安全性保障
钢结构厂房在工业生产中广泛应用,其结构安全直接关系到厂房内人员的生命安全和设备财产的安全。由于钢结构厂房一般空间跨度较大,一旦结构出现问题,如构件失稳、连接失效等,可能导致厂房局部或整体坍塌,后果不堪设想。
钢结构对环境因素较为敏感,如长期暴露在潮湿环境中容易生锈,火灾等意外事件也会对钢结构造成严重损害。通过鉴定可以及时发现这些安全隐患,采取相应措施保障厂房安全。
生产正常运行的需要
钢结构厂房的稳定性和可靠性对于生产设备的正常运行至关重要。如果厂房结构变形,可能会影响设备的精度和使用寿命,进而影响生产效率和产品质量。例如,高精度的机床需要安装在稳定的基础和结构上,否则会产生加工误差。
合理的厂房结构能够满足生产工艺的空间要求,如大跨度的生产车间、足够的净空高度等。鉴定可以评估厂房是否还能满足生产的功能需求。
经济价值考虑
准确评估钢结构厂房的质量和安全性,可以为企业在厂房维护、改造或转让等决策中提供依据。通过鉴定及时发现并修复小的问题,可以避免问题积累导致的大规模维修或重建,降低企业运营成本。
在厂房交易或租赁过程中,一份的鉴定报告能够让双方清楚了解厂房的实际状况,合理确定价格和责任,保障交易的。
二、鉴定依据设计文件
钢结构厂房的原始设计图纸是鉴定的关键依据,包括建筑设计图(如平面图、剖面图、立面图等)、结构设计图(如基础图、柱网布置图、梁和桁架的结构图等)和节点详图。这些图纸提供了厂房的结构形式(如门式刚架、网架结构等)、构件尺寸、材料强度(如钢材型号)、连接方式(如焊接、螺栓连接等)等基本信息。
施工资料
钢材的质量证明文件,如材质单,用于核实钢材是否符合设计要求的材质标准。焊接工艺评定报告和焊工资格证书可以检查焊接质量是否符合规范。构件加工制作记录和安装记录可以了解构件的加工精度和安装质量,隐蔽工程验收记录能够帮助查看一些不可见部位的施工情况。
相关标准和规范
《钢结构设计标准》(GB 50017 - 2017):用于评估钢结构厂房的设计合理性,包括构件的受力计算、结构体系的选型等方面,是判断厂房结构安全性的重要标准。
《钢结构工程施工质量验收标准》(GB 50205 - 2020):规定了钢结构工程施工过程中的质量验收内容和方法,在鉴定钢结构厂房施工质量方面提供了详细的规范。
《建筑抗震设计规范》(GB 50011 - 2010)(2016 年版):对于位于地震设防区的钢结构厂房,此规范用于评估厂房的抗震性能,确定其是否满足抗震要求。
《工业建筑可靠性鉴定标准》(GB 50144 - 2019):该标准可用于全面评估钢结构厂房的可靠性,包括安全性、适用性和耐久性等方面。
三、鉴定准备资料收集与整理
收集钢结构厂房的基本信息,如建筑年代、建筑面积、跨度、高度、层数(如果有)、吊车吨位(如果有吊车)等。同时,获取厂房的使用功能、生产工艺等信息,因为这些因素可能影响厂房的荷载和结构受力情况。
整理设计文件和施工资料,重点标记关键结构构件(如柱脚、梁柱节点、吊车梁等)的设计参数和施工要求。核对资料的完整性和准确性,确保能够获取所有必要的信息。
检测设备与工具准备
结构检测设备:全站仪用于测量厂房的整体变形,如倾斜度、位移等;钢尺用于测量构件尺寸;水准仪用于检测基础沉降和楼层标高差;超声波探伤仪用于检测钢结构焊缝内部缺陷;磁粉探伤仪用于检测焊缝和钢材表面及近表面裂纹;涂层测厚仪用于检测钢结构防腐涂层厚度。
材料检测设备:钢材硬度计、便携式光谱分析仪用于检测钢材的硬度和化学成分;拉力试验机(如需现场检测小试件)用于检测钢材的拉伸性能。
其他工具:小锤用于检查构件的空鼓情况(如果有防火涂层等);靠尺用于检查构件的平整度;风速仪用于现场测量风速(考虑风荷载对厂房的影响);强光手电筒用于检查暗处的结构情况;摄像机或相机用于记录检测情况。
四、鉴定内容与方法(一)建筑外观检查整体外观检查
在厂房外部不同位置进行观察,查看建筑整体是否有明显的倾斜、变形、沉降。检查厂房的四角是否垂直,外立面线条是否笔直,有无弯曲、错位现象。观察厂房屋面和墙面的围护结构(如彩钢板、压型钢板等)是否有变形、破损、漏水等情况。
屋面检查
查看屋面排水系统是否正常,检查排水口是否堵塞,雨水管是否损坏。对于有天窗、通风器等屋面附属设施的厂房,检查这些设施是否安装牢固,有无损坏、渗漏情况。检查屋面板的连接部位是否紧密,有无松动、翘曲现象。
(二)结构主体检查构件外观检查
检查钢柱、钢梁、桁架杆件等主要构件是否有锈蚀、变形、损伤等情况。对于有锈蚀的部位,评估锈蚀程度,分为轻度(表面有少量锈斑)、中度(锈层较厚但未明显影响构件截面尺寸)和重度(构件截面因锈蚀明显减小)。使用卡尺测量构件的截面尺寸,检查其是否符合设计要求。
观察构件表面是否有裂缝,对于发现的裂缝,使用裂缝观测仪测量裂缝宽度,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。
连接部位检查
检查焊接节点,查看焊缝表面是否有气孔、夹渣、未焊透、裂纹等缺陷。采用超声波探伤仪或磁粉探伤仪对重要焊缝进行无损检测,确定焊缝内部质量。检查螺栓连接节点是否有松动、缺失螺栓,高强螺栓的紧固扭矩是否符合要求。对于铆接节点,检查铆钉是否有松动、脱落等情况。
整体稳定性检查
根据厂房的结构形式(如门式刚架、网架结构等),分析其整体稳定性。对于门式刚架结构,检查刚架的平面内和平面外的稳定性;对于网架结构,考虑网架的节点稳定性和整体变形情况。通过计算或者利用有限元分析软件(如 SAP2000、3D3S 等)模拟结构在风荷载、吊车荷载(如果有)、地震荷载(如果需要考虑)等作用下的响应,检查是否满足稳定性要求。
