鋼結(jié)構(gòu)檢測應(yīng)用范圍知識
鋼結(jié)構(gòu)中所用的構(gòu)件一般是由鋼廠批量生產(chǎn)，并需有合格，因此材料的強度及化學(xué)成分是有良好保證的。鋼結(jié)構(gòu)檢測的重點在于安裝、拼接過程中產(chǎn)生的質(zhì)量問題。
一、鋼結(jié)構(gòu)工程中主要的檢測內(nèi)容有：構(gòu)件尺寸及平整度的檢測；構(gòu)件表面缺陷的檢測；連接(焊接、螺栓連接)的檢測；鋼材銹蝕檢測；防火涂層厚度檢測。如果鋼材無出廠合格，或?qū)ζ滟|(zhì)量有懷疑，則應(yīng)增加鋼材的力學(xué)性能試驗，必要時再檢測其化學(xué)成分。
二、鋼結(jié)構(gòu)各檢測規(guī)范的應(yīng)用范圍知識
三、構(gòu)件尺寸及平整度的檢測每個尺寸在構(gòu)件的3個部位量測，取3處的平均值作為該尺寸的代表值。鋼構(gòu)件的尺寸偏差應(yīng)以設(shè)計圖紙規(guī)定的尺寸為基準(zhǔn)計算尺寸偏差；偏差的允許值應(yīng)符合其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求。梁和桁架構(gòu)件的變形有平面內(nèi)的垂直變形面外的側(cè)向變形，因此要檢測兩個方向的平直度。柱的變形主要有柱身傾斜與撓曲。檢查時可先目測，發(fā)現(xiàn)有異常情況或疑點時,對梁、桁架可在構(gòu)件支點間拉緊一根鐵絲或細(xì)線，然后測量各點的垂度與偏差；對柱的傾斜可用經(jīng)緯儀或鉛垂測量。柱撓曲可在構(gòu)件支點間拉緊一根鐵絲或細(xì)線測量。
屋面光伏荷載報告——以混凝土結(jié)構(gòu)為例，檢測的主要內(nèi)容如下：
1、采用鉆芯法檢測梁、柱的混凝土強度。
2. 采用鋼筋探測儀檢測梁、板、柱的鋼筋配置情況和鋼筋保護層厚度，同時適量選取梁、柱鑿槽驗證鋼筋直徑。
3. 檢測鋼筋混凝土梁、柱的截面尺寸及樓板的厚度。
4. 檢測構(gòu)件混凝土碳化深度及鋼筋是否銹蝕。
5. 截取構(gòu)件中的鋼筋作鋼筋力學(xué)工藝性能試驗。
6. 查看結(jié)構(gòu)布置是否合理、構(gòu)件傳力是否直接等。
7. 檢測整棟建筑物的軸線尺寸、層高。
8. 檢測整棟建筑物的梁、板、柱等構(gòu)件是否有裂縫，并分析裂縫產(chǎn)生的原因、裂縫是否已造成對結(jié)構(gòu)的危害等。
9. 檢測墻體與框架柱是否按規(guī)范要求設(shè)置拉結(jié)筋,墻體是否按規(guī)范要求設(shè)置構(gòu)造柱及圈梁。
10. 檢測圍護結(jié)構(gòu)變形、裂縫、滲漏情況。
11. 采用鉆芯法檢測基礎(chǔ)混凝土強度等級，檢測基礎(chǔ)尺寸，查看基礎(chǔ)混凝土是否存在開裂、酥松等質(zhì)量缺陷。
12. 用經(jīng)緯儀檢測整棟建筑物是否有傾斜。
13. 根據(jù)檢測結(jié)果及現(xiàn)行規(guī)范對該建筑物作出結(jié)構(gòu)安全性。 
二、屋面光伏荷載報告——結(jié)構(gòu)內(nèi)容：
一、在結(jié)構(gòu)布置分析中，應(yīng)重點對結(jié)構(gòu)體系、平面布置、傳力路徑、連接方式、支撐布置、構(gòu)造措施等進行檢查和評價。
二、在結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫分析中，應(yīng)根據(jù)裂縫位置、形態(tài)和其它檢測結(jié)果判斷該裂縫是否屬于受力裂縫。對受力裂縫應(yīng)通過承載力驗算，對非受力裂縫應(yīng)進一步區(qū)分沉降、收縮、施工、溫度、耐久性等并分析產(chǎn)生原因。
三、結(jié)構(gòu)復(fù)核時，應(yīng)明確驗算所采用的規(guī)范、計算軟件及版本、抗震設(shè)防烈度、抗震等級、場地類別、基本風(fēng)壓、地面粗糙度、材料強度等參數(shù)。
四、結(jié)構(gòu)復(fù)核時所依據(jù)的設(shè)計規(guī)范應(yīng)根據(jù)目的和類型確定。對涉及改造、使用功能改變的應(yīng)按現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行，結(jié)構(gòu)安全性宜采用建造時期處在有效期內(nèi)相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范但不低于89系列規(guī)范。
五、結(jié)構(gòu)復(fù)核時，普通民用建筑樓面的附加恒載應(yīng)不低于1.5KN/m2，屋面的附加恒載應(yīng)不低于3.0KN/m2，如有可靠數(shù)據(jù)的可按實際取值。廠房活荷載取值除設(shè)計文件明確說明外應(yīng)不低于3.5KN/m2。樓梯恒載取值應(yīng)根據(jù)截面尺寸計算確定。
三、屋面光伏荷載報告——公司具備以下檢測能力：
1、安全可靠性：房屋達到一定使用年限、改變使用功能、明顯增加荷載、房屋大修改造前等對房屋整體結(jié)構(gòu)的安全可靠性進行。
2、危房鑒定：對達到一定的使用年限，有老化跡象或主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫、傾斜、沉降等異常跡象的房屋進行。
3、完損等級：對房屋的結(jié)構(gòu)、裝修、設(shè)備部分十余個分項的完損情況進行評定，判定房屋的完好與損壞程度。
4、裝修：指房屋所有人或使用人在房屋裝修過程中，對拆改行為是否影響房屋結(jié)構(gòu)安全進行。
5、災(zāi)后：對因火災(zāi)、自然災(zāi)害、化學(xué)侵蝕、外力沖擊等致房屋損害的。
6、司法：對訴訟、仲裁、行政等涉及房屋質(zhì)量、結(jié)構(gòu)安全等進行，為處理糾紛提供技術(shù)依據(jù)。
7、抗震：依據(jù)現(xiàn)行的建筑抗震標(biāo)準(zhǔn)，對房屋的抗震能力進行，為房屋抗震加固或采取其他抗震減災(zāi)對策提供依據(jù)。
8、歷史保護建筑：根據(jù)歷史建筑保護需要，受托對列入歷史保護建筑范圍內(nèi)的房屋進行，為歷史建筑建檔、修繕、保養(yǎng)等提供技術(shù)依據(jù)。
9、行業(yè)許可證：對開辦旅館、幼兒園、酒店、飯店等有明文規(guī)定必須對所涉及的房屋進行，為行業(yè)許可證提供技術(shù)依據(jù)。

