论某体育馆屋面焊接空心球网架安全性鉴定

魏晓红

（山西五建集团有限公司）

0 引言

本文通过对某体育馆屋面焊接空心球网架结构调查分析、现场检测、安全性分析及验算，提出了对此网架工程的安全性鉴定及建议。

1 工程简况

某体育馆屋面焊接空心球网架工程，结构形式为：斜放四角锥，结构安全等级为二级，横向跨度 42 米，纵向跨度为66 米，网架厚度3.5m， 建筑面积约2770m2。1988 年由某某设计研究院设计，1990 年对该网架进行了加固维修设计，同年建成并投入使用。为确定该网架工程是否满足安全使用要求，特对其进行了安全性鉴定检测。

2 对此网架结构的调查分析

根据委托方提供的图纸经现场初步调查，该网架工程由某某设计研究院于1988 年设计，由于其它原因，原设计单位于1990 年对该工程出具了加固变更设计。加固变更内容如下：对网架上弦采用加杆（或换杆）的方法进行了加固，在网架上弦短跨方向共增加杆件317 根、加固68 根，腹杆加固4 根。对屋面构造部分变更为：二毡三油上铺小石子防水层（或三元乙炳防水层），10mm 厚1：3 水泥砂浆找平层，30mm 厚1：10 水泥蛭石找坡层，25mm 钢丝网水泥板。

该网架工程于2007 年对其防腐涂层进行了处理，后由于屋面漏水于2013 年采用SBS 防水卷材对其进行了处理，除此之外未做任何处理。网架所处环境为室内全封闭一般环境，由于屋面漏水，造成部分支座及杆件防腐涂层均产生了不同程度开裂、起皮。

该网架工程纵向跨度为66 米，由22 个3 米的网格构成，横向跨度42 米，由14 个3 米的网格构成，网架厚度为3.5 米。

3 现场检测内容及方法

3.1 材料检测

现场对该工程所用原材料焊管、钢球对其厚度及其规格尺寸进行检测，在检测前，清除表面涂层、氧化皮、锈蚀、杂物等，并打磨至露出金属光泽再进行测量，厚度在构件的3 个不同部位进行测量，取3 处测试值的平均值作为钢材厚度的代表值，在同一位置测量时，宜将探头转过90 度后作二次测量，取二次的平均值作该部位的代表值，规格尺寸采用尺量的方法进行检测，检测部位随机抽取。

另外受现场检测条件限制，仅对腹杆及下弦杆件与钢球进行了抽样，检测结果全部合格。

3.2 结构及构件连接质量检测

3.2.1 支座

该网架采用双面弧形压力支座固定，支座均设置于网架上弦，共计72 个支座，其中纵向44 个，横向28 个，支座形式均为双面弧形压力支座。经检测，支座中心偏移量及支座最大高差在规范允许范围内。

3.2.2 焊缝

现场对网架管球节点焊缝及钢球自身焊缝采用超声波探伤法进行内部缺陷检测。按二级焊缝进行检测。经现场抽样检测可知，该网架工程下弦部分D133×10、D219×8 管球节点焊缝存在根部未焊透内部缺陷，不满足二级质量要求，且部分节点上杆件与杆件间的间隙较小，部分焊缝甚至相互交叉在一起，严重影响杆件受力。

3.2.3 屋面构造

现场对屋面材料进行了检查与测量，由调查资料可知网架屋面采用SBS 防水卷材，卷材下设10mm 厚水泥砂浆找平层，30mm 厚水泥蛭石找坡层，25mm 厚钢丝网水泥板。

3.3 结构损伤及变形检测

现场对该工程结构、杆件、钢球及支座外观质量进行检查，检查中发现部分上弦杆件采用对焊形式组合，且部分支座、钢球及杆件均遭受不同程度的水浸危害。

现场对该工程下弦、腹杆焊管、钢球涂层厚度进行了检测，检测结果全部满足规范要求。

现场对网架挠度进行了检测，对网架挠度下弦中央一点及各向下弦跨度的四等分点设点，采用水准仪、钢尺进行测量，检测示意图及结果如下：

网架挠度计算表

跨度 66m 42m 测点 A 1 2 B C 3 4 D 测点标高（mm） 461 405 406 456 465 408 410 460 跨中标高 （mm） 395 395 挠度值（mm） 66 10 11 61 70 13 15 65

经计算该网架结构短向跨度容许挠度值为168mm（L/250），依据上表可知短向跨度下挠最大值为70mm，满足规程要求。

4 安全性分析与验算

4.1 验算依据

《空间网格结构技术规程》JGJ7-2010，《钢结构设计规范》GB50017-2003，现场调查资料。

4.2 验算软件

采用空间网格结构设计软件MST2008 对该网架进建模分析验算。

4.3 荷载取值

静荷载取值：3.5kN/m2(10mm 厚水泥砂浆找平层，30mm 厚水泥蛭石找坡层，25mm 厚钢丝网水泥板、吊顶、马道等)

活荷载取值：0.7kN/m2

4.4 其它参数取值

地震烈度：8 度

场地类别：3 类

材料选用：由于原设计变更图纸与现场实际不符，建立模型分析基本根据现场勘察检测结果为主。

上弦杆件70×3.5、73×4.5、89×3.5、95×7.0、108×4.5、111×6.0、114×6.0、133×4.5、159×6.0

下弦杆件73×3.5、111×4.5、133×10.0、219×8.0

腹杆杆件73×3.5、89×4.5、111×4.5

杆件长细比：受拉杆件300、受压杆件180

4.5 验算结果

经对该网架进行建模验算结果可知，该网架工程超应力杆件1945 根，焊接球承压不够的有80 个，焊接球受拉不够的有160 个，焊接球钢管间隙不够的有156 个。

5 鉴定结论及建议

该体育馆屋面焊接空心球网架工程的安全性等级为Dsu 级，部分构件已显著影响到结构安全，必须立即采取措施。建议对该网架进行拆除重建。