某钢桁架结构的检测实例分析

张险峰，王 瑞，牛方义

（建研院检测中心有限公司，北京 100013）

0 引言

目前钢结构已经成为了工程中用量最多、最广泛的建筑材料［1-3］，也是目前世界范围内使用最为广泛的结构形式之一［4，5］。由于钢材自身容易腐蚀受使用环境的影响较大，导致钢结构容易发生倒塌破坏，钢结构锈蚀在钢结构损伤原因中出现频率较高［6，7］。

1 工程概况

该桁架结构左端距地面垂直距离 7.6 m，B01-10 端 3.4 m，结构总长 29.4 m，宽 3.46 m，高 11.60 m。该桁架结构外立面照片如图 1 所示，桁架的上、下、侧面布置图如图 2～图 4 所示。从外观看，该钢桁架结构已经锈蚀，为了解该桁架的质量状态，性能劣化的情况，承载力是否满足规范要求，排除安全隐患保证结构安全，受施工单位的委托，笔者单位对其进行了检测鉴定。

图1 结构外立面图片

图2 桁架上表面结构图（单位：mm）

图4 桁架侧面结构图（单位：mm）

图3 桁架下表面结构图（单位：mm）

2 结构检测方案

2.1 检测依据和项目

依据规范 GB/T 50344-2004《建筑结构检测技术标准》、GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》、GB 50144-2008《工业建筑可靠性鉴定标准》、GB 50017-2017《钢结构设计标准》、GB/T 50621-2010《钢结构现场检查技术标准》，结合实际工程，该工程的主要检测项目包含①钢材强度检测，②钢构件尺寸检测；③涂层厚度检测；④桁架外观质量及损伤全面检查；⑤结构承载力分析验算。

2.2 结构检测仪器

涂层测厚仪、钢板厚度检测仪、游标卡尺、里氏硬度计、钢卷尺等。

3 结构检测结果

3.1 钢材强度抽样检测

采用表面硬度法对钢材的强度进行抽样检测，检测操作遵守 GB/T 50344-2004《建筑结构检测技术标准》的规定，钢材的强度检测结果如表 1～表 3 所示。

表1 工字型钢强度检测结果 MPa

表2 槽型钢强度检测结果 MPa

表3 角钢强度检测结果 MPa

如表 1～表 3 所示，所检构件钢材抗拉强度在 402～427 M Pa。达到 Q235 牌号钢材抗拉强度（375～460 MPa）的要求。

3.2 钢材尺寸检测

采用游标卡尺和超声测厚仪检测桁架的钢材尺寸情况，主要检测 H 型钢、工字钢的截面尺寸以及钢材厚度，检测操作按 GB/T 50621-2010《钢结构现场检测技术标准》有关规定进行。工字钢、双槽钢、槽型钢、双角钢、角钢尺寸检测结果如表 4～表 8 所示。在表 4～表 8 中，①对工字钢，H为高度，B为钢材宽度，d为腹板厚度；②对双槽钢和槽钢，H为高度，B为钢材宽度，t为翼缘厚度，d为腹板厚度；③对于双角钢和角钢，b1和b2为角钢边宽，d为角钢边厚。

表4 工字钢尺寸检测结果 mm

表5 双槽钢尺寸检测结果 mm

表6 槽钢尺寸检测结果 mm

由表 4～表 8 所示。所抽检的上表面的数字轴和下表面的数字轴为同类型工字钢，高度在 138～141 mm，宽度在 64～68 mm，腹板厚度在 6.4～6.9 mm；下表面 B 轴、C 轴、下表面斜杆为同类型槽钢，高度在 99～102 mm，宽度在 54～56 mm，翼缘厚度在8.9～9.4 m m，腹板厚度在 5.8～6.1 m m；侧面斜杆、侧面数字轴杆、上表面斜杆为同类型角钢边宽在 69～72 mm，边厚在 6.6～7.0 mm；侧面 B 轴为共类型角钢边宽在 124～126 mm，边厚在 9.5～9.9 mm；侧面 A 轴为共类型角钢边宽在 74～76 m m，边厚在 8.2～8.6 mm。

表7 双角钢尺寸检测结果 mm

表8 角钢尺寸检测结果 mm

3.3 损伤全面检测

外观质量及损伤检查结果如图 5～图 10 所示。

图6 桁架整体表面锈蚀

图7 传送带支架涂层脱落钢材锈蚀

图8 桁架连接螺栓锈蚀

图9 桁架整体表面锈蚀

图10 桁架节点连接处锈蚀严重

检测发现：①钢结构构件表面涂层大面积脱落，涂层已失去原有的保护作用；②桁架整体表面锈蚀严重；③未发现因地基不均匀沉降引起的主体结构变形及其他明显外观缺陷。

4 承载力计算

依据测绘图和检测结果，采用 PKPM 软件建立模型，分别对桁架间钢梁、桁架进行承载力计算。桁架荷载效应基本组合下，最大应力比为 1.33，不满足 GB 50017-2017《钢结构设计标准》的要求杆件应力比［8-10］。

5 结论

1）所检构件钢材抗拉强度 402～427 MPa。达到 Q235 牌号钢材抗拉强度（375～460 MPa）的要求。

2）钢结构构件表面涂层大面积脱落，桁架整体表面锈蚀严重；桁架最大应力比不满足规范要求，建议对桁架整体加固或拆除重建。

3）若强制保留，建议加固同时对存在大面积锈蚀的桁架整体进行除锈清理，并重新刷防腐涂料。改造完成后，建议委托方定期（不少于两年）对该构筑物进行检查和评估，并加强日常维护。Q