钢结构厂房安全检查的主要目的是确保厂房结构的安全性、稳定性,及时发现潜在的安全隐患,保障厂房内人员的生命安全和生产设备的正常运行。同时,通过检查也可以评估厂房是否符合设计要求和相关标准规范。
国家标准和规范
《建筑结构检测技术标准》(GB/T 50344 - 2019)
《钢结构设计标准》(GB 50017 - 2017)
《建筑抗震设计规范》(GB 50011 - 2010)(2016 年版)
《钢结构工程施工质量验收规范》(GB 50205 - 2001)
《工业建筑可靠性鉴定标准》(GB 50144 - 2019)
设计文件
厂房的原始建筑设计图纸,包括平面图、剖面图、结构图、节点详图等,这些文件提供了厂房的结构形式、构件尺寸、材料规格、连接方式等关键信息,用于与实际情况进行对比检查。
结构计算书,明确了厂房在设计阶段的荷载取值、内力计算方法和构件的承载能力要求,是评估厂房安全性的重要参考。
建筑和结构信息收集
记录厂房的地理位置、建筑面积、层数、跨度、高度、吊车吨位(如有)等基本参数。
确定厂房的结构类型,如门式刚架结构、钢框架结构等,以及钢结构构件的材料(如 Q235、Q345 钢材)和连接方式(焊接、螺栓连接)。
使用情况和荷载调查
了解厂房的使用功能,如生产车间、仓库等,调查内部设备的重量、分布和运行情况(是否有振动设备)。
收集当地的气象资料,包括基本风压、基本雪压等,用于计算风荷载和雪荷载。
整体外观检查
在厂房外不同位置进行观察,查看厂房整体是否有明显的倾斜、变形或扭曲现象。检查屋面和墙面围护结构是否有损坏,如彩钢板的破损、漏水,采光板的破裂等。
对于有吊车的厂房,检查吊车轨道是否有变形、磨损,吊车运行是否平稳。
构件外观检查
对钢柱、钢梁、支撑构件等进行逐一检查。
裂缝检查:仔细观察构件表面是否有裂缝,对于发现的裂缝,使用裂缝测宽仪测量宽度,并记录裂缝位置(所在构件、具体位置描述)、长度、宽度、走向等信息。对于怀疑内部有裂缝延伸的部位,可以采用超声波探伤仪进行检测。
变形检查:使用全站仪或水准仪测量钢柱的垂直度、钢梁的挠度等变形指标。钢柱垂直度可在柱的两个相互垂直方向上进行测量,钢梁挠度测量点通常设置在跨中及支座位置,测量结果与设计允许值进行比较。
锈蚀检查:检查构件表面的锈蚀情况,重点关注易积水部位(如钢梁下翼缘、柱脚)和连接节点附近。根据锈蚀程度可分为轻度(表面有少量锈斑)、中度(锈层较厚但未影响构件截面尺寸)和重度(构件截面因锈蚀明显减小),并记录锈蚀部位和范围。对于锈蚀严重的区域,可以使用卡尺测量剩余构件厚度,估算锈蚀损失量。
结构形式和构件布置检查
对照设计图纸,检查厂房实际的结构形式和构件布置是否一致。核实钢柱、钢梁、支撑构件的数量、位置、截面尺寸等是否符合设计要求。
对于复杂的结构连接部位,如梁柱节点、屋架与柱的连接等,检查其构造是否符合设计规定。
结构合理性分析
根据结构力学原理,分析厂房结构体系的合理性。检查传力路径是否明确、连续,是否存在结构薄弱环节,如构件截面突变、节点设计不合理导致应力集中等情况。
对于高大或有特殊要求的厂房,考虑其在风荷载、地震荷载作用下的整体稳定性,可以通过有限元分析软件(如 SAP2000、3D3S 等)建立结构模型,进行模拟分析。
钢材性能检测
从厂房钢结构构件中抽取具有代表性的钢材样本,一般在非关键受力部位取样,避免对结构造成损害。
