一、厂房基本信息
地理位置与环境
位置详情:详细记录钢结构厂房的地理位置,包括所在的城市、区县、街道名称、具体门牌号,以及厂房在厂区内的相对位置(如靠近厂区大门、位于厂区角落等)。
周边环境描述:介绍厂房周边的自然环境(如是否靠近河流、山坡,是否处于地震带、易受台风影响区域等)和人文环境(如周边是否有其他建筑物、道路、高压线等),这些因素可能会对厂房质量安全产生潜在影响。
建筑概况
建筑面积与层数:明确厂房的建筑面积(单位:平方米)和层数,若厂房包含夹层、阁楼等特殊结构,也应详细说明其面积和位置。
建筑高度与跨度:记录厂房从室内地面到屋顶檐口的高度(单位:米),以及厂房的大跨度(单位:米)。对于有吊车的厂房,还需注明吊车轨顶标高和吊车的起重量、工作级别等信息。
设计用途与实际使用情况:阐述厂房的原始设计用途(如机械加工车间、仓库等),并对比实际使用情况,查看是否存在用途变更等情况,因为不同用途的厂房对结构承载能力等方面的要求不同。
建造时间与施工情况
建造日期:记录厂房的建造时间,以便了解其设计和施工所遵循的当时的规范标准。
施工单位与资质:注明施工单位名称及其相应的shigongzizhi等级,施工单位的资质情况可以在一定程度上反映厂房的施工质量。
施工过程记录(如有):查看是否有施工过程中的质量检验记录、隐蔽工程验收记录等相关文件,这些记录对于评估厂房质量具有重要参考价值。
二、检验目的
全面检查钢结构厂房的质量状况,包括结构构件的质量、连接节点的可靠性、围护系统的完整性等方面,确保厂房符合设计要求和相关标准规范。
评估厂房在正常使用条件下的安全性,包括承载能力、稳定性和耐久性,发现并排除可能存在的安全隐患,保障厂房内人员和设备的安全。
为厂房的后续使用、维护、改造或加固提供科学的依据,如确定合理的维护周期、制定改造方案等。
三、检验依据
《建筑结构检测技术标准》(GB/T 50344 - 2019)
《钢结构设计标准》(GB 50017 - 2017)
《钢结构工程施工质量验收规范》(GB 50205 - 2020)
《建筑结构荷载规范》(GB 50009 - 2012)
厂房的原始设计图纸(包括建筑、结构图纸)及相关技术文件
四、检验内容及方法
(一)资料收集与审查
收集厂房的设计图纸,包括建筑平面图、剖面图、结构布置图、构件详图、节点大样图等,获取厂房的原始设计参数,如结构体系、构件尺寸、钢材型号、连接方式、设计荷载等信息。
查阅厂房的施工记录,如钢材检验报告、焊接工艺评定报告、高强螺栓复验报告、构件加工和安装记录等,了解施工过程中的质量控制情况。
查看厂房的使用记录,包括生产设备的更新情况、荷载变化记录、维修和改造记录等,分析这些因素对厂房结构安全的潜在影响。
(二)现场勘查
1. 结构整体检查
外观与变形检查:
从厂房的各个角度观察整体外观,检查是否有明显的变形、倾斜、扭曲等情况。利用全站仪或水准仪等测量设备,对厂房的整体垂直度和水平度进行测量,评估厂房的整体稳定性。对于有吊车的厂房,还需检查吊车轨道的平整度和轨距变化情况。
检查屋面和墙面系统的完整性,查看屋面板和墙面板是否有松动、变形、破损、漏水等现象。对于采用彩钢板或压型钢板的围护结构,检查其咬合处是否紧密,密封胶是否完好。检查采光带、通风口、门窗等部位的安装情况和使用状态,是否存在损坏或安全隐患。
空间结构检查(如有):对于采用网架、桁架等空间结构的厂房,检查空间结构的杆件是否有弯曲、扭曲、断裂等情况,节点是否有松动、变形或损坏。查看空间结构与周边支撑结构的连接是否牢固,是否符合设计要求。
