某原煤堆放车间现有结构检测

靳 宏 飞

(山西太水市政工程有限公司,山西 太原 030009)

1 工程概况

山西省某原煤堆放车间建于2017年年底，该建筑平面呈矩形，长50 m，宽48 m，建筑总高度为15 m，总建筑面积为2 400 m2。该结构竖向承重构件为焊接钢管排架柱，屋面承重构件为双跨拱桁架，其中一跨拱跨为23 m，另一跨拱跨为24 m，共设9榀拱桁架，屋面采用单层彩钢板和阳光板，围护结构1.0 m以下为370 mm砖砌体墙，1.0 m～1.5 m采用240 mm砖砌体墙，1.5 m以上选用单层彩钢板封闭，见图1，图2。

2 检测鉴定内容

2.1 结构体系调查

该结构平面形式呈矩形，结构形式为钢排架结构，车间由钢管柱、屋面拱形桁架、抗风柱、支撑系统等组成。竖向承重构件为钢管柱，屋面主要承重构件为拱桁架。围护系统墙标高1.5 m以下采用Mu10普通烧结砖和M5水泥砂浆砌筑，标高1.5 m以上围护墙采用0.5 mm厚单层彩钢板，屋面采用0.5 mm厚单层彩钢板和阳光板。屋面檩条及墙檩均采用C型钢，钢材型号为Q235B，断面尺寸为140×50×20×2.5，拱桁架拉撑采用φ25圆钢。基础形式为柱下钢筋混凝土独立基础，基础选用C30混凝土，基础顶部设16 mm厚的预埋钢板，地脚螺栓直径为d=27 mm。

2.2 钢构件截面尺寸检测

设计图纸显示，拱形桁架上、下弦杆均为φ114×4.0的钢管，腹杆为φ48×3.5圆钢，桁架底水平拉杆为φ25热轧带肋钢筋；屋面檩条及墙檩条均为C型钢，截面尺寸均为140×50×20×2.5，间距为1.5 m。

现场采用卷尺、卡尺、钢材测厚仪等对该结构各构件截面尺寸随机抽取进行了实测，其直径尺寸偏差均在允许范围之内，壁厚尺寸偏差均超出允许范围。

2.3 材料强度

根据图纸设计的材料信息和实际检测结果显示，该结构使用钢构件的材质均为Q235B。

2.4 变形观测

现场采用R-422NM全站仪对该车间钢柱的垂直度进行观测，经过观测，满足GB 50205—2001钢结构工程施工质量验收规范[1]，柱垂直度不大于H/1 000和25 mm的要求。

2.5 涂层厚度检测

现场对原煤堆放车间钢柱的防腐涂层进行了随机检测，依据GB/T 50621—2010钢结构现场检测技术标准[1]第12.4.2条要求：当设计对涂层厚度无要求时，涂层干漆膜总厚度室外应为150 μm，室内应为125 μm，其允许偏差应为-25 μm。经检测，部分钢柱涂层干漆膜总厚度不满足规范要求。

2.6 涂层厚度检测

该车间钢构件节点焊缝外观质量一般，未见焊缝裂纹、未熔合等表面缺陷，可基本满足连接要求。

2.7 缺陷、损伤现状检测

现场采用目测、拍照、记录、描述等方式对原煤堆放车间进行排查，分别按基础、上部结构、围护结构进行排查。

1)基础。

该结构基础外观质量良好，钢筋混凝土独立基础无蜂窝、麻面、孔洞、露筋、缺棱掉角、钢筋锈蚀等外观缺陷，无碰撞等造成的损伤。

2)上部承重结构。

钢柱及桁架的外观质量一般，无锈蚀、无裂纹、无明显变形，车间内部堆放煤较多，已覆盖柱脚。

3)围护系统。

a.经检测，该车间屋面构造基本完好，无漏水等现象。

b.经检测，目前该车间门窗系统基本完好，工作正常，围护墙体无明显外观质量缺陷。

c.经检测，围护系统檩条与钢柱连接节点的构造不符合规范要求。檩条无变形或损坏，对主体结构的安全没有不利影响。

3 结构承载力验算

以上述检测结果为依据，按照实际的荷载条件及材料性能，对该车间主要结构构件的承载力进行建模验算。

采用3D3S结构分析软件对桁架承载力进行计算分析及安全性鉴定。

根据现场检测结果，采用3D3S结构计算分析软件对该桁架结构承载力进行验算校核，净煤储存车间屋面桁架系统由9个小桁架组成，且这9个小桁架的规格和尺寸完全一致，计算模型如图3所示。模型中结构自重由软件自动计算，上弦恒荷载0.15 kN/m2，上弦活荷载0.30 kN/m2，风荷载0.30 kN/m2，地震烈度为7度(0.10g)，地震分组为第一组，场地类别为Ⅲ类，计算温差为-30 ℃～30 ℃,计算参数依据相关资料及相关规范选取。

经验算，共有11根钢柱不满足要求，长细比超限；拱桁架最大强度应力比集中在柱顶附近的下弦和跨中托梁上弦，39根杆件应力比不足；拱桁架最大位移位于跨中，位移值为36.926 mm205.000 kN/m2，截面强度不满足规范要求；檩条垂直于屋面的挠度(mm):v=47.090>41.667 mm，挠度不满足规范要求。

4 结论及建议

4.1 结论

经鉴定，原煤堆放车间地基基础安全性等级评为B级、上部结构安全性等级评为C级、围护系统的安全等级评为B级，该车间安全性等级不符合国家现行标准规范的安全性要求。

4.2 建议

1)车间纵向端部应该设置有效的水平支撑系统。

2)对应的纵墙两端柱间应设置柱间支撑，以提高结构的纵向整体稳定性和纵向刚度。

3)钢柱顶纵向应该通长设置刚性系杆。

4)沿屋面桁架纵向应设置垂直支撑。

5)加固不能满足承载力要求的钢柱。

6)加固柱顶附近不满足承载力要求的下弦和跨中托梁上弦的杆件。

7)对车间内外露钢柱脚进行混凝土围护保护，防止柱脚碰伤及腐蚀。