鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢測
一、鋼結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算該工程抗震設(shè)防類別為丙類,抗震等級為二級,結(jié)構(gòu)安全等級為二級,結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)可以取為1.0,抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計(jì)地震分組為組,設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g,場地類別為II類。
根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[2],基本風(fēng)壓為0.40KN/m2,地面粗糙度取為B類,基本雪壓0.65KN/m2。有關(guān)活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取值如下:不上人屋面活載為0.5KN/m2;上人屋面活載為2.0KN/m2;樓板活荷載為3.5KN/m2;樓梯活載為3.5KN/m2;走道活載為2.0KN/m2;其余的具體荷載根據(jù)有關(guān)規(guī)范和具體情況取值。結(jié)構(gòu)驗(yàn)算分析采用中國建筑科學(xué)研究院開發(fā)的PKPM程序,由于本文篇幅限制,計(jì)算過程及詳細(xì)結(jié)果略。
計(jì)算所得底層中柱(位于軸)軸壓比相對較高,富余量不多。結(jié)構(gòu)標(biāo)高28.770m處第①~③軸線之間的現(xiàn)澆混凝土樓板的實(shí)際配筋基本滿足設(shè)計(jì)要求,但樓板承載能力沒有富余。檢查原結(jié)構(gòu)竣工圖紙表明原框架柱的實(shí)際所配鋼筋均能滿足設(shè)計(jì)要求。鋼結(jié)構(gòu)的動力特性是建筑物自身固有的特性,一般是指建筑物的固有頻率(周期)、振型和阻尼比等。建筑物一旦出現(xiàn)損傷或其它質(zhì)量問題,這些參數(shù)也隨之發(fā)生改變。因此,結(jié)構(gòu)動力參數(shù)的改變可以視為結(jié)構(gòu)質(zhì)量發(fā)生變化的標(biāo)志。
當(dāng)前,結(jié)構(gòu)動力檢測被普遍認(rèn)為是一種很前途的檢測方法,它是結(jié)合系統(tǒng)識別、振動理論、振動測試、信號采集與分析等多學(xué)科的一門測試技術(shù),它的出現(xiàn)能較好彌補(bǔ)傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)方法存在的諸多缺陷和不足。特別是近年來,隨著能夠滿足結(jié)構(gòu)檢測要求的強(qiáng)大試驗(yàn)和分析處理工具的出現(xiàn),模塊化、數(shù)字化的結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)量測技術(shù)已為結(jié)構(gòu)動力檢測的實(shí)現(xiàn)提供了強(qiáng)大的支持,使得結(jié)構(gòu)動力檢測技術(shù)已走向成熟,在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用已日趨廣泛,不但是大學(xué)、科研機(jī)構(gòu),而且許多工程質(zhì)量檢測單位也已逐步開始使用。
二、鋼結(jié)構(gòu)廠房檢測方案
1、檢查焊縫施工紀(jì)錄、復(fù)式報(bào)告。檢查焊接材料質(zhì)量合格材料、檢驗(yàn)報(bào)告。并隨機(jī)抽取  處焊縫， 采用超聲波或射線探傷檢測鋼框架焊縫焊接質(zhì)量，并檢查焊縫表面有無氣孔、夾渣、弧坑、裂紋等缺陷。
2、檢查鋼結(jié)構(gòu)防火涂料產(chǎn)品質(zhì)量報(bào)告、施工紀(jì)錄、及復(fù)式報(bào)告。 選取  榀柱、梁用涂層厚度儀、測針、鋼尺檢測鋼構(gòu)件表面涂層厚度是否滿足設(shè)計(jì)要求，并檢查涂層厚度是否均勻，是否存在離析、墜流等現(xiàn)象。
3、隨機(jī)抽取  個(gè)   基礎(chǔ)，采用回彈法檢測基礎(chǔ)抗壓強(qiáng)度，并檢查基礎(chǔ)混凝土是否有開裂、酥松等缺陷。
4、檢查墻體、散水等圍護(hù)結(jié)構(gòu)是否完整，是否滿足設(shè)計(jì)要求。
5、檢查鋼材質(zhì)量書、和材質(zhì)復(fù)式報(bào)告、核對爐批號。隨機(jī)抽取   顆柱  榀梁，采用游標(biāo)卡尺檢測鋼板厚度。在結(jié)構(gòu)受力較不重要部位提取   式樣、檢驗(yàn)材質(zhì)。
