某厂房可靠性鉴定及处理建议分析

刘永辉 （泸州职业技术学院，四川 泸州 646000）

1 工程概况

某厂房建于2001 年，分为主厂房和调试间两部分，建筑面积共计10920.77 m2，夹芯板金属围护墙面积约为9508m2，屋盖面积约为10708m2。其中A-F 轴线为调试间，F-M 轴线为主厂房，调试间和主厂房均为单层门式刚架结构，调试间局部（A-F/1-9 区域）为二层。调试间纵向长192m，宽18.3m，面积为3822.21m2，总层高为9m，一层层高为4.4m、5.8m。主厂房纵向长228m，宽30.535m，面积为7098.56m2，总层高为14.4m。厂房在标高12.05m处设有牛腿，内设有两台32/5t 的天车，采用工字型吊车梁。结构平面布置如图1、图2所示。

图1 该厂房结构平面示意图

图2 该厂房局部二层结构平面示意图

2 调查与检测内容

2.1 调查

该厂房使用年限较久，目前该房屋金属板围护墙及屋盖存在严重的渗水漏雨现象，局部墙梁间拉条及屋面檩条间拉条弯曲变形、脱落。该房屋自建成至今，主体一直作为工业厂房，未遭遇火灾、爆炸、台风等偶遇荷载作用。该房屋采用钢筋混凝土沉管灌注桩基础，在对上部结构的检查中，未发现由于地基不均匀沉降引起的构件裂缝、倾斜或者显著变形，地基基础工作状态正常。

2.2 检测内容

根据现场检查结果可知，A-F 轴线（调试间）刚架柱与刚架梁节点存在原始缺陷，端板连接之间普遍存在缝隙，部分缝隙较大，部分梁柱节点螺栓未露头，G轴线和L 轴线工字型刚架柱焊缝不饱满，高度不一，局部位置有焊瘤，G 轴线走道板与刚架柱连接固定螺栓部分未露头。如图3～图6所示，除施工缺陷外，刚架柱、梁未见其它明显缺陷。

图3 梁柱节点端板存在缝隙

图4 梁柱节点螺栓未露头

图5 刚架柱角焊缝不饱满、局部焊瘤

图6 螺栓未露头

图7 轨道固定螺栓缺失

图8 轨道固定螺栓缺失

图9 拉条弯曲变形

图10 拉条与墙梁脱开

该房屋共计两跨，采用工字型吊车梁，根据现场检查结果可知，吊车梁存在的主要缺陷是部分轨道固定螺栓缺失、压轨器错位、吊车有啃轨现象。

根据现场检查可知，柱间支撑存在的主要缺陷是L/8-10、L/28-29 柱间的柱间支撑斜杆局部被切割，且柱间支撑焊缝质量较差，焊缝不饱满，高度不一，局部有焊瘤。

根据现场检查结果可知，墙梁、拉条、门窗存在的主要缺陷有以下几个方面：

①墙梁与墙梁间拉条脱开，墙梁间拉条弯曲变形，墙梁与拉条节点处锈蚀；

②墙梁与柱上梁托连接施工质量较差，焊缝高度不一，焊缝不饱满，有漏焊、焊瘤、烧穿、弧坑等焊接缺陷；

③设计要求拉条穿过墙梁，用螺栓固定，现场实际现状为墙梁与拉条直接焊接，多数墙梁在焊接部位存在烧穿缺陷；

④围护墙墙面金属板固定铆钉大面积断裂、缺失、失效；

⑤窗户未与墙梁做可靠连接，窗户上下墙梁间无拉条，且窗户无支撑结构；

⑥窗户与墙面板连接处密封胶普遍开裂、失效或密封不严，M 轴线墙面普遍渗水，G 轴线上部窗户与金属板围护墙间密封胶开裂严重，窗户变形。

利用磁性覆层测厚仪对该房屋钢构件涂层厚度进行检测，根据规范[1]规定，室内钢构件涂层厚度应为125μm，允许偏差为-25μm。每个检测构件取5 个测点，根据检测结果可知，所抽检的刚架柱涂层、刚架梁涂层、吊车梁涂层、柱间支撑涂层、墙梁涂层和屋面檩条涂层厚度均在50～120μm 范围内，大部分不满足规范要求，以负公差为主。

利用里氏硬度计对该房屋内的刚架柱、刚架梁、吊车梁、检柱间支撑等钢构件强度进行检测。每个所抽查到的构件均选取8 个测点，根据检测结果可知，所抽取的构件抗拉强度均满足Q235 号钢（抗拉强度σb 的范围在375～500MPa内）要求。

利用超声测厚仪对该房屋内钢构件钢材厚度进行检测。每个所抽查到的构件均选取3 个测点，根据检测结果可知，G 轴线和M 轴线墙梁厚度在2.3～2.6mm 范围内，大部分集中在2.4～2.5mm 范围内，不能够满足设计要求（3.0mm），其余均可满足设计要求。

利用游标卡尺和盒尺对该房屋钢构件截面尺寸进行检测。每个构件选取3个测点，根据检测结果可知，G 轴线和M轴线墙梁实测截面尺寸为145mm×50mm×20mm，不能够满足设计值要求（160mm×70mm×20mm），计算取145mm×50mm×20mm。

利用经纬仪对该厂房内刚架柱倾斜度进行检测，根据检测结果可知，该建筑内刚架柱的最大倾斜值为0.71‰，小于使用性A 级限值（有吊车厂房柱位移≤Hc/1250），使用性等级评为A级。

