某鋼結構車間現狀質量檢測評價

李 偉 偉

(山西省建筑科學研究院有限公司，山西 太原 030001)

0 引言

近些年來，鋼結構工程發展較快，鋼結構占建筑工程中的份額越來越大。鋼結構與其他建筑結構相比，具有強度高、重量輕、工程化程度高等優點，另外，“5·12”汶川地震也充分證明，鋼結構的抗震性能遠遠高于砌體結構、鋼筋混凝土結構。如何保證鋼結構的施工質量以及對既有鋼結構進行檢測，越來越受到人們的重視，鋼結構檢測任務有逐年增加的趨勢，迫切需要一些典型的工程經驗。本文通過某工程實例，主要介紹關于補充資料的新建鋼結構車間的現狀質量驗收，從而為類似工程提供參考。

1 工程概況

某車間為單層雙坡雙跨門式鋼架，建成于2019年年底，該車間縱向鋼架33榀間距均為6.0 m，總長為192.0 m；橫向抗風柱每跨3根間隔6.0 m，單跨24 m，總寬為48 m；檐口高度10.8 m，最大高度13.2 m，建筑總面積約10 000 m2。該車間基礎形式為柱下獨立基礎，持力層為第①層粉土，地基承載力特征值為120 kPa，墊層混凝土強度為C15，獨立基礎強度為C30。車間平面、立面布置圖分別如圖1～圖3所示。

2 檢測原則

鑒于本次檢測所涉及建筑均已建設完成，受現狀條件局限，建筑部分質量狀況業已隱蔽不便大范圍破損檢測。故本次檢測評價以建筑設計圖紙為根本，立足于現行標準規范，結合建筑現有的相關資料，根據實際情況進行必要的抽檢、復核、測試工作，以便客觀的揭示建筑現狀質量狀況。

3 資料調查

3.1 巖土資料調查

據工程勘察結果及區域地質資料，場地及場地附近無全新活動斷裂，且沒有發現其他影響本工程安全的其他不良地質作用，該場地為相對穩定場地，適宜本工程建設；擬建建筑物地基為均勻地基，持力層為第①層粉土，地基承載力為120 kPa，且為中等液化土層，深度按20.0 m考慮；另擬建場地為非自重濕陷性場地，建筑場地類別為Ⅲ類，且不存在地震液化現象，為抗震一般場地，可不考慮軟弱土的震陷影響。

3.2 設計資料調查

本工程主鋼架鋼材采用Q345B鋼，鋼系桿采用材質為Q235B的鋼管，屋面水平支撐采用材質為Q235B的圓鋼，屋面檁條采用材質為Q235B的C型鋼，屋面隅撐采用材質為Q235B的角鋼，拉條、斜拉條采用材質為Q235B的圓鋼；橫梁與剛架柱之間、橫梁與抗風柱均采用螺栓連接；屋面及柱間支撐采用材質為Q235B的角鋼，形式為十字交叉支撐體系。

端板與柱、梁翼緣和腹板的連接焊縫為全熔透坡口焊，質量等級為二級，其他焊縫為三級。剛架構件現場連接采用10.9級摩擦型高強螺栓，高強螺栓結合面不得涂裝，摩擦滑移系數為0.45；環氧富鋅底漆涂料兩遍,涂層厚度70 μm，環氧云鐵中間涂料一遍，涂層厚度60 μm，環氧聚氨酯面涂料兩遍,涂層厚度70 μm，當涂層用于室外時,涂層的總厚度宜增加20 μm～40 μm。

3.3 其他資料調查

經委托方提供工程相關的建設原材復檢報告，包括鋼材材質報告、物理力學復檢報告、高強螺栓連接副試驗報告及抗滑移報告和焊縫超聲波探傷檢驗報告，其檢測結果均符合相關要求。

4 現場檢查、檢測

4.1 結構布局及基本尺寸核查

該建筑為單層雙坡雙跨門式剛架車間，規格為192.0 m×48.0 m，每榀剛架間距6.0 m，單跨24 m。鋼柱、梁均采用H型鋼，鋼系桿采用鋼管，屋面水平支撐及柱間支撐均采用角鋼剪刀撐，屋面隅撐采用角鋼，檁條采用C型卷鋼，拉條、斜拉條采用圓鋼，撐桿材質為Q235B的圓鋼+套管。

鋼柱在高度為6.5 m～7.0 m位置設置牛腿，用以支撐吊車梁，兩側鋼柱牛腿上下鋼柱規格相同以500 mm×300 mm×8 mm×14 mm H形截面為主，翼緣寬300 mm、截面高500 mm、翼緣板厚14 mm、腹板厚8 mm；鋼梁每跨可分為三節，整體分為四個節點由高強螺栓連接。

車間縱向剛架33榀間距為6.0 m，橫向抗風柱每跨3根間隔6.0 m。檐口高度10.8 m，最大高度13.2 m。抗風柱規格300 mm×200 mm×6 mm×8 mm H形截面，翼緣寬200 mm、截面高300 mm、翼緣板厚8 mm、腹板厚6 mm。

