本工程钢结构位于广州市越秀区,结构建于2012年,基本形式为钢结构,节点采用螺栓及焊接连接方式,主要采用12#工字钢与主体结构(混凝土构件、砖墙)连接,热镀锌方通80×60×4及60×60×4作为主要幕墙骨架,工字钢与幕墙骨架之间通过80×60×4镀锌方通连接。
原设计为灯箱广告牌支承结构,现使用方拟对部分区域进行拆除改造为玻璃幕墙并安装轻质广告(立面图见图1),使用功能的改变需对主支承钢结构进行现场检测及结构验算,分析该结构现有的工程质量,对该结构的安全性进行评估,并对不满足承载要求的构件及节点进行加固。
根据委托方提供的原幕墙结构设计图纸,我方的检测内容如下:
(1)结构布置核查:采用激光测距仪复核轴线间距是否与图纸一致,检查结构布置是否满足国家规范和设计要求、是否有构件缺失等;
(2)构件尺寸核查:采用钢卷尺、游标卡尺对钢构件进行部分抽样检查,实际测量构件的高度、宽度和壁厚;
(3)杆件外观缺损及表面损坏检查:检查构件是否有断裂、锈蚀整体弯曲变形、局部凹凸变形、切口、烧伤等;
(4)焊缝外观缺损及表面损坏检查:检查杆件连接焊缝是否有裂纹、表面咬边、表面夹渣,焊缝是否饱满、表面有无气泡和锈蚀程度。选择结构安全影响大的部位或损伤代表性的部位进行详细检查;
(5)支座情况检查:对钢结构支座进行检查,检查支座是否有滑移变形、开裂现象,观察连接板是否有变形,弯曲、裂纹、锈蚀等缺损情况。依据检测结果及复原图纸,建模计算分析其承载能力。
3、结构存在的问题及加固问题
依据检测结果及复原图纸,建模计算分析其承载能力。
3.1 构件承载力
经验算,部分杆件强度应力比、绕3轴稳定应力比不满足要求。
加固处理方案:
1)对应力比不满足的方通骨架构件采用焊接槽钢的方式进行加固。例如原60×60×4方通双侧焊接[6.3普通槽钢,具体加固大样详图3,加固后按140×60×4方通进行承载力验算。
2)对强度应力比不满足要求的左侧楼梯位置最下层工字钢柱,采用翼缘焊接钢板的方式进行加固,加固后按360×350×12×25工字钢进行承载力验算。
3.2节点及连接域
工字钢横梁与砌体结构连接节点:没有同时满足受拉、受剪、拉剪复合受力作用下承载要求的节点,连接节点承载能力不满足要求。且节点的锚栓边距及间距均不满足构造最小值要求。
加固处理方案:
在原工字钢梁位置增加12#工字钢柱,通过锚栓与主体结构混凝土楼板连接,增加原工字钢梁与主体结构连接的可靠性。
3.3其他缺陷
竖向方通之间连接位置焊缝存在漏焊、少焊的情况;幕墙方通骨架与工字钢之间水平连接方通存在裸露无防护部分,杆件易产生锈蚀影响其承载能力。
加固处理方案:
对漏焊少焊位置应进行补焊,裸露部位进行封闭处理;对施工过程中发现锈蚀的部位,应除锈后重做防护。
采取上述加固措施后,杆件受力情况如下,均满足要求。
我院对本项目采用检测鉴定、加固设计的全面协同作业,发挥检测鉴定与加固设计一体化的优势,提升了设计效率和质量,并且为业主节省了工期:
1)既有建筑结构的检测鉴定、加固设计一体化改造将两者的前期准备工作进行了有机的结合,二者相辅相成有效节省时间、沟通成本和工作量。
2)现场检测人员可及时提交检测数据给加固设计师,方便加固设计师提前进行结构计算分析,并共同参与到结构检测鉴定的过程中,提前熟悉了解现状存在的问题,使得加固设计更具有针对性。
本工程实例的鉴定加固一体化取得了较好的效果,具有很好的工程实际意义,可为今后同类工程的鉴定、改造与加固提供借鉴。
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