某大跨度空间网架结构正常使用性鉴定

傅水明

（福建省建筑科学研究院结构检测所　350025）

某大跨度空间网架结构正常使用性鉴定

傅水明

（福建省建筑科学研究院结构检测所350025）

网架结构是指一种空间杆系结构，具有较高的安全储备功能，具有整体性好、稳定性强，空间大的特点，因此空间网架结构在近年的工业和民用建筑中被广泛的应用起来，但空间网架结构易锈蚀、变形等，针对网架结构定期做出相关的正常使用性鉴定，是促进空间网架结构保持长期安全、可靠的必要手段。

空间网架构；正常使用；鉴定

随着空间网架结构越来越多的被采用于大跨度、大空间建筑中，且沿海网架结构易受台风、锈蚀等影响，需定期进行正常使用性鉴定，以保证结构的使用安全，我司于近期对某大跨度空间网架收费站收费棚进行正常使用性鉴定工作。本文以空间网架结构正常使用性鉴定的重要性为切入点，并以该大跨度空间网架结构为例，简要探讨了空间网架结构正常使用性鉴定的相关鉴定内容和方法，以供参考。

1　工程概况

该收费站收费棚上部结构为单曲拱螺栓球节点四角锥钢网架（局部采用焊接球节点），两端多点支承，屋面采用彩色镀锌压型钢板。网架平面尺寸21.0m×114.45m。该工程于2002年3月18日建成投入使用，由于钢结构建筑必须定期进行维护检查，为了解该收费棚经多年后的使用状况，委托我司对其进行正常使用性鉴定。

2　鉴定程序、鉴定标准以及检测仪器

2.1鉴定程序

（1）结构整体布置核查。

（2）支座底房屋地基基础检查。

（3）上部结构及构件工作状态检测。

①网架支座节点与网架构件工作状态检查；

②网架结构变形量测和锈蚀状况检查。

（4）上部结构及构件的施工质量检测。

①螺栓球磁粉探伤检测；

②焊缝超声波探伤检测；

③构件的涂层厚度检测。

（5）围护系统及附属结构使用功能检查。

（6）网架杆件的长细比验算。

（7）根据现场检测数据，进行分析，结合现状调查、勘测结果，对建筑物的正常使用性进行鉴定评级。

2.2鉴定标准

有关于空间网络结构的鉴定标准主要分为三个层次，分别是构件、子单元、鉴定单元三个层次，每一层次又分三个等级。结构鉴定单元分地基基础、上部承重结构和围护系统三个子单元，其中地基基础按上部承重结构和围护系统工作状态评估地基基础等级；上部承重结构按构件和子单元两个层次进行评级，混凝土构件按位移和裂缝两个检查项目进行评定，钢结构构件按位移、锈蚀（腐蚀）及拉杆长细比三个检查项目进行评定，子单元按构件评级结果及结构整体侧向位移情况进行评级；围护系统按屋面防水、吊顶、墙体、门窗等检查情况进行评级。结构鉴定单元根据各子单元评定结果以及与整幢建筑有关的其他使用功能问题进行综合评定。

制定这个鉴定标准的依据有《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292-1999）《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）、《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）、《混凝土结构设计规范》（GBJ50010-2010）等相关法律法规。

2.3鉴定仪器

在本工程中的主要检测仪器有数字式超声波探伤仪、电磁轭式交直流探伤仪、涂层测厚仪、全站仪。

3　现场检测内容

现场检测内容包括结构整体布置核查、地基基础检查、上部结构及构件工作状态检测、上部结构及构件的施工质量检测、围护系统工作状况和网架杆件的长细比验算。

3.1地基基础检查

现场观察支座周边地面，未见地面沉陷、开裂等因基础不均匀沉降引起的地面破坏现象。

3.2上部结构及构件工作状态检测

（1）网架支座节点处支座螺栓球、套筒、锥头及杆件与支座球焊接焊缝等工作状况正常，未见明显变形、松动和裂纹。网架支座节点底混凝土支承梁及梁周边构件未发现明显变形、开裂及破坏等异常。