2. 构件检查
钢柱和钢梁:
外观检查:仔细检查钢柱和钢梁的表面状况,查看是否有锈蚀、磨损、划痕、撞伤、凹痕等损伤。对于锈蚀情况,按照锈蚀程度进行分类记录(如轻微锈蚀:表面有少量锈斑,锈蚀深度小于0.1mm;中度锈蚀:锈层较厚,锈蚀深度在 0.1 - 0.5mm 之间;重度锈蚀:锈层严重,锈蚀深度大于0.5mm),并估算锈蚀面积占构件表面积的比例。使用全站仪或拉线法等测量工具,检查钢柱和钢梁是否有弯曲、扭曲变形,记录其变形量和变形位置。
尺寸测量:使用钢尺、卡尺、超声波测厚仪等工具,对钢柱和钢梁的截面尺寸进行测量,检查是否与设计图纸一致。对于尺寸偏差较大的构件,要详细记录并分析其对结构承载能力的影响。
吊车梁(如有):
外观检查:重点检查吊车梁的外观,查看是否有疲劳裂纹、局部变形、磨损等问题。对于吊车梁的受拉区和焊缝部位,使用放大镜或探伤设备进行仔细检查。检查吊车轨道与吊车梁的连接情况,包括轨道的固定螺栓是否松动、轨道垫板是否变形等。
性能测试(如有需要):对于大型或重要的吊车梁,可根据实际情况进行动荷载测试,检查吊车梁在吊车运行过程中的振动情况、应力变化情况等,评估其承载性能和疲劳性能。
支撑系统:
外观检查:检查屋面水平支撑、柱间支撑等支撑构件是否齐全、完好。查看支撑构件与主体结构的连接是否牢固,有无松动、断裂等情况。对于交叉支撑,检查其交叉节点处的连接是否符合设计要求,是否有变形或损坏。
尺寸测量:测量支撑构件的截面尺寸,检查是否符合设计要求。对于尺寸不符合要求的支撑构件,分析其对厂房整体稳定性的影响。
3. 连接部位检查
焊接连接:
外观检查:对钢结构的焊接部位进行全面检查,查看焊缝是否有裂纹、气孔、夹渣、未焊透、咬边等缺陷。对于重要部位的焊缝(如梁柱节点焊缝、吊车梁焊缝等)或怀疑有内部缺陷的焊缝,采用超声波探伤仪或磁粉探伤仪等无损检测设备进行检测,检查焊缝内部质量。测量焊缝的尺寸(如焊缝高度、长度等),检查是否符合设计要求。
性能测试(如有需要):对于关键焊缝,可以进行抽样拉伸试验等力学性能测试,检查焊缝的强度是否满足设计要求。
螺栓连接:
外观检查:检查高强螺栓和普通螺栓的连接情况。对于高强螺栓,使用扭矩扳手检查螺栓的预紧力是否符合设计要求,查看螺栓头和螺母是否有松动、脱落、滑丝等现象,检查高强螺栓的摩擦面是否有锈蚀或损伤。对于普通螺栓,检查螺栓是否齐全、拧紧,螺栓孔是否有变形、扩孔等情况。
抽样检查:对螺栓进行抽样检查,检查螺栓的材质是否符合设计要求。可以通过硬度测试、化学成分分析等方法进行检查。
4. 材料性能检查
钢材性能检查(如有需要):当对钢材的材质有怀疑或需要验证其性能是否符合设计要求时,在构件上取样进行钢材力学性能试验,包括拉伸试验、弯曲试验、冲击试验等。试验样品应按照相关标准规范进行选取和制备,以确保试验结果的准确性。通过试验确定钢材的屈服强度、抗拉强度、伸长率、冲击韧性等指标,与设计要求进行对比。
防火、防腐涂层检查:检查钢结构的防火、防腐涂层厚度,使用涂层测厚仪在构件表面不同位置进行测量。对于防火涂层,确保其厚度满足设计规定的耐火极限要求;对于防腐涂层,检查其厚度是否符合防腐设计标准。检查涂层的附着力和完整性,查看是否有剥落、起皮等现象。
5. 荷载调查
恒载调查:根据厂房的设计图纸和实际情况,重新核实厂房的恒载,包括钢结构自重、屋面和墙面围护结构重量、吊车自重(如有)、设备基础重量、管道重量等。对于复杂或难以确定重量的设备和结构,可通过查阅设备说明书、估算材料体积和密度等方法进行计算。