对钢材样本进行拉伸试验,测定其屈服强度、抗拉强度、伸长率等力学性能指标,采用材料试验机进行测试。同时,通过光谱分析等方法检测钢材的化学成分,确保钢材符合设计要求的材质标准。
连接材料性能检测
高强螺栓检测:对于采用高强螺栓连接的部位,检查高强螺栓的扭矩系数、楔负载、硬度等性能。扭矩系数可通过专门的扭矩系数测试仪进行检测,楔负载和硬度按照相关标准在实验室进行试验。
焊接材料检测:对焊接材料(焊条、焊丝等)进行化学成分和力学性能检测。化学成分检测采用光谱分析,力学性能通过拉伸试验等方法,确保焊接材料与钢材相匹配,能够满足焊接质量要求。
焊接节点检查
对厂房内的焊接节点进行全面检查,包括梁柱节点、梁梁节点、支撑与主体结构的连接节点等。
首先进行目视检查,查看焊缝表面是否有气孔、夹渣、未焊透、裂纹等缺陷。对于外观检查有疑问的焊缝,采用超声波探伤仪或磁粉探伤仪进行内部质量检测。对于重要的焊接节点,如承受较大荷载或关键部位的节点,可进行 X 射线探伤,以更准确地评估焊缝质量。
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,确保焊缝的有效承载面积满足结构受力需要。
螺栓连接节点检查
检查螺栓连接节点的螺栓紧固情况,使用扭矩扳手检查螺栓的实际紧固扭矩是否达到设计要求。查看螺栓是否有松动、缺失,垫圈是否完好。
对于高强螺栓连接,除检查紧固扭矩外,还需检查螺栓的预拉力是否符合规定。对于长期使用或有腐蚀迹象的螺栓,评估其剩余承载能力,可以通过理论计算或模拟试验的方法。
基础外观检查
观察基础周围地面是否有沉降、开裂现象,检查基础与柱脚的连接是否牢固。
对于独立基础,查看基础顶部是否有水平位移或倾斜;对于桩基础,检查桩头是否有破损、外露等情况。
基础尺寸与承载能力检查
采用钢尺测量基础的尺寸(长度、宽度、高度等),与设计图纸进行对比。
评估基础的承载能力,可以查阅地质勘察报告中的地基承载力数据,结合厂房实际荷载情况进行分析。对于有怀疑的基础,可以进行现场原位测试,如静载荷试验,以确定基础的实际承载能力。
吊车梁检查
检查吊车梁的变形情况,包括挠度和侧向弯曲,使用水准仪或全站仪进行测量,与设计允许值进行比较。
查看吊车梁表面是否有裂缝、锈蚀,检查轨道与吊车梁的连接是否牢固,轨道的平整度是否满足吊车运行要求。
吊车桥架及运行机构检查
检查吊车桥架的结构完整性,查看是否有变形、开裂等损坏情况。
检查吊车的运行机构,包括电机、制动器、减速机等设备的工作状态。通过观察设备运行、检测电机电流、检查制动器制动距离等方法,评估吊车运行的安全性和可靠性。
荷载调查
恒载调查:计算钢结构厂房的结构自重,根据构件的尺寸和钢材密度计算。同时,调查屋面和墙面围护材料的重量、吊车自重(如果有)、设备重量等恒载。
活载调查:考虑厂房内的人员活动荷载、吊车运行荷载(如果有)、风荷载和雪荷载。风荷载根据当地基本风压、厂房的体型系数和高度等因素计算;雪荷载根据当地气象资料和屋面坡度等条件确定。
承载能力评估
根据厂房的结构形式、材料性能、连接方式等,建立结构力学模型。可以采用手算或利用结构分析软件(如 PKPM、Midas 等)进行内力分析,计算厂房在各种荷载组合下的弯矩、剪力、轴力等内力。
将计算得到的内力与构件的承载能力设计值进行比较,判断构件是否满足承载能力极限状态要求。同时,计算厂房的变形(如层间位移、构件挠度等),评估是否满足正常使用极限状态要求。