（2）网架螺栓球节点、网架杆件及网架杆件杆端套筒工作状况正常，未发现网架螺栓球存在明显松动和裂纹，未发现杆件存在明显挠曲变形、松动及裂纹等异常，网架杆件杆端套筒未发现变形、松动和未拧紧等异常。

（3）实测网架挠度未超过设计要求。

图1　某大跨度空间网架收费站收费棚全貌图

（4）现场抽检150个螺栓球（20%），进行表面质量磁粉探伤检验，数据表明所检螺栓球均未发现表面裂纹、过烧、氧化皮及皱褶，符合GB50205-2001的要求。

（5）现场抽检546根杆件（20%），对全熔透连接环缝进行超声波检验，按JG/T203-2007的Ⅲ级标准评定，均未发现超标缺陷，达到GB50205-2001规定的二级焊缝质量等级。

（6）现场检查未发现网架构件涂层存在明显皱皮流坠现象，抽检274根杆件（10%），采用涂层测厚仪量测杆件涂层厚度，数据表明，所量测杆件的涂层厚度均可满足GB50205-2001的要求。

4　检测后工程存在的问题及检测结论

4.1上部承重结构

（1）网架支座十字钢板、加劲板底部及连接焊缝普遍锈蚀严重。

（2）与网架螺栓球2A（1～45）及2H（1～45）连接的杆件外露出铝塑板部分及网架螺栓球2A（1～45）及2H（1～45）普遍存在不同程度的面漆脱落；网架下弦（A）轴、（B）轴、（H）轴及（J）轴内与焊接球端连接的杆件端部焊缝及焊接球存在严重锈蚀。

（3）表1中所列杆端套筒及杆件与螺栓球焊接处焊缝及螺栓球锈蚀，应及时采取措施处理。

4.2围护系统

（1）屋面压型钢板自攻螺钉均出现不同程度的锈蚀。

（2）屋面檩条支托普遍存在锈蚀。

（3）屋面标志牌骨架构件及骨架间连接焊缝普遍存在点状锈蚀，构件间连接焊缝均为点焊，外观质量未能达到三级焊缝要求。

（4）支座处楼板面排水口均存在不同程度垃圾堵塞，导致支座处楼板面积水。

（5）侧面围护铝塑板骨架杆件及焊缝均存在不同程度锈蚀，底面围护铝塑板骨架杆件及焊缝均严重锈蚀，大部分锈透，铝塑板骨架通过钢龙骨架与网架节点支托连接，铝塑板骨架与钢龙骨架间仅点焊连接，现场检查焊缝外观质量未能达到三级焊缝要求；部分底部铝塑板骨架支托及少数侧面铝塑板骨架支托构件存在较严重的锈蚀。

4.3鉴定结论4.3.1地基基础正常使用性评定

现场观察支座周边地面，未见地面沉陷、开裂等因基础不均匀沉降引起的地面破坏现象。地基基础正常使用性等级评为As级。

4.3.2上部承重结构正常使用性评定

根据构件工作状况（变形）及锈蚀状况检测结果，网架支承柱支座正常使用性等级评为Cs级。按锈蚀程度，网架结构正常使用性等级评为Bs级。网架杆件长细比均可满足规范要求。按杆件长细比，网架结构正常使用性等级评为As级。根据网架结构的位移、杆件长细比和锈蚀程度的评级结果，综合考虑网架各杆件和节点的工作状况、结构及构件的施工质量，空间网架结构正常使用性等级评为Bs级。