活载调查:详细调查厂房内的活载情况,包括生产设备的重量、运行荷载(如吊车的起重量、运行速度、制动冲击力等)、人员活动荷载、物料堆放重量和分布等。通过现场测量设备尺寸和重量、统计物料堆放情况,并结合设计规范和实际生产工艺确定活载取值。考虑设备运行时产生的振动、冲击等动荷载对结构的影响。
风荷载和雪荷载调查:根据厂房所在地的气象资料,获取基本风压和基本雪压值。考虑厂房的高度、跨度、形状、屋面坡度、围护结构的透风率等因素,按照《建筑结构荷载规范》的相关规定计算风荷载和雪荷载。对于钢结构厂房,还需考虑厂房内设备和物料堆放对风荷载和雪荷载分布的影响。要注意风吸力对屋面结构的影响,尤其是对于大跨度轻钢屋面结构。
(三)结构验算
根据现场勘查获取的厂房结构实际尺寸、材料性能、荷载情况等数据,利用的结构分析软件(如 PKPM、SAP2000等)建立钢结构厂房的计算模型。
在计算模型中输入厂房结构的各项参数,包括构件尺寸、材料特性、边界条件等,将荷载(恒载、活载、风荷载、雪荷载等)按照规范要求进行组合加载到模型上。在荷载组合过程中,充分考虑钢结构厂房的实际荷载情况,如吊车荷载的组合方式、动荷载的放大系数等。
对钢结构厂房进行结构验算,主要包括:
强度验算:对钢柱、钢梁、吊车梁等主要构件进行强度验算,检查其在各种荷载组合作用下的应力是否超过钢材的设计强度。验算内容包括构件的抗弯强度、抗剪强度、抗压强度等。对于受动荷载作用的构件(如吊车梁),还需考虑疲劳强度验算。
稳定性验算:对受压构件(如钢柱)和受弯构件(如钢梁)进行稳定性验算。计算钢柱的整体稳定性和局部稳定性,以及钢梁的整体稳定系数和局部稳定系数,确保构件在荷载作用下不会发生失稳现象。对于有支撑的构件,考虑支撑对稳定性的有利影响。对空间结构(如网架结构)的整体稳定性进行验算。
刚度验算:评估厂房结构的变形是否在允许范围内。计算构件在荷载作用下的挠度、位移等变形指标,如检查钢梁的跨中挠度、钢柱的侧向位移、吊车梁的竖向变形等是否符合设计规范要求。对于有吊车的厂房,吊车梁的变形控制尤为重要,要确保吊车的正常运行。
五、检验结果
(一)结构现状评估
外观与变形情况
钢结构厂房整体外观基本正常,但存在一定程度的变形。经测量,厂房整体垂直度偏差大为 [X] mm,水平度偏差大为 [Y]mm,部分钢柱和钢梁有明显的挠曲变形。屋面和墙面系统存在局部松动和破损现象,主要集中在屋面板边缘、墙面板与基础交接处以及采光带周围,已记录位置并拍照。吊车轨道平整度偏差大为[轨道平整度偏差数值] mm,轨距变化大为 [轨距变化数值] mm,对吊车的正常运行有一定影响。
构件状况
钢柱和钢梁:钢柱和钢梁表面锈蚀情况较为严重,约 40% 的构件表面存在中度锈蚀,锈蚀深度在 0.1 - 0.5mm之间,主要集中在构件底部、梁柱节点附近和易积水部位;约 10% 的构件出现重度锈蚀,锈蚀深度大于0.5mm,这些构件的承载能力可能受到较大影响。构件变形量部分超过规范允许值,大弯曲变形量为 [具体数值]mm,主要集中在跨中位置和承受较大荷载的区域。
吊车梁(如有):吊车梁外观检查发现部分区域有疲劳裂纹,主要集中在受拉区和焊缝附近,裂纹长度在 [裂纹长度范围] mm之间。吊车梁与轨道连接处磨损严重,磨损深度在 1.0 - 2.0mm 之间,影响吊车的运行安全。
支撑系统:屋面水平支撑和柱间支撑基本齐全,但部分支撑构件有变形和损坏现象。约 20%的支撑构件与主体结构的连接部位螺栓松动或断裂,导致支撑作用减弱,对厂房的整体稳定性产生不利影响。