屋面光伏荷載報告——檢測內(nèi)容：
1）詳細(xì)研究相關(guān)文件資料。
 
 2）詳細(xì)調(diào)查結(jié)構(gòu)上的作用和環(huán)境中的不利因素，以及它們在目標(biāo)使用年限內(nèi)可能發(fā)生的變化，必要時測試結(jié)構(gòu)上的作用或作用效應(yīng)。
 
 3）檢查結(jié)構(gòu)布置和構(gòu)造、支撐系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件及連接情況，詳細(xì)檢測結(jié)構(gòu)存在的缺陷和損傷，包括承重結(jié)構(gòu)或構(gòu)件、支撐桿件及其連接節(jié)點存在的缺陷和損傷。
 
 4）檢查或測量承重結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的裂縫、位移或變形，當(dāng)有較大動荷載時測試結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的動力反應(yīng)和動力特性。
 
 5）調(diào)查和測量地基的變形，檢測地基變形對上部承重結(jié)構(gòu)、圍護結(jié)構(gòu)系統(tǒng)及吊車運行等的影響。必要時可開挖基礎(chǔ)檢查，也可補充勘察或進行現(xiàn)場荷載試驗。
 
 6）檢測結(jié)構(gòu)材料的實際性能和構(gòu)件的幾何參數(shù)，必要時通過荷載試驗檢驗結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的實際性能。
 
