工業建筑吊車梁可靠性評價與分析

任 廷 選

(甘肅省建筑科學研究院有限公司，甘肅 蘭州 730060)

0 引言

我國建造于20世紀的大量工業建筑已接近使用壽命年限，構件由于受到使用條件變化及環境侵蝕等因素的影響，同時構件自身的不斷老化、構件的材料性能也會隨著時間逐漸退化，功能將逐漸降低甚至喪失，且部分構件已出現病害。因此對工業建筑結構構件進行精確的可靠性鑒定是十分迫切的,也是十分必要的，它也是建筑物使用、維修、改造的基礎。

1 工程概況

某工業廠房平面大致呈“L”形，總建筑面積7 285.7 m2，設計建造于1976年，主要區域為單層鋼筋混凝土柱排架結構(部分為砌體結構)，該工程所處地區抗震設防烈度為8度，設計地震分組為第三組，設計基本地震加速度為0.2g。

2 現場檢測

根據現場調查，該廠房A,C及P,Q軸線共有魚腹式鋼筋混凝土吊車梁及H型鋼吊車梁兩種，由于該廠房建造年代較早，無任何設計資料，現場對三種梁截面尺寸、混凝土強度、鋼筋配置、變形及損傷情況進行了調查和檢測。

2.1 魚腹式鋼筋混凝土吊車梁檢測

魚腹式鋼筋混凝土吊車梁現場檢測數據見表1。

表1 魚腹式鋼筋混凝土吊車梁實測數據

2.2 型鋼吊車梁檢測

型鋼吊車梁現場檢測數據見表2。

表2 型鋼吊車梁實測數據

2.3 吊車梁變形檢測

按照吊車梁實際使用荷載，對混凝土魚腹式吊車梁分6級加載，每級加載重量依次為：吊車自重—吊車自重+1.5 t—吊車自重+3.0 t—吊車自重+4.5 t—吊車自重+6.0 t—吊車自重+7.5 t；

型鋼吊車梁分5級加載，每級加載重量依次為：吊車自重—吊車自重+1.5 t—吊車自重+3.0 t—吊車自重+4.5 t—吊車自重+6.0 t。

在荷載達到檢驗荷載前，每級加載后的持荷時間為15 min，同時檢查吊車梁有無開裂跡象；當荷載達到檢驗荷載后，持荷1 h。每級持荷結束時，觀測并記錄測量值。

卸載按后加先卸載順序，即1.5 t—3.0 t—4.5 t—6.0 t—7.5 t—吊車自重+7.5 t的順序進行卸載。

根據測量結果，繪制了位移曲線及應力曲線，見圖1～圖4。

3 吊車梁計算

3.1 魚腹式吊車梁計算

1)魚腹式吊車梁計算參數見表3。

表3 魚腹式吊車梁計算參數

2)梁的內力計算。

根據影響線確定跨中最大彎矩、剪力荷載布置及支座最大剪力荷載布置如圖5，圖6所示。

3)承載力極限狀態驗算。

a.梁跨中受彎承載力驗算。

b.支座受剪承載力驗算。

0.25βcfcbh0=243.95 kN>V=146.44 kN(滿足γ0·S

4)正常使用極限狀態驗算。

a.受彎最大裂縫寬度驗算。

0.07 mm<ωmin=0.20 mm。

b.受彎撓度驗算。

3.2 型鋼吊車梁計算

3.2.1型鋼吊車梁截面

型鋼吊車梁截面示意圖見圖7。

3.2.2計算參數

型鋼吊車梁截面計算參數見表4。

表4 型鋼吊車梁截面計算參數 mm

3.2.3梁的內力計算

根據影響線確定跨中最大彎矩、剪力荷載布置及支座最大剪力荷載布置如圖8,圖9所示。

吊車梁內力計算。

3.2.4截面強度計算

1)抗彎強度。

跨中截面受壓邊緣纖維承載力滿足規范要求。

跨中截面受拉邊緣纖維承載力滿足規范要求。

2)支座界面處的抗剪強度。

支座界面處的抗剪強度滿足規范要求。

3)跨中梁腹板計算高度邊緣處折算應力。

跨中梁腹板計算高度邊緣處折算應力滿足規范要求。

3.2.5剛度計算

跨中最大撓度：

跨中最大撓度滿足規范要求。

3.2.6梁的整體穩定性計算

穩定系數：

整體穩定滿足規范要求。

4 鑒定結論

根據檢測、計算結果，混凝土魚腹梁可靠性鑒定評級為b，型鋼吊車梁可靠性鑒定評級為b，即略低于國家現行標準規范的可靠性要求，仍能滿足結構可靠性的下限水平要求，不影響安全，在目標使用年限內尚不明顯影響正常使用，可不必采取措施。

5 總結與展望

在《工業廠房可靠性鑒定標準》中明確規定了工業廠房可靠性鑒定的目的、程序、等級標準。雖然建筑物的鑒定與結構計算及結構設計有相同之處,但也存在著很大的差異，本次結合某工業廠房吊車梁可靠性鑒定，闡明合理精細的現場檢測、性能試驗(主要為現場荷載試驗)及可靠性分析是解決工業建筑尤其年代已久或缺乏設計資料建筑的有效手段。