连接部位
焊接连接:焊缝外观检查发现较多焊缝存在缺陷,如咬边、气孔、夹渣等。对重要部位焊缝进行无损检测,发现部分焊缝内部存在未焊透和裂纹等严重缺陷,焊缝质量不符合要求。焊缝尺寸测量结果显示,部分焊缝高度和长度不符合设计标准。
螺栓连接:高强螺栓检查发现约 15%的螺栓预紧力不足,部分螺栓头和螺母有松动、脱落现象,高强螺栓摩擦面有锈蚀和损伤情况。普通螺栓也存在部分松动和螺栓孔变形的问题。
材料性能(若检查)
钢材力学性能(若检查):对部分钢材取样进行力学性能试验,试验结果表明部分钢材的屈服强度和抗拉强度符合设计要求,但伸长率和冲击韧性略低于设计标准,可能影响钢材的韧性和抗疲劳性能。
防火、防腐涂层厚度:防火涂层厚度检测结果显示,大部分构件的涂层厚度不足,小厚度为 [涂层小厚度数值]mm,低于设计要求的 [设计涂层厚度数值]mm,无法满足耐火极限要求。防腐涂层厚度情况类似,由于构件锈蚀严重,说明防腐涂层已失效,需要重新涂刷。
荷载调查结果
重新计算得出厂房恒载为 [具体恒载数值] kN/m²,活载为 [具体活载数值] kN/m²,风荷载标准值(考虑不利风向)为[具体风荷载数值] kN/m²,雪荷载标准值为 [具体雪荷载数值]kN/m²。其中,活载较原设计有较大增加,主要是由于新增设备和物料堆放所致。
(二)结构验算结果
强度验算
在考虑各种荷载组合的情况下,部分钢柱、钢梁和吊车梁等主要构件的强度不满足设计要求。例如,某钢柱在恒载 + 活载 +风载组合下,抗压应力比达到 1.2(规范限值为1.0),存在强度不足的风险。吊车梁在考虑动荷载和疲劳荷载的情况下,部分区域的应力超过设计强度,尤其是有裂纹和磨损的部位。
稳定性验算
受压构件的稳定性存在问题,部分钢柱的整体稳定系数和局部稳定系数低于规范要求的小值,有失稳的可能性。钢梁的稳定性也受到影响,由于变形和支撑系统的部分失效,钢梁的整体稳定系数在某些荷载组合下不符合规定。
刚度验算
厂房结构的整体刚度不满足规范要求。构件的大挠度和位移超过允许范围,例如钢梁的跨中大挠度为 [具体挠度数值]mm,大于规范允许的大挠度值,严重影响厂房的正常使用和设备的运行安全。
六、结论与建议
(一)结论
通过对钢结构厂房的全面检验和验算,发现厂房存在较多安全隐患,其质量和结构安全性不能满足现行要求。
厂房钢结构的构件锈蚀、变形、连接部位缺陷以及荷载增加等问题相互影响,导致结构的承载能力、稳定性和刚度均出现不同程度的下降,需要采取相应的措施进行修复、加固或改造,以确保厂房的安全使用。
(二)建议
构件修复与加固
对于锈蚀的钢结构构件,应进行除锈处理,对于中度和重度锈蚀部位,在除锈后重新涂刷防腐涂料。对于承载能力下降明显的构件(如出现重度锈蚀、变形过大的钢柱和钢梁),可考虑采用粘贴碳纤维布、增设型钢等方法进行加固。
对有疲劳裂纹的吊车梁,应根据裂纹的长度和深度采取相应的修复措施,如打磨裂纹、补焊等。对于磨损严重的吊车梁与轨道连接处,可更换磨损部件或对连接部位进行加固处理。
对变形和损坏的支撑构件,应及时进行更换或修复。加强支撑系统与主体结构的连接,确保连接牢固可靠,恢复支撑系统对厂房整体稳定性的保障作用。
连接部位处理
对焊接质量不符合要求的焊缝,应进行补焊或返修处理。在补焊过程中,要严格按照焊接工艺要求进行操作,确保焊缝质量。对焊缝尺寸不符合标准的部位,也应进行整改。
对于螺栓连接问题,应重新拧紧松动的螺栓,更换损坏的螺栓和螺母。对于高强螺栓摩擦面的锈蚀和损伤,要进行修复处理,确保螺栓的预紧力和连接可靠性。