6、采用隨機(jī)抽樣方法共抽檢柱   根，屋架  榀，吊車梁 根。  公司擁有一批理論基礎(chǔ)扎實(shí)，事件水平過硬，檢測經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員。在檢測信息管理及檢測報(bào)告方面已全面實(shí)現(xiàn)電腦化，已實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動采集登錄，更確保了檢測數(shù)據(jù)的科學(xué)性和公證性。
三 、鋼結(jié)構(gòu)緊固件力學(xué)性能檢測螺栓連接副扭矩系數(shù)、緊固軸力、拉伸（屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度）、硬度等性能、螺栓連接板抗滑移系數(shù)檢測。
鋼結(jié)構(gòu)房屋檢測內(nèi)容
1     鋼構(gòu)件連接質(zhì)量
2     鋼結(jié)構(gòu)涂層厚度
3     鋼構(gòu)件銹蝕與損傷
4     結(jié)構(gòu)和構(gòu)件尺寸
5     結(jié)構(gòu)和構(gòu)件變形
6     工程施工質(zhì)量評價(jià)
7     結(jié)構(gòu)安全性與可靠性評價(jià)
《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》
《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》
《木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》
《民用建筑可靠性標(biāo)準(zhǔn)》
《工業(yè)廠房可靠性標(biāo)準(zhǔn)》
《危險(xiǎn)房屋標(biāo)準(zhǔn)》
在長期的自然環(huán)境和使用環(huán)境的雙重作用下,其功能將逐漸減弱,這是一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的客觀規(guī)律,如果能夠科學(xué)地評估這種損傷的規(guī)律和程度,及時(shí)采取有效的處理措施,可以延緩結(jié)構(gòu)損傷的進(jìn)程,以達(dá)到延長結(jié)構(gòu)使用壽命的目的。結(jié)構(gòu)加固是通過一些有效的措施,使受損傷結(jié)構(gòu)恢復(fù)原有結(jié)構(gòu)功能,或者在已有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上提高其結(jié)構(gòu)抗力能力,以滿足新的使用條件下結(jié)構(gòu)的功能要求。鋼結(jié)構(gòu)房屋由于結(jié)構(gòu)的先天缺陷及惡劣使用環(huán)境引起的結(jié)構(gòu)缺陷和損傷,設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)使用要求的改變,都將導(dǎo)致原結(jié)構(gòu)可靠性的改變,有時(shí)經(jīng)過檢測加固后才能保證功能的正常使用及保證功能改變的順利進(jìn)行。公司專門從事建筑工程結(jié)構(gòu)安全性檢測、建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)及施工等工作，公司技術(shù)力量雄厚，立足深圳，與各街道行政、租賃管理部門、系統(tǒng)、教育主管部門關(guān)系融洽，熟悉辦理房屋租賃類房屋安全檢測、酒店賓館、學(xué)校幼兒園、建筑加層、外企驗(yàn)廠、樓面承重、危房鑒定、火災(zāi)后損傷檢測、裝修改造安全影響評估等各類房屋結(jié)構(gòu)安全性檢測業(yè)務(wù)辦理流程，確保報(bào)告真實(shí)有效，科學(xué)準(zhǔn)確。經(jīng)過公司苦心經(jīng)營，現(xiàn)公司業(yè)務(wù)已整個(gè)華南片區(qū)，在深圳、惠州、東莞、江門、汕頭、福建、湖南等等地區(qū)均有展業(yè)房屋安全檢測業(yè)務(wù)。 
1、根據(jù)委托單位要求，對受檢廠房就以下項(xiàng)目進(jìn)行現(xiàn)場檢測：
（1）結(jié)構(gòu)圖紙復(fù)核，包括廠房結(jié)構(gòu)形式、軸網(wǎng)尺寸、構(gòu)件布置等；
（2）廠房變形檢測，包括整體傾斜、相對不均勻沉降等；
（3）主要承重構(gòu)件鋼材強(qiáng)度檢測；
（4）鋼構(gòu)件截面尺寸及涂層厚度檢測；
（5）表觀病害普查；
（6）結(jié)構(gòu)承載能力計(jì)算分析；