3 结构验算分析

根据现行钢结构设计规范和门式刚架设计规范中的基本假定，对于不同的构件，分别按照《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）[3]和《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS 102-2002）[4]进行校核，构件截面、材料强度按照原设计图纸和检测结果综合推定。进行承载力验算时，分项系数[5]分别取为gG=1.2，gQi=1.4，刚架柱与基础为刚接，刚架柱与刚架梁为刚接，考虑荷载包括屋面、楼面恒荷载、活荷载、吊车荷载、雪荷载、风荷载等。经计算得出刚架柱、吊车梁、屋面檩条最小安全裕度均大于1，承载能力均能够满足要求。

该房屋围护墙墙梁采用C 型墙梁，截面按实测尺寸取。其中G 轴和M 轴轴线围护墙墙梁的间距在1.0～3.3m 范围内，经计算，G轴线和M 轴线围护墙墙梁最大安全裕度为0.76，承载能力均不能够满足要求。

4 可靠性等级评定

依据规范[2]，在本次鉴定现场检查、检测、计算分析的基础上，对该厂房进行可靠性等级评定。

4.1 构件鉴定评级

4.1.1 刚架柱

根据计算结果可知，该房屋刚架柱承载能力均能够满足要求，但刚架柱角焊缝质量普遍偏差，刚架柱的安全性等级均评为b 级。根据现场检查情况可知，该房屋刚架柱在变形、偏差和腐蚀方面未见明显缺陷，刚架柱的使用性等级均评为b级。

4.1.2 刚架梁

根据计算结果可知，该房屋刚架梁承载能力均能够满足要求，但刚架梁焊缝质量普遍偏差，刚架柱的安全性等级均评为b 级。根据现场检查情况可知，该房屋刚架梁焊缝质量普遍偏差，在变形、偏差和腐蚀方面未见明显缺陷，刚架梁的使用性等级均评为b级。

4.1.3 吊车梁

根据计算结果可知，该房屋吊车梁承载能力均能够满足要求，但部分吊车梁轨道固定螺栓缺失，安全性等级评为b 级。根据现场检查情况可知，该厂房内吊车有啃轨现象，吊车梁使用性等级均评为b级。

4.1.4 墙梁

根据计算结果可知，G 轴和L 轴线围护墙墙梁承载能力均不能满足要求，最大安全裕度为0.76，安全性等级均评为d 级，A 轴线底部墙梁出现大面积腐蚀，使用性等级评为c 级，其余墙梁使用性等级评为b级。

根据计算结果可知，该房屋屋面檩条承载能力均能够满足要求，但屋面檩条与檩托焊缝存在缺陷，安全性等级均评为b 级，屋面檩条防腐涂层局部轻微破损，使用性等级均评为b级。

4.2 结构系统评级

结构系统评级从安全性、使用性和可靠性进行评定，对于上部承重结构的安全性等级，应按结构整体性和承载功能两个项目评定，上部承重结构使用状况和结构水平位移两个项目评定。对围护结构的安全性应按承重围护结构的承载功能和非承重围护结构的构造连接两个项目进行评定，围护结构的使用性等级，应根据承重围护结构的使用状况、围护系统的使用功能两个项目评定。

4.2.1 上部结构评级

根据计算结果，可得上部结构的安全性、使用性和可靠性均为B 级。根据各构件使用性等级评定结果可知，该房屋上部承重结构使用性等级评为B 级，该房屋上部承重结构可靠性等级评为B级。

4.2.2 围护结构评级

根据计算结果可知，G 轴线和M 轴线墙梁承载能力不能够满足要求，最大安全裕度为0.76，安全性等级评为D级。其余承重围护结构未见因承载能力不足造成安全方面的影响，承重围护结构安全性等级评为D 级。根据现场检查结果得出，非承重围护结构的构造连接安全性评定，如表1所示。

表1 非承重围护结构构造连接的等级评定

根据现场检查结果可知，该房屋轻质围护墙部分固定螺栓缺失，部分固定螺栓失效，G 轴线围护墙上部分窗户与主体脱离、变形，由于以上缺陷造成围护系统大面积渗水或漏雨，围护系统的使用功能评定等级如表2 所示。因此得出该房屋围护结构系统的使用性等级均评为C级。

表2 围护系统使用功能的等级评定

综上，围护系统的可靠性评级为D级。

4.3 综合评级

根据《工业建筑可靠性鉴定标准》（GB 50144-2008）的规定，对该房屋可靠性进行综合评级，详细评级如表3 所示。

表3 综合鉴定评级

5 鉴定结论及处理建议

5.1 鉴定结论

该厂房可靠性等级评为三级，即不符合国家现行标准规范的可靠性要求，影响整体安全，在目标使用年限内明显影响整体正常使用，应采取措施，且可能有极少数构件必须立即采取措施。

5.2 处理建议

针对影响可靠性的结构缺陷建议如下：

①焊缝质量修补需要及时补焊不合格的焊缝，并及时敲掉焊渣；

②窗户与墙梁做可靠性拉结，增加支撑，拉条与墙梁按设计要求使用螺栓连接；

③对钢构件重做涂层处理，满足规范规定；

④对厂房按现有的钢构件尺寸进行建模计算分析，若钢构件尺寸的削弱影响结构承载力，需对厂房进行加固处理；

⑤围护墙墙梁采用C 型墙梁，承载力不满足要求，需要对采用C 型墙梁处进行加固处理；

⑥对钢构件重新涂刷防腐涂层。

对此类厂房可靠性不满足要求时，考虑到局部修复效果和后续使用年限有限，条件允许时，更换该房屋的夹芯板围护墙、墙梁、拉条、门窗等围护系统，更换屋面板、屋面檩条、拉条等围护系统，按照原设计增补缺失的吊车梁轨道固定螺栓。