某大型網架屋蓋可靠性檢測與評價★

王 勇 宋明志 田 鵬 劉 鐘

(1.中國礦業大學，江蘇 徐州 221000;2.徐州市產品質量監督檢驗中心，江蘇 徐州 221006;3.淮海工學院土木工程學院，江蘇連云港 222005;4.徐州市勘察測繪研究院，江蘇徐州 221000;5.連云港市房屋安全鑒定管理中心，江蘇連云港 222001)

1 工程概況

該屋面網架結構于2007年，其屋面系統都已施工結束，場內正在進行附屬設施的制作和安裝工作。屋蓋采用四角錐螺栓球網架結構，建筑平面為圓形，面積約為3 195 m2。網殼平面布置圖以及剖面圖如圖1所示。該網架在施工中，由于種種原因導致屋面網架周邊部分斜腹桿與混凝土圈梁相交，導致桿件彎曲不符合現行規范和標準的要求。

圖1 網殼平面布置圖及剖面圖

為了解工程可靠性，對該網架結構進行相關檢測。

2 檢測項目及檢測方法

1)原始資料。主要抽查被檢測屋面網架結構的原始設計圖紙、原材料驗收報告等。

2)表觀質量檢查。對整個面網架進行宏觀檢查，查出存在問題，同時利用漆膜測厚儀對桿件漆膜厚度進行測量。

3)幾何參數及力學參數量測。利用超聲測厚儀及鋼尺對網架構件尺寸進行隨機抽取測量。

4)加載檢驗。對整體網架結構進行加載檢驗，利用水準儀對屋面網架在荷載作用下撓度變形增量進行測量，同時觀察加載過程中的表觀變化;撓度增量檢測中借助水準尺，測定地面兩點之間的高差，這樣就可以由已知的高程推算出未知點的高程，也可以利用相對的高差計算出構件的相對撓度，如式(1)所示。

其中，δa，δb均為支座處的撓度;δx為待測位置處的撓度;fx為待測位置處的實際撓度。

3 檢測結果

3.1 原始資料檢測結果

網架結構的原始設計圖紙、原材料驗收報告等資料齊全。

3.2 表觀質量檢查結果

通過對整個面網架檢查，發現存在以下問題:

1)周邊16根桿件發生彎曲，且與混凝土整澆在一起，如圖2所示;

2)有2處螺栓未擰緊;

3)部分構件漆膜厚度不均勻，厚度不滿足設計要求的125 μm要求，如圖3所示。

圖2 桿件彎曲

圖3 漆膜厚度不均

3.3 幾何參數檢測結果

利用超聲測厚對桿件壁厚進行測量，部分構件測量結果如表1所示。

表1 壁厚測量統計表 mm

3.4 加載使用性能檢驗結果

網架結構上的荷載傳遞路徑為:荷載→屋面板→檁條→支托→節點。根據受荷等效的原理，采用節點吊掛的方式進行加載，這樣可將高空作業轉到地面進行。具體采用方式如圖4，圖5所示。

圖4 加載平臺

圖5 上掛節點連接

確定檢驗荷載后，采用分級加載，每級荷載不宜超過最大荷載的20%，且每級加載后應保持足夠的靜止時間，使本級荷載下的變形得到充分的發展，以免造成對后級別變形累加。同時，每級加載量宜保持相同，以便于對測試數據的非正常性做出快速的判斷，防止事故的發生。

沿直徑方向，以初始狀態為原點，各級荷載作用下的撓度變形增量統計計算結果如表2所示。

表2 各級荷載作用下撓度變形檢測結果 cm

各測點的測試施加荷載—變形增量變化曲線結果如圖6所示。

由表2可得到:加載過程曲線與卸載過程曲線相比，在同一荷載作用下，加載、卸載時測點的殘余變形不大，說明屋面網架結構的整體剛度較大，在測試荷載作用下整個屋面網架結構變形變化沒有進入非線性階段，卸載后的殘余變形與測試過程中所記錄到的最大變形值之比均小于20%，該屋面網架結構使用性能滿足現行標準要求;對被測試網架結構的一個跨度方向上10個測點比較，中間各測點相對兩端測點的相對變形在加載、卸載的過程中也呈現出規律性的變化，跨中的撓度增加較快，沿中間向兩端呈現遞減的趨勢，符合設計原理。

圖6 測點1～10荷載—變形增量曲線

4 檢測結論及建議

4.1 檢測結論

根據以上檢測結果得到以下結論:

1)工程前期資料齊全，符合要求;

2)網架結構中16根桿件發生彎曲、有2處節點螺栓未擰緊;漆膜厚度不完全滿足設計要求;

3)構件尺寸基本滿足設計要求;

4)網架結構承載能力滿足要求。

4.2 使用建議

1)對于螺栓未擰緊的位置應及時采取措施，防止螺栓從螺栓球中拔出;對于周邊桿件彎曲的情況，建議對結構進行定期的撓度觀測，根據積累的數據變化情況做出相應的補救措施。

2)按要求應定期對屋面網架進行檢查，在使用過程中應定期進行油漆和維護，以免構件銹蝕。

3)在工程使用過程中，不得隨意改變網架的使用功能及其受力狀態，不得隨意對其進行改造。

［1］GB/T 50344-2004，建筑結構檢測技術標準［S］.

［2］宋明志，張樹勛.某網架屋蓋安全性檢測與評價［J］.淮海工學院學報(自然科學版)，2010，19(2):64-67.

［3］宋明志，呂恒林.基于局部加載的鋼框架結構使用性能檢驗方法研究［J］.建筑結構，2010，40(4):13-15.

［4］宋明志，呂恒林.屋面空間網架結構使用性能檢驗方法研究與應用［J］.建筑科學，2010，26(11):45-48.

［5］周長明，王春武.談既有房屋結構可靠性鑒定［J］.山西建筑，2012，38(33):48-49.