（7）廠房可靠性。
2、檢測依據(jù)
本次檢測的主要依據(jù)如下：
國家標(biāo)準(zhǔn)：《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50344-2004）
國家標(biāo)準(zhǔn)：《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50007-2011）
國家標(biāo)準(zhǔn)：《鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50621-2010）
國家標(biāo)準(zhǔn)：《工業(yè)建筑可靠性標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50144-2008）
國家標(biāo)準(zhǔn)：《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB/T 50009-2012）
國家標(biāo)準(zhǔn)：《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50017-2003）
國家標(biāo)準(zhǔn)：《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50205-2001）
國家標(biāo)準(zhǔn)：《熱軋H型鋼和剖分T型鋼》（GB/T11263-2010）
協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)：《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS 102：2002）（2012年版）
標(biāo)準(zhǔn)圖集：《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)》（04SG518-3）
標(biāo)準(zhǔn)圖集：《鋼吊車梁》（03SG520-1）
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：《建筑變形測量規(guī)范》（JGJ 8-2007）

（一）工程事故概況
　　很多在設(shè)計(jì)階段都會壓縮設(shè)計(jì)預(yù)算，這就使設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)圖紙抄襲的現(xiàn)象。促使很多廠房的結(jié)構(gòu)和布置形式一樣，有的設(shè)計(jì)師為了節(jié)省工作時(shí)間，直接利用以完工圖紙進(jìn)行改動，這就會在設(shè)計(jì)的過程中，出現(xiàn)設(shè)計(jì)遺漏。同時(shí)降低設(shè)計(jì)成本會使圖紙?jiān)趯徍诉^程中也不被重視，對圖紙中存在的問題視而不見，對錯(cuò)誤的結(jié)構(gòu)尺寸依然沿用的狀況。
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　　技術(shù)人員設(shè)計(jì)驗(yàn)算了該主體結(jié)構(gòu)，所得結(jié)果與設(shè)計(jì)規(guī)范要求相符；在查看現(xiàn)場情況后，發(fā)現(xiàn)混凝土基礎(chǔ)與柱腳底板之間存在較大空隙，而在主體結(jié)構(gòu)安裝施工中，施工方并未對此及時(shí)做出處理。柱腳螺栓在施工作業(yè)中的組合荷載作用影響下，可能會首先變形損壞，鋼架因此出現(xiàn)整體傾斜現(xiàn)象，加之鋼架間的支撐體系尚未安裝完成與完善，因而導(dǎo)致連鎖倒塌現(xiàn)象。
　　2鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量不合格
　　1、通過對施工過程的了解和對施工現(xiàn)場查看得知，施工方為削減成本，節(jié)約臺班費(fèi)，在屋架安裝作業(yè)時(shí)僅用車吊對8榀屋架進(jìn)行安放，然后開始進(jìn)行屋架支撐的安裝作業(yè)，其施工順序?yàn)樾械?到第5榀屋架支撐的安裝，再安裝第6到第8榀的支撐，同時(shí)僅完成了1道垂直支撐的安裝作業(yè)，而且未嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，并未進(jìn)行檁條的安裝；未用螺栓對屋架兩端支座緊固，屋蓋結(jié)構(gòu)的松動性比較大，開間軸線尺寸與屋架垂直度因此失控，在施工過程中不斷累積偏差，第5、6榀屋架因此發(fā)生較大的累積偏差。
　?。ǘ┦鹿试蛘{(diào)查
