钢结构构件的结构检测与鉴定成果

钢结构构件的安全性鉴定,应按承载能力、构造、不适于承载的位移或变形等三个检查项目,分别评定每一受检构件的等级。 与混凝土结构不同,钢结构的节点、连接更为重要,更具特殊性,在构造方法和设计方法上均有更严格的规定,应将其与构件一样作为基本鉴定单位独立进行安全性评定。 钢结构节点、连接域的安全性鉴定,应按承载能力和构造两个检查项目,分别评定每一节点、连接域等级。 对冷弯薄壁型钢结构、轻钢结构、钢桩以及地处有腐蚀性介质的工业区,或高湿、临海地区的钢结构,尚应以不适于承载的锈蚀作为检查项目评定其等级。

最后,取各检查项目中最低一级作为该构件或节点、连接的安全性等级。

1)承载能力

当钢结构构件的安全性按承载能力评定时,应按表6.9 的规定,分别评定每一验算项目的等级,然后取其中最低一级作为该构件承载能力的安全性等级。 当构件或连接出现脆性断裂、疲劳开裂或局部失稳变形迹象时,应直接评定为du 级；节点、连接域的验算应包括其板件和连接的验算。

表6.9　按承载能力评定的钢结构构件安全性等级

2)构造

钢结构构件构造或节点连接构造不当,将引起过度应力集中、次应力以及失稳等,特别是节点连接构造出现严重问题,便会直接危及结构的安全。 在任何情况下,构造的正确性与可靠性总是钢结构构件保持正常承载能力的最重要保证。 考虑到钢结构构件构造与节点、连接构造在概念与形式上的不同,表6.10 将节点、连接构造的评定内容单独列出,分别进行安全性评级。 其中,应根据其实际完好程度确定为au 级或bu 级,根据其实际严重程度确定为cu级或du 级。

需补充说明的是,构造缺陷还应包括施工遗留的缺陷,对焊缝是指夹渣、气泡、咬边、烧穿、漏焊、少焊、未焊透以及焊脚尺寸不足等；对铆钉或螺栓是指漏铆、漏栓、错位、错排及掉头等；其他施工遗留的缺陷应根据实际情况确定。 节点、连接构造的局部表面缺陷包括焊缝表面质量稍差、焊缝尺寸稍有不足、连接板位置稍有偏差等；节点、连接构造的明显缺陷包括焊接部位有裂纹,部分螺栓或铆钉有松动、变形、断裂、脱落或节点板、连接板、铸件有裂纹或显著变形等。

表6.10　按构造评定的钢结构构件安全性等级

3)不适于承载的位移或变形

虽然民用建筑中的钢结构构件较少由于挠度过大而导致安全问题,但是当其他原因引起安全问题时,往往伴随挠度的异常发展。 因此,通过对过大挠度的检查,以评估该构件是否适于继续承载,仍具有实用价值。

(1)受弯构件

对于钢桁架、屋架和托架的挠度,其安全性等级评定方法与混凝土结构桁架挠度相同,且当评定为bu 级时,宜附加观察使用一段时间的限制。 此外,对于钢桁架顶点的侧向位移,当其实测值大于桁架高度的1/200,且有可能发展时,应评定为cu 级或du 级。

其他受弯构件的挠度、偏差造成的侧向弯曲,应按表6.11 的规定评级。 表中l0 为构件计算跨度,ls 为网架短向计算跨度。(www.xing528.com)

表6.11　其他钢结构受弯构件不适于承载的变形的评定

(2)柱顶水平位移

钢结构构件柱顶水平位移或倾斜的安全性等级评定方法与混凝土结构构件相同。

(3)其他

对偏差超限或其他使用原因引起的柱、桁架受压弦杆的弯曲,当弯曲矢高实测值大于柱的自由长度的1/660 时,应在承载能力的验算中考虑其所引起的附加弯矩的影响,并按钢结构构件承载能力相关规定评级。

对钢桁架中有整体弯曲变形,但无明显局部缺陷的双角钢受压腹杆,可根据其整体弯曲变形是否超出《民标》表5.3.4-2 限值进行评级。

4)不适于承载的锈蚀

对冷弯薄壁型钢结构、轻钢结构、钢桩以及地处有腐蚀性介质的工业区,或高湿、临海地区的钢结构,其锈蚀速度将比正常情况下高出5 ～17 倍,其造成的损害会很快超出耐久性试验所考虑的水平和范围。 此时,由于已涉及安全问题,显然应视为“不适于承载的锈蚀”而进行检查和评定。 当钢结构构件的安全性按不适于承载的锈蚀评定时,应按剩余的完好截面验算其承载能力,并同时考虑锈蚀产生的受力偏心效应。 在按表6.12 的规定评级时,表中t 为锈蚀部位构件原截面的壁厚或钢板的板厚。

若构件的锈蚀达到一定深度,则其所造成的问题将不仅仅是单纯的截面削弱,而且还会引起钢材更深处的晶间断裂或穿透,相当于增加了应力集中的作用,显然要比单纯的截面减少更为严重,表6.12 中的限值已考虑这方面的影响。

表6.12　钢结构构件不适于承载的锈蚀的评定

5)其他

对于一些特殊的钢结构构件或连接节点,包括钢索构件、钢网架结构的焊接空心球节点和螺栓球节点、摩擦型高强度螺栓连接、大跨度钢结构支座节点以及橡胶支座等,在其进行安全性鉴定时,尚应考虑相关补充项目进行评级,具体可见《民标》第5.3.6—5.3.10 条款。