4.2 支撐體系核查

該車間共設置六道柱間支撐分別位于建筑物①軸～②軸、⑧軸～⑨軸、軸～軸、軸～軸、軸～軸以及軸～軸間，對應位置設置屋面水平支撐，柱間支撐規格為75 mm×5 mm的角鋼，形式為剪刀撐；柱高約7.0 m位置及每榀分別在端部及跨中位置設置水平鋼系桿。

根據現場條件，對部分節點進行檢查未發現明顯的螺栓松動等不良現象。屋面檁條通過隅撐固定在剛架梁上。支撐系統設置情況與設計基本相符,未發現其他明顯缺陷。

4.3 基礎檢查、檢測

根據現場條件，對該建筑30/C軸基礎開挖揭示：基礎形式為混凝土獨立基礎，基底埋深為-1.7 m，基礎總尺寸約為4 000 mm×2 500 mm，共三階拓寬；上部鋼柱剛接混凝土柱墩，底部兩階拓寬800 mm，高600 mm；現場揭示基礎底部為壓實素土，周邊有素土回填，經與設計圖紙復核，其基礎規格、尺寸及基底、回填土等均與設計圖紙相符；另本次還同步在開挖基礎部位鉆取芯樣1個，經試驗，其現齡期抗壓強度為31.6 MPa，滿足設計要求。

4.4 鋼構件材料強度檢測

根據現場條件，本次鋼材力學性能測試分兩種方式進行：

1)根據現場情況選取車間鋼材加工余料截取鋼試件進行室內力學性能測試，測試結果見表1。

由表1可知：本次截取樣品的力學性能均可滿足GB/T 1591—2018低合金高強度結構鋼中Q345B所要求的技術參數。

2)現場采用里氏硬度計進行鋼材硬度測試，進而推算鋼材力學性能。具體檢測情況見表2。

表1 鋼試件力學性能測試

表2 鋼架鋼材強度計算結果

4.5 鋼構件涂層厚度檢測

設計要求環氧富鋅底漆涂料兩遍，涂層厚度70 μm；環氧云鐵中間涂料一遍，涂層厚度60 μm；環氧聚氨酯面涂料兩遍，涂層厚度70 μm，漆膜總厚度為200 μm。依據GB/T 50205—2001鋼結構工程施工質量驗收規范相關規定，涂層厚度允許偏差為-25 μm，使用涂層測厚儀對鋼柱涂層厚度進行檢測，檢測結果如表3所示。

4.6 焊縫質量抽檢

采用JUT500型超聲探傷儀對鋼柱的焊縫進行超聲探傷，具體結果如表4所示。由表4可知：焊縫外觀成型較好，滿足GB/T 50205—2001鋼結構工程施工質量驗收規范關于二級焊縫外觀質量標準；超聲探傷結果表明，本次抽檢發現一處焊縫質量超標，已現場進行整改；除此外，其余焊縫質量均滿足標準JG/T 203—2007鋼結構超聲探傷及質量分級法的二級焊縫Ⅲ級質量要求的規定。

4.7 構件變形測量

依據GB/T 50205—2001表10.3.4規定“單層鋼結構安裝工程整體垂直度允許偏差為H/1 000，且不應大于25 mm,”采用全站儀對鋼柱進行垂直度測量，具體測量數據如表5所示，由表5中數據可知，該建筑現狀垂直度控制良好，未超過GB/T 50205—2001鋼結構工程施工質量驗收規范的允許偏差。

表3 涂層厚度檢測結果表

表4 鋼柱焊縫超聲探傷檢測

表5 鋼柱變形檢測

5 現狀質量分析評價

5.1 地基基礎

由場地勘察資料揭示，場地存在輕微的非自重濕陷隱患；依據濕陷規范規定，場地可不做處理，但需做好相應的防水措施；故其建筑場地在做好周邊防排水工作及日常用水管理的狀況下，場地濕陷隱患不足為慮。

另由本次基礎檢查揭示，車間基礎規格、埋深、混凝土強度及基礎回填土等狀況均基本符合設計要求；且由本次結構垂直度測量揭示其主體變形控制良好；綜上可見，該結構現狀地基基礎狀況良好，能夠滿足結構正常安全使用要求。

5.2 上部結構

由本次現場檢查、檢測揭示，車間結構布置合理，且鋼柱鋼梁截面尺寸、鋼材硬度測試、焊縫質量把控等項次均符合設計要求；加之現場鋼柱變形測試及支撐系統核查揭示，剛架制作安裝質量控制良好；支撐體系安裝到位；再結合委托方提供車間鋼材強度，螺栓相關參數及焊縫質量檢驗等原材復檢印證報告綜合分析認為，車間現狀上部結構整體承載系統完善，基本實現設計意圖，能夠滿足結構正常安全使用要求。

6 結語

目前，我國正處于城市建設的快速發展時期，難免會存在一批未批先建的鋼結構建筑，在缺乏主管部門監管之下的鋼結構建筑的工程質量就勢必需要通過科學的方法和檢測手段才能夠保證檢測結果的準確性，從而確保結構的質量安全。