在砂層或粉砂底層中開挖基坑時(shí)，在不打井點(diǎn)或井點(diǎn)失效后，會產(chǎn)生冒水翻砂（即管涌），嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致基坑失穩(wěn)。
　　某輕鋼結(jié)構(gòu)工廠廠房，其跨度為24m，開間6m，結(jié)構(gòu)主體為三角形輕鋼和混凝土，屋架用角鋼焊接，高為3m，共計(jì)8榀。在屋架的機(jī)械吊裝作業(yè)完成后，開始進(jìn)行第6榀屋架支撐的人工作業(yè)，此時(shí)第6、7、8榀屋架發(fā)生倒塌事故，導(dǎo)致多名施工人員傷亡。

本工程為兩層鋼結(jié)構(gòu)廠房，底層為鋼框架，頂層為門式剛架，廠房檐口高度為8.0m，總建筑面積約為4270m 2。剛架梁、柱均采用熱軋H型鋼，外墻墻面4.5m標(biāo)高以下采用190mm厚多孔磚，其余圍護(hù)外墻及屋面均采用壓型鋼板。鋼架(A-C)為單跨，跨度為14.85m，鋼架(D-G)為單跨，跨度為22.8m，各榀剛架間距為6.0m及4.0m。本工程目標(biāo)使用年限按50年考慮?？煽啃越Y(jié)果如下：1．地基基礎(chǔ)現(xiàn)場觀察基礎(chǔ)周邊地面，未見明顯沉陷，觀察室外排水溝及室內(nèi)墻面等，未見因基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫。地基基礎(chǔ)的可靠性等級評定為A級。2．上部承重結(jié)構(gòu)⑴安全性等級本工程為兩層鋼結(jié)構(gòu)廠房，底層為鋼框架，頂層為門式剛架，該結(jié)構(gòu)二層兩端山墻處均設(shè)置抗風(fēng)柱，結(jié)構(gòu)整體布置合理，構(gòu)件選型正確，傳力路線明確。廠房兩層兩端及中間布置的柱間支撐、屋面橫向水平支撐及剛性系桿與整體鋼結(jié)構(gòu)可形成完整受力系統(tǒng)。構(gòu)件間連接可靠，工作正常，未見節(jié)點(diǎn)有拉裂和滑移現(xiàn)象。所檢柱間支撐、墻面檁條及檁條拉條構(gòu)件截面尺寸與設(shè)計(jì)基本相符。支撐系統(tǒng)桿件長細(xì)比均可滿足規(guī)范要求。結(jié)構(gòu)的整體性等級評定為A級?，F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)剛架梁、柱節(jié)點(diǎn)工作狀態(tài)正常。鋼框架梁和剛架梁以及鋼框架柱構(gòu)件承載能力基本滿足規(guī)范要求；梁柱連接節(jié)點(diǎn)、梁梁連接節(jié)點(diǎn)及鋼框架柱柱腳節(jié)點(diǎn)承載能力基本滿足規(guī)范要求；柱間支撐、屋面橫向水平支撐、縱向剛性系桿承載能力均可滿足規(guī)范要求；抗風(fēng)柱承載能力可滿足規(guī)范要求。結(jié)構(gòu)的承載功能等級評定為A級。
程序、安全性評級的分級標(biāo)準(zhǔn)、說明、抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)
程序
⒈使用條件的調(diào)查與檢測結(jié)構(gòu)上的作用調(diào)查、結(jié)構(gòu)和構(gòu)件所處的環(huán)境類別和環(huán)境作用調(diào)查及建筑物的使用歷史調(diào)查。
⒉地基基礎(chǔ)檢查
3.上部結(jié)構(gòu)及構(gòu)件工作狀態(tài)檢測  ①結(jié)構(gòu)整體布置核查，包含建筑及結(jié)構(gòu)的平、立面布置核查，結(jié)構(gòu)及其支承構(gòu)造檢查，支撐系統(tǒng)布置檢查等。  ②建筑物的側(cè)向位移量測  ③砼結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫檢測  ④砼結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形檢測  ⑤鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形及偏差檢測  ⑥鋼材外觀缺陷、損傷及銹蝕檢測
4.上部結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的施工質(zhì)量及性能檢測①截面構(gòu)件尺寸量測②構(gòu)件混凝土強(qiáng)度檢測③柱、梁鋼筋配置檢測
⒌圍護(hù)結(jié)構(gòu)檢查圍護(hù)結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件的承載功能檢查、非承重構(gòu)件的構(gòu)造連接檢查及使用狀況檢查。