(三)材料性能检测钢材性能检测
从钢结构厂房的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。
如果钢材表面有防腐涂层,使用涂层测厚仪测量涂层厚度,判断涂层是否满足设计要求的防腐年限和质量标准。
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。
(四)基础检查基础外观检查
观察基础周围地面是否有沉降、开裂现象。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。检查基础与钢柱脚的连接是否牢固,有无松动、脱离迹象。
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(包括自重、吊车荷载、屋面积雪荷载等)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。
(五)荷载与承载能力评估荷载调查
恒载调查:计算钢结构厂房的结构自重,根据构件的尺寸和材料密度计算。同时,调查屋面板、墙面围护结构、吊车(如果有)、设备等的重量等恒载。
活载调查:主要考虑风荷载,根据当地基本风压、厂房的体型系数、高度等因素计算。对于有雪荷载的地区,还需要考虑雪荷载,其大小与当地基本雪压、屋面坡度等有关。此外,还要考虑吊车荷载(如果有)、人员活动荷载等。
承载能力评估
根据钢结构厂房的结构形式、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,计算厂房结构构件(如柱、梁、桁架杆件等)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(如整体倾斜度、构件挠度等),评估是否满足正常使用极限状态要求。
五、鉴定结果建筑外观检查结果
整体外观:建筑整体外观基本正常,未发现明显倾斜。厂房屋面和墙面围护结构有局部变形和少量破损,主要集中在角落和门窗周边,变形面积约占围护结构总面积的 5%,破损处有轻微漏水现象。
屋面检查:屋面排水系统基本正常,个别排水口有少量杂物堵塞,清理后排水恢复正常。屋面附属设施(天窗和通风器)安装牢固,外观无损坏。屋面板连接部位有少量松动,占连接部位总数的 10% 左右。
结构主体检查结果
构件外观检查:部分钢柱和钢梁表面有轻度锈蚀,主要集中在柱脚和梁的下翼缘,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 300mm,主要位于焊缝附近和构件应力集中部位。构件尺寸测量结果基本符合设计要求,偏差在允许范围内。
连接部位检查:焊接节点表面有少量气孔和夹渣现象,通过超声波探伤仪检测,发现部分焊缝内部有微小缺陷,但不影响整体结构安全。螺栓连接节点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。
整体稳定性检查:通过有限元分析模拟风荷载和吊车荷载(如果有)作用下的结构响应,结果表明钢结构厂房的整体稳定性满足要求。
材料性能检测结果
钢材性能检测: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。钢材防腐涂层厚度基本符合要求,但有局部薄厚不均现象。
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。
基础检查结果
基础外观检查: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。
荷载与承载能力评估结果
恒载计算准确,与设计值相符。活载调查结果显示,风荷载取值合理,雪荷载(根据当地情况)取值符合要求。通过结构分析,钢结构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。
六、结论与建议(一)结论综合本次鉴定结果,钢结构厂房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,如围护结构局部变形和破损、构件的轻度锈蚀、焊缝少量缺陷等,但这些问题对钢结构厂房的整体安全性和正常使用影响较小。
(二)建议建筑外观维护方面
对厂房屋面和墙面围护结构的局部变形和破损部分进行修复,更换损坏的彩钢板等围护材料,做好防水处理。
对屋面板连接松动的部位进行紧固,定期检查屋面排水系统,确保排水通畅。
结构加固方面(如有需要)
对于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,定期对钢结构厂房进行防腐维护。
对于焊缝存在的微小缺陷和连接节点的小缺陷,可进行局部修复,如补焊、重新紧固螺栓等,并加强对这些部位的定期检查。
材料性能改善方面(如有需要)
对于钢材防腐涂层薄厚不均处进行重新涂刷,保证防腐效果。
继续确保连接材料(高强螺栓和焊接材料)的质量符合要求,在更换或维修连接部位时,严格按照规范选用和使用连接材料。
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。
日常管理方面
建立完善的钢结构厂房维护管理制度,包括定期检查、维修记录、荷载控制等内容。对厂房的使用环境进行持续关注,避免因周边环境变化(如新建建筑物、道路施工等)导致厂房安全受到影响