综合考虑网架支座及空间网架结构的评级结果，上部承重结构的正常使用性等级评为Cs级。

4.3.3围护系统正常使用性评定

屋面压型钢板自攻螺钉均出现不同程度的锈蚀。屋面主檩条及次檩条工作状态正常，未发现明显的弯曲、变形、锈蚀及破损等异常，屋面主檩条与檩条档板通过螺栓连接，但檩条档板与网架通过上层网架螺栓球上的檩条支托点焊连接，现场检查焊缝外观质量未能达到三级焊缝要求，其中2B2、2B44、2E1、2G2、2G3、2G4、2G5及2G44螺栓球处檩条支托出现较严重锈蚀；屋面次檩条通过L型檩条支托与主檩条连接，次檩条工作状态正常，但次檩条L型檩条支托L型转角处均采用点焊连接，且普遍脱漆锈蚀，构造欠合理。

屋面标志牌骨架构件未发现明显松动、变形，但屋面标志牌骨架构件及骨架间连接焊缝普遍存在点状锈蚀，构件间均为点焊连接，外观质量未能达到三级焊缝要求。支座处楼板面排水口均存在不同程度垃圾堵塞，导致支座处楼板面积水。

铝塑板骨架间仅点焊连接，侧面围护铝塑板骨架杆件及焊缝均存在不同程度锈蚀，底面围护铝塑板骨架杆件及焊缝均严重锈蚀，大部分锈透。铝塑板骨架通过钢龙骨架与网架节点支托连接，铝塑板骨架与钢龙骨架间仅点焊连接，现场检查焊缝外观质量未能达到三级焊缝要求；部分底部铝塑板骨架支托及少数侧面铝塑板骨架支托构件存在较严重的锈蚀。

根据以上检测结果，围护系统正常使用性等级评为Cs级。综合考虑地基基础、上部承重结构系统及围护系统的评级结果，该收费站收费棚正常使用性等级评定为Css级。

5　建议

建议委托方对以下不满足要求的项目及时采取措施进行处理：

（1）网架支座十字钢板、加劲板底部及连接焊缝普遍锈蚀严重，应及时采取措施处理；

（2）与网架螺栓球2A（1～45）及2H（1～45）连接的杆件外露出铝塑板部分及网架螺栓球2A（1～45）及2H（1～45）普遍存在不同程度的面漆脱落；网架下弦（A）轴、（B）轴、（H）轴及（J）轴内与焊接球端连接的杆件端部焊缝及焊接球存在严重锈蚀，应及时采取措施处理；

（3）杆端套筒及杆件与螺栓球焊接处焊缝及螺栓球锈蚀，应及时采取措施处理；

（4）屋面压型钢板自攻螺钉以及屋面檩条支托均出现不同程度的锈蚀，屋面标志牌骨架构件及骨架间连接焊缝普遍存在点状锈蚀，应及时采取措施处理；

（5）支座处楼板面排水口均存在不同程度垃圾堵塞，导致支座处楼板面积水，应及时采取措施处理；

（6）侧面围护铝塑板骨架杆件及焊缝均存在不同程度锈蚀，底面围护铝塑板骨架杆件及焊缝均严重锈蚀，部分铝塑板骨架支托锈蚀严重，应及时采取措施处理。

另外，铝塑板龙骨之间采用点焊连接，欠可靠。

6　结束语

总上所述，空间网架结构的正常使用性鉴定应做到细致认真，以锈蚀、位移为重点，对每个构件、每个节点、每个焊缝均需认真检查，同时也应加强围护结构的检查，特别是检查易脱落引起伤人的围护结构连接是否可靠，以保证结构的正常使用，避免安全事故的发生。

表1　

[1]《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292-1999）.

[2]《钢结构设计规范》（GB50017-2003）.

[3]《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）.

[4]《空间网格结构技术规程》（JGJ7-2010）.

[5]《钢网架螺栓球节点》（JG/T10-2009）.

[6]张来成.某体育馆钢网架屋盖安全性鉴定[J].江苏建筑，2015，02（07）：44～45.

TU399

A

1673-0038（2015）32-0143-03

2015-7-25