⒍承載能力驗(yàn)算根據(jù)檢測數(shù)據(jù)，結(jié)合委托方提供的本工程施工資料，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載能力驗(yàn)算分析。
⒎可靠性評級根據(jù)承載能力驗(yàn)算分析結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)狀調(diào)查、勘測結(jié)果，對建筑物的可靠性進(jìn)行評級，并對結(jié)構(gòu)存在的問題提出整改建議。

1基于鋼結(jié)構(gòu)建筑的突出優(yōu)點(diǎn)，美國、韓國等國的鋼結(jié)構(gòu)建筑已占到總量的50％左右。日本是多地震的國家，鋼結(jié)構(gòu)建筑在日本的占有率更是達(dá)到了65％左右，據(jù)日本阪神地震后資料顯示，鋼結(jié)構(gòu)建筑在地震中的受損率遠(yuǎn)低于混凝土結(jié)構(gòu)建筑。無偶，四川汶川地震，同樣是鋼結(jié)構(gòu)建筑的綿陽體育館受到損壞極小，成為了安置災(zāi)民的主要地點(diǎn)。
　　2 多層鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震結(jié)構(gòu)體系
　　鋼結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)類型直接影響著多層鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震性能，因此在進(jìn)行實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí)，必須綜合考慮幾種因素，對方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，然后在優(yōu)化過程中確定適合本房屋的結(jié)構(gòu)體系。多層鋼結(jié)構(gòu)體系有純鋼框架體系、鋼框架剪力墻體系、鋼框架支撐體系等，它們各有特點(diǎn)，在鋼結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域中被廣泛的應(yīng)用。
　　3 鋼結(jié)構(gòu)的破壞形式
　　多層鋼結(jié)構(gòu)房屋具有很多優(yōu)點(diǎn)，它受到震害的影響要比混凝土結(jié)構(gòu)的房屋要小很多，但設(shè)計(jì)和施工的要求卻同樣重要，如果連接、冷加工、焊接不合理，后期維護(hù)不當(dāng)以及受到外部環(huán)境、工藝技術(shù)的不良影響，很可能會造成鋼結(jié)構(gòu)的破壞。根據(jù)多層鋼結(jié)構(gòu)房屋在歷次地震中的破壞形式可以歸納為以下幾類。
　　1、框架節(jié)點(diǎn)區(qū)的梁柱焊接連接破壞：豎向支撐的整體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)，柱腳焊縫破壞及錨栓失效。
　　2、構(gòu)件的破壞：翼緣的屈曲、拼接處的裂縫、節(jié)點(diǎn)焊縫處裂縫引起的柱翼緣層狀撕裂、框架柱的脆性斷裂、腹板屈曲和截面扭轉(zhuǎn)屈曲。
　　3、構(gòu)件的局部屈曲破壞：框架梁或柱的局部屈曲是因?yàn)榱夯蛑诘卣鹱饔孟路磸?fù)受彎，以及構(gòu)件的截面尺寸和局部構(gòu)造如細(xì)長比、板件寬厚比設(shè)計(jì)不合理造成的，柱的水平斷裂是因?yàn)榈卣鹪斐傻膬A覆拉力較大、動應(yīng)變速率較高、材性變脆引起的。
　　4、支撐的破壞：支撐構(gòu)件為鋼結(jié)構(gòu)提供了較大的側(cè)向剛度，當(dāng)?shù)卣饛?qiáng)度較大時(shí)，承受的軸向力（反復(fù)拉壓）增加，如果支撐的長度、局部加勁板構(gòu)造與主體結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造等出現(xiàn)問題，就會出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的破壞或失穩(wěn)。
　　5、節(jié)點(diǎn)破壞：由于節(jié)點(diǎn)傳力集中、施工難度大、構(gòu)造復(fù)雜，容易造成應(yīng)力集中、強(qiáng)度不均衡現(xiàn)象，再加上可能出現(xiàn)的構(gòu)造缺陷、焊縫缺陷，就更容易出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)破壞。節(jié)點(diǎn)域的破壞形式比較復(fù)雜，主要有加勁板的屈曲和開裂、加勁板焊縫出現(xiàn)裂縫、腹板的屈曲和裂縫。
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