 7）檢查圍護結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的安全狀況和使用功能。
 
 8）可靠性分析與驗算，應(yīng)根據(jù)詳細(xì)調(diào)查與檢測結(jié)果，對建、構(gòu)筑物的整體和各個組成部分的可靠度水平進行分析與驗算，包括結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)或構(gòu)件安全性和正常使用性校核分析、所存在問題的原因分析等。在工業(yè)建筑可靠性中，若發(fā)現(xiàn)調(diào)查檢測資料不足或不準(zhǔn)確時，應(yīng)及時進行補充調(diào)查、檢測。
 屋面光伏荷載報告——材料強度檢測方法： 
1 非破損檢測方法 method of non-destructive test
 
在檢測過程中，對結(jié)構(gòu)的既有性能沒有影響的檢測方法。
 
2 局部破損檢測方法 method of part-destructive test
 
在檢測過程中，對結(jié)構(gòu)既有性能有局部和暫時的影響，但可修復(fù)的檢測方法。
 
3 回彈法 rebound method
 
通過測定回彈值及有關(guān)參數(shù)檢測材料抗壓強度和強度勻質(zhì)性的方法。
 
4 超聲回彈綜合法 ultrasonic-rebound combined method
 
通過測定混凝土的超聲波聲速值和回彈值檢測混凝土抗壓強度的方法。
 
5 鉆芯法 drilled core method
 
通過從結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中鉆取圓柱狀試件檢測材料強度的方法。
 
6 超聲法 ultrasonic method
 
通過測定超聲脈沖波的有關(guān)聲學(xué)參數(shù)檢測非金屬材料缺陷和抗壓強度的方法。
 
7 后裝拔出法 post-install pull-out method
 
在已硬化的混凝土表層安裝拔出儀進行拔出力的測試，檢測混凝土抗壓強度的方法。
 
8 貫入法 penetration method
 
通過測定鋼釘貫入深度值檢測構(gòu)件材料抗壓強度的方法。
 
9 原位軸壓法 the method of axial compression in situ on brick wall
 
用原位壓力機在燒結(jié)普通磚墻體上進行抗壓測試，檢測砌體抗壓強度的方法。
 
10 扁式液壓頂法 the method of flat jack
 
用扁式液壓千斤頂在燒結(jié)普通磚墻體上進行抗壓測試，檢測砌體的壓應(yīng)力、彈性模量、
 
抗壓強度的方法。
 
11 原位單剪法 the method of single shear
 
在燒結(jié)普通磚墻體上沿單個水平灰縫進行抗剪測試，檢測砌體抗剪強度的方法。
 
12 雙剪法 the method of double shear
 
在燒結(jié)普通磚墻體上對單塊順磚進行雙面抗剪測試，檢測砌體抗剪強度的方法。
 
13 砂漿片剪切法 the method of mortar flake
 
用砂漿測強儀測定砂漿片的抗剪承載力，檢測砌筑砂漿抗壓強度的方法。

承載力驗算
1、 計算參數(shù)
現(xiàn)準(zhǔn)備在屋面加設(shè)光伏太陽能設(shè)備，根據(jù)的要求，綜合現(xiàn)場檢測的實際結(jié)構(gòu)情況對該結(jié)構(gòu)進行整體分析計算。
經(jīng)檢測，現(xiàn)場屋面做法為：（1）深藍色彩鋼夾芯板；（2）保溫棉；（3）斜卷邊Z形檁條。
驗算荷載取值：恒載：0.3 kN/m2。
變更前活載：0.5 kN/m2（驗算檁條）；0.3 kN/m2（驗算剛架）
變更后活載：0.83 kN/m2（驗算檁條）；0.63 kN/m2（驗算剛架）
吊車荷載：5t（③~⑦軸每跨一臺，）
基本風(fēng)壓：0.55kN/m2，地面粗糙度為B類
基本雪壓：0.20kN/m2
不考慮地震作用
