出如图2所示检测及安全性鉴定流程。

图2 检测及安全性鉴定流程

2 检测鉴定实例

北京地区某户外独立柱广告牌建造于2006年，总高度约23m(见图3)。由于使用时间较长，该广告牌部分构件出现严重锈蚀等现象，因此为了解该广告牌受损情况及结构安全可靠性，需对其进行检测鉴定。通过查阅有关资料，该广告牌有效建设资料齐全。

图3 广告牌现状

2.1 结构体系核查

该广告牌采用2块18m×6m(长×宽)面板，面板夹角为8.6°，柱身采用圆钢管独立柱，上部结构组成为面板和支架体系，基础为钢筋混凝土独立基础。

2.2 外观质量检查

1)支架体系外观质量检查 支架构件涂层均已严重老化，锈蚀、麻点等缺陷广泛存在。

2)螺栓外观质量检查 连接部位螺栓轻微锈蚀缺陷广泛存在，少数螺栓严重锈蚀。

3)焊缝外观质量检查 结构体系中焊接部位焊渣、漏焊等质量缺陷广泛存在。

4)马道外观质量检查 上、下马道宽度分别为300，700mm，且维护结构缺失。另外，涂层显著老化，存在轻微锈蚀等质量缺陷。

5)广告牌面板外观质量检查 面板连接件和檩条均已锈蚀严重，面板易发生掉落伤人等安全事故，画面与面板通过钢丝绑扎连接，钢丝存在锈蚀、绑扎不牢固等问题。

6)柱下基础外观质量检查 地表平整，无拱起、松动等问题，基础不存在破损、开裂问题。

现场外观质量检查得到的典型缺陷如图4所示。

图4 广告牌典型缺陷

2.3 构件截面尺寸检测

根据《户外广告设施技术规范》等相关规范要求，对广告牌结构构件进行抽样检测，检验批划分为立柱、横梁、钢支架、斜支撑、檩条，检测类别为B类(适用于主控项目施工质量的检测，可用于既有结构的重要项目检测)。立柱采用φ1 500×14钢管，横梁采用φ700×8钢管，钢支架采用I18，I20，斜支撑采用∟63×3，檩条采用[8。检测结果表明，构件截面尺寸满足设计要求。其中，立柱尺寸实测值为φ1 500×13.90；横梁尺寸实测值为φ700×7.89；不同位置处I18钢支架高度均为180mm，腿宽包括93，94mm，腰厚包括6.38，6.39，6.42，6.48，6.49mm；不同位置处I20钢支架高度均为200mm，腿宽均为100mm，腰厚包括6.85，6.87，6.95mm；不同位置处斜支撑边长均为63mm，厚度包括5.85，5.93，5.97，6.02mm；不同位置处檩条高度均为80mm，腿宽均为43mm，腰厚包括4.82，4.87，4.93，4.98mm。

2.4 材料强度检测

根据《建筑结构检测技术标准》、GB/T 700—2006《碳素结构钢》[6]等相关规定，对构件钢材强度进行抽样检测。检测结果表明，构件材料强度满足设计要求。其中，立柱里氏硬度平均值为290，抗拉强度推定值为391MPa；横梁里氏硬度平均值为305，抗拉强度推定值为399MPa；不同位置处钢支架里氏硬度平均值包括286，290，292，294，307，317，318，327，对应的抗拉强度推定值分别为390，392，392，393，400，407，407，414MPa；不同位置处斜支撑里氏硬度平均值包括287，302，305，318，对应的抗拉强度推定值分别为390，398，399，408MPa；不同位置处檩条里氏硬度平均值包括290，300，311，对应的抗拉强度推定值分别为391，397，403MPa。

2.5 涂装质量检测

根据《建筑结构检测技术标准》等相关规范要求，对构件涂层厚度进行抽样检测，各构件随机选取5个测点。检测结果表明，立柱涂层厚度平均值为204μm，横梁涂层厚度平均值为179μm，钢支架涂层厚度平均值为202μm，斜支撑涂层厚度平均值为183μm，檩条涂层厚度平均值为192μm，符合要求。

2.6 垂直度检测

根据《建筑结构检测技术标准》《户外广告设施技术规范》和JGJ 8—2016《建筑变形测量规范》[7]要求进行垂直度检测，检测结果表明柱顶向南偏10mm，向东偏12mm，满足规范限值(H/1 000，H为立柱高度)要求。

