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钢结构工业厂房可靠性鉴定与加固措施

日期:2018-07-19 10:47:15 浏览次数:
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  摘要:钢结构工业厂房是近十几年来我国工业厂房的主要结构形式,生产适应性强、量大面广,但随着生产规模扩大与工艺改造,导致部分铜结构厂房不能满足新的安全生产需要,从“促进和完善炼钢技术发展体系,适应钢铁生产的新需要”角度出发,需对厂房进行结构安全可靠性鉴定与安全性评估,并对不满足规范要求或不利于技术改造的隐患,进行一系列的安全适应性改造。为规范这一行业的标准性做法,国家制定了《工业厂房可靠性鉴定标准》(GBJ14-90)、《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)、《工业建筑可靠性鉴定标准》(GB50144-2008)等一系列标准与规范,明确了工业厂房鉴定的目的、程序、等级标准,结合钢厂房工程实例,介绍了钢结构厂房的鉴定方法。
  关键词:钢结构工业厂房;可靠性;鉴定;评估
  1.工程概况
  某炼钢连铸钢结构工业厂房,建筑面积约23514m2,厂房纵向共A、B、C、D、E、F六列,五个连续跨:AB跨、BC跨、CD跨、DE跨、EF跨,厂房横向共分为1-21轴。全钢框排架结构,钢屋架采用实腹式工字形截面屋面梁与平行弦钢屋架,压型板屋面。主厂房钢结构形式复杂,使用环境恶劣,主体结构长期受到振动、积灰、高温等不利因素作用,隐患较多,为确保厂房安全使用,判断其安全可靠性是否满足现行国家标准的要求,为生产工艺的改造,提供厂房的技术依据,对厂房做出全面检测与鉴定。
  2.厂房使用情况详细调查
  2.1厂房上吊车使用实际与原设计图纸比较
  厂房吊车数量多、吨位大,对照原图纸,厂房AB跨设计有三台16/16T桥式吊车;BC跨设计有一台80/20T、一台32/5T两台桥式吊车;CD跨设计有一台160/50T、一台125/32T、一台63/30三台桥式吊车;尤其是生产主跨内设计有八台吊车,工作级别全部为A7级,厂房负荷与动荷载较大。经检查确认,生产使用上仅是将CD跨设计一台63/30桥式吊车更换为一台80/30T吊车,经验算吊车梁最大弯矩、轮等参数,可安全使用。
  2.2厂房柱和柱间支撑现场检测
  经现场检测,厂房A-F六列、五跨,吊车梁的传力体系柱间支撑技术状态基本完好,只是部分柱的根部局部轻微锈蚀,个别松动,个别杆件出现开焊、损坏现象。
  2.3屋盖系统现场检测
  2.3.1钢屋架,现场检测发现,厂房AB列16-17-18-19轴,连续三个平行弦钢屋架存在扭曲、变形现象,经实测,分别在200mm、190mm、300mm左右;厂房BC列9-10-11轴,连续二个平行弦钢屋架产生侧向变形现象,经实测,均在150mm左右,超出规范要求,不满足国家现行规范标准要求。
  2.3.2钢屋架与柱头连接处,高强螺栓部分掉落,连接处普遍锈蚀,部分存在采用焊接方法,无连接螺栓。
  2.4吊车梁系统
  吊车梁系统设计采用制动板制动,设计有辅助桁架和水平支撑,现场检测系统主要缺陷有,吊车梁与制动板连接高强螺栓、制动板与钢柱连接高强螺栓松动较多,尤其是制动板与钢柱焊接处,部分开焊,或存在未可靠连接状况
  2.5屋面及维护系统检测
  天窗架体系大面积轻微锈蚀,钢材面防腐漆剥落,母材锈蚀,压型板、屋面c型钢檩条锈蚀严重。
  3.分析、计算结果
  3.1计算技术依据
  3.1.1标准规范和基础资料。《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001),《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),《钢结构设计规范》(GB50017-2003),《工业建筑可靠性鉴定标准》(GB50144-2008),厂房原竣工验收设计图纸。
  3.1.2主要技术参数。(1)屋面均布活荷载:0.5KN/m2。(2)屋面积灰荷载:挡风板内0.75KN/m2、挡风板外0.3KN/m2。(3)基本风压:0.35KN/m2。(4)抗震设防烈度,场地类别:7度/1I类。(5)吊车荷载:按GB50009-2001和GB50017-2003确定。
  3.2计算结果
  3.2.1横向平面排架。选取厂房5-9轴的横向平面结构,进行结构分析和承载力校核,经计算,各平面内结构的构件承载力均满足规范要求,各构件应力比满足要求。
  3.2.2钢屋架和钢托架。该承载力校核采用的荷载按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)规定取值,除屋面活荷载、屋面积灰荷载外,厂房附属悬挂荷载按0.2KN/m2考虑,压型钢板、支撑与檩(本文来自:Www.bdfqY.cOm 千 叶帆文 摘:钢结构工业厂房可靠性鉴定与加固措施)条、屋架及天窗架自重按原设计考虑,承载力校核结果R/sy0比值,满足规范要求。
  3.2.3吊车梁。对吊车梁的强度、稳定性、抗疲劳强度以及制动系统的强度、挠度计算,R/Sy0比值,满足规范要求。
  4.可靠性鉴定
  4.1评定方法和原则
  根据《工业建筑可靠性鉴定标准》(GB50144-2008)的原则,将主厂房鉴定范围划分为1-7轴线、8-12轴线和13-21轴线三个单元进行可靠性评定,每个单元可靠性等级根据结构布置和支撑系统、承重结构系统、围护结构系统三个项目综合评定。(详见表3)
  4.2承重结构体系
  屋架承载力项目,由于严重的变形和倾斜,且屋架下弦出现平面外变形较大;部分屋架与柱头连接螺栓缺损,造成吊车系统水平晃动较大,严重不符合国家现行规范标准要求,项目的可靠性等级为C级。
  4.3综合评定结果
  5.可靠性评估与应采取的措施
  5.1结语
  厂房AB跨8-19轴线、BC跨8-19轴线、CD跨1-21轴线、DE跨1-21轴线和EF跨1-21轴线厂房的可靠性等级为三级,不满足现行国家规范的要求,需采取一定的加固措施。
  5.2应采取的措施
  5.2.1对存在变形和扭曲的平行弦钢屋架新增横向水平支撑,增强改屋架水平约束,以限制其侧向变形发展。
  5.2.2对不符合设计与规范对要求的屋架与钢柱连接节点,进行加固或补强。
  5.2.3对因疲劳损坏导致的吊车梁制动板与排架柱连接节点,进行加固或补齐。存在变形和扭曲的平行弦钢屋架新增横向水平支撑,增强改屋架水平约束,以限制其侧向变形发展。
  5.2.4对锈蚀的钢构件,尤其是节点、连接点部位,需进行除锈、防腐处理。

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