材料強度：主體鋼結(jié)構(gòu)按Q235；檁條、支撐按Q235。
2、門式剛架承載力驗算
本次采用建筑科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)計算程序PKPM（V3.1版）系列軟件STS模塊對典型剛架（1-7/E軸）按實測結(jié)構(gòu)布置及構(gòu)件截面尺寸進行建模，并對該廠房進行結(jié)構(gòu)承載力驗算。計算模型見附圖4。
（1）原結(jié)構(gòu)荷載驗算
驗算結(jié)果表明，廠房原結(jié)構(gòu)荷載作用下，鋼柱作用彎矩與考慮屈曲后強度抗彎承載力比值、平面內(nèi)穩(wěn)定應(yīng)力比均小于1，滿足承載力計算要求，GZ2、GZ6平面外穩(wěn)定應(yīng)力比大于1，不滿足承載力計算要求；鋼梁作用彎矩與考慮屈曲后強度抗彎承載力比值、平面內(nèi)穩(wěn)定應(yīng)力比、平面外穩(wěn)定應(yīng)力比均小于1，滿足承載力計算要求。GZ2平面外穩(wěn)定長細(xì)比不滿足規(guī)范要求，其余各構(gòu)件長細(xì)比均滿足規(guī)范要求。驗算結(jié)果參見附圖5。
（2）屋面增加光伏板荷載驗算
廠房在屋面增加光伏板荷載作用下，鋼柱GZ3、GZ4作用彎矩與考慮屈曲后強度抗彎承載力比值、平面內(nèi)穩(wěn)定應(yīng)力比、平面外穩(wěn)定應(yīng)力比小于1，滿足承載力計算要求；GZ1、GZ2、GZ7平面內(nèi)穩(wěn)定應(yīng)力比大于1；GZ2、GZ7平面內(nèi)長細(xì)比不滿足計算要求；GZ2、GZ5、GZ6平面外穩(wěn)定應(yīng)力比大于1，不滿足承載力計算要求；GZ2平面外長細(xì)比不滿足計算要求。鋼梁平面內(nèi)穩(wěn)定應(yīng)力比、平面外穩(wěn)定應(yīng)力比、作用彎矩與考慮屈曲后強度抗彎承載力比均大于1，不滿足承載力計算要求。
二、屋面光伏荷載報告——彩鋼瓦一般是家庭工廠或者是大型工業(yè)廠房使用。它的安裝方式和坡屋頂?shù)膮^(qū)別就在于支座的安裝方式不一樣。彩鋼屋頂是彩鋼版上面有個夾具，夾在上面做支撐。它的作用是安裝角度是順著屋頂坡度安裝，如果在屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)承載力可以滿足的情況下，可以把傾角翹起來，加大安裝角度。常見的屋面板系統(tǒng)立邊咬合、直立鎖邊系統(tǒng)、壓型鋼板系統(tǒng)（單板或夾芯）。
太陽能板規(guī)格：1650mm*990mm*50mm
混凝土屋頂太陽能板安裝數(shù)量：200塊
風(fēng)速：27.5m/s 平坦開闊地域
太陽能板重量：20kg
安裝條件：屋頂
計算標(biāo)準(zhǔn)：日本TRC 0006-1997
設(shè)計產(chǎn)品年限：20年
4型材強度計算
4.1 屋頂荷載的確定
（1）設(shè)計取值：
① 假設(shè)為一般地方中的荷重，采用固定荷重G和暴風(fēng)雨產(chǎn)生的風(fēng)壓荷重W的短期復(fù)合荷重。
②根據(jù)氣象資料，揚中風(fēng)速為27.5m/s,本計算風(fēng)速設(shè)定為：30m/s。
③對于混凝土屋面，采用佳傾角安裝的系統(tǒng)，需要考慮足夠的配重，確保組件方陣的穩(wěn)定可靠。
④屋面高度20m。
4.2 結(jié)構(gòu)材料：
C型鋼重量：1.8kg/m
截面面 支架尺寸（mm） 41*41*2
安裝角度 25°
材料 鍍鋅
截面面積（A） 277
形心主軸到腹板邊緣的距離 1.4516E+01
形心主軸到翼緣尖的距離 2.84E+01
慣性矩 Ix 8.3731E+04
慣性矩 Iy 4.5694E+04
回轉(zhuǎn)半徑 ix 1.7386E+01
回轉(zhuǎn)半徑 iy 1.2844E+01
截面抵抗矩 Wx 4.0844E+03
截面抵抗矩 Wx 4.0844E+03
截面抵抗矩 Wy 3.1478E+03
截面抵抗矩 Wyy 1.7254E+03。