2.7 构件锈蚀削弱程度检测

根据《建筑结构检测技术标准》等相关规范要求，对外观具有明显锈蚀的构件进行锈蚀削弱程度检测。检测结果表明，东侧面板檩条锈蚀削弱值包括1.13，1.50，0.96，1.54，1.22mm，对应的削弱程度分别为22.6%，30.0%，19.2%，30.8%，24.4%；西侧面板檩条锈蚀削弱值包括1.01，0.84，0.68，0.84，0.90mm，对应的削弱程度分别为20.2%，16.8%，13.6%，16.8%，18.0%。

2.8 三维建模分析

根据现场检测结果(考虑构件锈蚀削弱)和设计图纸，采用PKPM软件三维空间模块进行整体建模分析，面板采用面单元模拟，独立柱采用柱单元模拟，横梁、钢支架及檩条均采用梁单元模拟。三维空间计算模型如图5所示。

图5 三维空间计算模型

2.8.1模型假定

刚性连接点假定部分为柱脚节点、支架横梁与钢管梁连接点、钢管梁与钢管柱连接点，其余节点均按铰接考虑。

2.8.2构件计算长度

悬臂类构件计算长度取2倍几何长度；横梁根据其平面特性，平面内计算长度取2倍几何长度，平面外计算长度取几何长度；其余构件计算长度均取几何长度。

2.8.3风荷载取值

广告牌主要受风荷载控制，根据GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》[8]，主体结构风荷载标准值wk按下式计算：

wk=βzμsμzw0

(1)

式中：βz为风振系数；μs为体型系数；μz为风压高度变化系数；w0为风荷载基本风压。

(2)

式中：βgz为阵风系数；μs1为局部体型系数。

根据《户外广告设施技术规范》《建筑结构荷载规范》及《户外独立柱广告牌风荷载数值模拟研究报告》[9]等，风荷载基本风压w0取0.5kN/m2，风振系数βz和阵风系数βgz统一取1.7，体型系数μs和局部体型系数μs1统一取1.5，地面粗糙类别为B类，风压高度变化系数μz按20m计算，取1.23。

2.8.4验算结果

计算结果表明，该户外独立柱广告牌承载力满足现行规范要求。

2.9 安全性鉴定评级

2.9.1鉴定评级标准

根据《户外广告设施技术规范》相关要求，户外广告设施鉴定评级标准如表1所示。

表1 鉴定评级标准

2.9.2构件技术状况与承载能力评定

根据现场检测结果与《户外广告设施技术规范》要求，将面板结构技术状况评定为4级，将主体承重结构技术状况评定为3级，将地基基础结构技术状况评定为1级，将主要承重构件承载能力评定为a级。

2.9.3子系统安全性鉴定评级

将面板结构安全性鉴定等级评定为C级，将主体承重结构安全性鉴定等级评定为B级，将基础安全性鉴定等级评定为A级。

2.9.4结构安全性鉴定评级

根据各子系统安全性鉴定评级结果，将整个广告牌结构安全性鉴定等级评定为Bu级。

3 安全性鉴定技术分析

在户外独立柱广告牌安全性鉴定过程中，基本做到了有据可依，但存在以下问题。

1)根据《户外广告设施技术规范》要求，在构件技术状况评定中未明确每项评级中各子项之间的关系，在构件评级中存在一定困扰。

2)根据《户外广告设施技术规范》要求，在安全性鉴定评级过程中，综合评定结构技术状态与承载能力时，以承载能力评定为主，存在不妥之处，如面板结构技术状况评定为4级，面板结构安全性鉴定等级评定为C级，整体结构安全性鉴定等级最终评定为Bu级，而Bu级表示结构存在轻微缺陷或破坏，不会危及人员和设施安全，采取一般养护措施即可，这与现实结构安全情况不符。

3)本研究以北京地区某户外独立柱广告牌为例，安全性鉴定评级主要根据《户外广告设施技术规范》，而国内大部分地区未制定关于户外独立柱广告牌安全性鉴定的标准。

4 结语

1)建议对《户外广告设施技术规范》安全性鉴定流程中的相关内容进行适当修改，如确定户外广告设施子系统安全等级时，应取结构技术状态评级和承载能力评级结果的低者；确定户外广告设施整体结构安全等级时，应取面板结构、主要承重结构、基础或支座安全性鉴定等级的最低级，以保证鉴定评级结果更准确、可靠。

2)鉴于国内大部分地区缺少现行户外广告设施安全性鉴定标准，建议参考GB 50144—2019《工业建筑可靠性鉴定标准》[10]和GB 50292—2015《民用建筑可靠性鉴定标准》[11]中关于钢结构安全性鉴定评级的有关规定，也可专门进行研究，制定有关标准。