整体外观:厂房整体外观基本正常,未发现明显倾斜。屋面有局部轻微变形,变形量在允许范围内,围护结构有少量破损,主要是墙面彩钢板局部划伤和屋面采光板个别松动。吊车轨道基本平整,吊车运行未见明显异常。
构件外观:部分钢柱和钢梁表面有轻度锈蚀,主要集中在柱脚和钢梁下翼缘,锈蚀面积约占构件表面积的 10% - 15%,大锈蚀深度约 0.5mm。发现少量裂缝,裂缝宽度在 0.1 - 0.3mm 之间,长度不超过 500mm,主要位于焊缝附近和构件应力集中部位。构件变形测量结果显示,钢柱垂直度偏差大为 5mm,钢梁挠度大为 L/500(L 为钢梁跨度),均小于设计允许值。
厂房的结构形式和构件布置与设计文件相符,结构体系合理,传力路径明确。未发现明显的结构薄弱环节,但在梁柱节点处存在一定的应力集中现象,对整体结构稳定性影响较小。
通过有限元分析模拟风荷载和地震荷载作用下的结构响应,结果表明厂房的整体稳定性满足要求。
钢材性能检测结果显示,抽取的钢材样本屈服强度、抗拉强度和伸长率等指标均符合设计要求,钢材化学成分也在标准范围内。
连接材料性能检测:高强螺栓的扭矩系数、楔负载和硬度等性能符合规定;焊接材料的化学成分和力学性能满足焊接质量要求。
焊接节点检查发现部分焊缝存在少量气孔和夹渣现象,但焊缝的有效截面尺寸满足承载要求。对重要焊接节点进行探伤检测,未发现内部裂纹等严重缺陷。
螺栓连接节点检查发现,有少量螺栓的紧固扭矩略低于设计值,但未发现螺栓松动或缺失情况。高强螺栓的预拉力符合规定要求。
基础周围地面未发现明显沉降和开裂现象,基础与柱脚连接牢固。基础尺寸测量结果与设计图纸基本一致。
通过查阅地质勘察报告和荷载分析,评估基础的承载能力能够满足厂房目前的使用要求。
吊车梁变形和挠度在允许范围内,轨道平整度满足吊车运行要求,吊车梁表面有轻微锈蚀,不影响其正常使用。
吊车桥架结构完整,运行机构工作正常,电机、制动器等设备各项参数符合要求。
恒载计算准确,与设计值相符。活载调查结果显示,人员荷载、吊车荷载(如果有)、风荷载和雪荷载等取值合理。
通过结构分析,厂房在现有荷载组合作用下,构件的大内力小于其承载能力设计值,大变形计算值满足正常使用极限状态要求。
综合本次检查结果,钢结构厂房的质量和安全状况总体良好,能够满足当前的使用要求。
虽然存在一些局部问题,如构件的轻度锈蚀、少量裂缝、部分连接节点的小缺陷等,但这些问题对厂房的整体安全性和正常使用影响较小。
外观维护方面
对屋面和墙面围护结构的破损部位进行修复,如更换划伤的彩钢板和加固松动的采光板。
对构件表面的轻度锈蚀部位进行除锈和防腐处理,可采用打磨除锈后涂刷防腐涂料的方法,定期对厂房钢结构进行防腐维护。
结构加固方面(如有需要)
对于焊缝存在的气孔和夹渣问题,可进行局部补焊处理,确保焊缝质量。
对紧固扭矩不足的螺栓进行重新紧固,并加强对连接节点的定期检查,特别是在有较大振动或荷载变化后。
对于梁柱节点处的应力集中问题,可考虑适当加强节点构造,如增加加劲肋等措施,但需经过详细的结构分析和设计。
基础监测方面
继续加强对基础的观察,定期测量基础的沉降情况,如发现基础有沉降迹象,应及时采取措施进行处理。
吊车系统维护方面(如有)
对吊车梁的轻微锈蚀部位进行处理,定期检查吊车轨道的平整度和连接情况,保证吊车运行的安全性。
加强对吊车运行机构的维护保养,按照设备要求定期进行检修、更换易损部件,确保吊车系统的正常运行。
日常管理方面
建立完善的厂房维护管理制度,包括定期检查、维修记录、荷载控制等内容。对厂房内的设备布局和使用荷载进行合理规划,避免超载等情况发生