一、屋面光伏荷載報告實例：
成都省某加工廠一廠房，該廠房為單層，采用單跨雙坡門式剛架，剛架跨度18m，柱高6m；共有12榀剛架，柱距6m，屋面坡度1:10；地震設(shè)防列度為6度，設(shè)計地震分組為組，設(shè)計基本地震加速度值0.05g。剛架平面布置見圖1(a)，剛架形式及幾何尺寸見圖1(b)。屋面及墻面板均為聚氨酯復(fù)合保溫板；考慮經(jīng)濟、制造和安裝方便，檁條和墻梁均采用冷彎薄壁卷邊C型鋼，間距為1.5m，鋼材采用Q235鋼，焊條采用E43型。
（一）荷載取值計算
1．屋蓋荷載標(biāo)準(zhǔn)值（對水平投影面）
YX51-380-760型彩色壓型鋼板0.15 KN/m2
50mm厚保溫玻璃棉板0.05 KN/m2
PVC鋁箔及不銹鋼絲網(wǎng)0.02 KN/m2
檁條及支撐0.10 KN/m2
剛架斜梁自重0.15 KN/m2
懸掛設(shè)備0.20 KN/m2
合計0.67 KN/m2
2．屋面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值
屋面活荷載：按不上人屋面考慮，取為0.50 KN/m2。
雪荷載：基本雪壓S0=0.45 KN/m2。對于單跨雙坡屋面，屋面坡角
α=5°42′38″，μr=1.0，雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值Sk=μrS0=0.45 KN/m2。
取屋面活荷載與雪荷載中的較大值0.50 KN/m2，不考慮積灰荷載。
3．輕質(zhì)墻面及柱自重標(biāo)準(zhǔn)值（包括柱、墻骨架等）0.50 KN/m2
4．風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值
按《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CE102：2002附錄A的規(guī)定計算。
基本風(fēng)壓ω0=1.05×0.45 KN/m2，地面粗糙度類別為B類；風(fēng)荷載高度變化系數(shù)按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(G009-2001)的規(guī)定采用，當(dāng)高度小于10m時，按10m高度處的數(shù)值采用，μz=1.0。風(fēng)荷載體型系數(shù)μs：迎風(fēng)面柱及屋面分別為＋0.25和－1.0，背風(fēng)面柱及屋面分別為＋0.55和－0.65(CE102：2002中間區(qū))。
5．地震作用
據(jù)《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施—結(jié)構(gòu)》中第18.8.1條建議：單層門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)一般在抗震設(shè)防烈度小于等于7度的地區(qū)可不進行抗震計算。故本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計不考慮地震作用。
二、屋面光伏荷載報告——結(jié)構(gòu)分析：
一、結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的驗算應(yīng)按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。一般情況下，應(yīng)進行結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的強度、穩(wěn)定、連接的驗算，必要時還應(yīng)進行疲勞、裂縫、變形、傾復(fù)、滑移等的驗算。
對現(xiàn)行規(guī)范沒有明確規(guī)定驗算方法或驗算后難以判定等級的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，可結(jié)合實踐經(jīng)驗和結(jié)構(gòu)實際工作情況，采用理論和經(jīng)驗相結(jié)合（包括必要時進行試驗）的方法，按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》進行綜合判斷；
二、結(jié)構(gòu)或構(gòu)件驗算的計算圖形應(yīng)符合其實際受力與構(gòu)造狀況；
三、結(jié)構(gòu)上的作用及作用效應(yīng)分項系數(shù)及組合系數(shù)應(yīng)分別按本標(biāo)準(zhǔn)第3.0.2條和第3.0.3條確定，并應(yīng)考慮由于變形、溫度等因素造成的附加內(nèi)力；
四、當(dāng)材料種類和性能符合原設(shè)計要求時，材料強度應(yīng)按原設(shè)計值取用。
當(dāng)材料的種類和性能與原設(shè)計不符或材料已變質(zhì)時，材料強度應(yīng)采用實測試驗數(shù)據(jù)。材料強度的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》有關(guān)規(guī)定確定。
取樣時不得損害結(jié)構(gòu)的正常工作；
五、當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)表面溫度長期大于60℃，鋼結(jié)構(gòu)表面溫度長期大于℃時，應(yīng)考慮溫度對材質(zhì)的影響；
六、驗算結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的幾何參數(shù)應(yīng)采用實測值,并應(yīng)考慮構(gòu)件截面的損傷、腐蝕、銹蝕、偏差、斷面削弱以及結(jié)構(gòu)或構(gòu)件過度變形的影響。
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