通過對某大型鋼結構廠房工程結構現(xiàn)場調查，建筑結構布置復核，變形檢測，材料強度檢測，結構損傷檢測，地基基礎的尺寸埋深及材料強度檢測，除塵系統(tǒng)煙囪需要穿越屋面可行性分析，對廠房總體使用性進行判斷，通過數(shù)值分析進行安全性評級，最終進行了廠房可靠性評級鑒定并得出結論。

　　1工程概況:

　　該廠房原建于1976年，1983年進行過擴建，主體結構為單層多連跨排架結構，屋面系統(tǒng)采用鋼屋架和鋼桁架檁條。本次擬新建高強平整線工程和擬新建高強橫切線工程區(qū)域位于該廠房E-I/48-95軸線，該區(qū)域南北向總長552.00m，東西向總寬60.00m，軸線面積約33210m2。廠房內E-H/48-95軸線區(qū)域現(xiàn)有1#橫切機組和H-I/48-95軸線區(qū)域現(xiàn)有2#橫切機組，委托方擬在1#橫切機組跨新建高強平整機組，擬在2#橫切機組跨新建高強薄板橫切機組。原1#橫切機組跨有3臺40t和1臺30t橋式起重機，原2#橫切機組跨有3臺40t和1臺30t橋式起重機，因本次新建高強平整機組和新建高強橫切機組吊卷及設備檢修需要，原1#橫切機組跨擬新增1臺50/10t和1臺55/10t橋式起重機，原2#橫切機組跨擬新增1臺50/10t橋式起重機，同時新建高強平整機組和新建高強橫切機組區(qū)域擬新增除塵系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)煙囪需要穿越屋面系統(tǒng)。為進行改造，廠家需要進行廠房結構可靠性鑒定。

　　2調查、檢測及分析結果

　　2.1使用情況調查

　　通過對現(xiàn)場調查，并結合委托方提供的信息，受檢房屋自1976年設計建造以來一直作為生產車間成品庫使用，1983年進行過擴建，擴建范圍為87-95軸線區(qū)域，除此之外，該廠房未發(fā)生過火災、使用荷載過大、結構大修等情況，周邊也不存在基坑開挖等異常情況。擬新建區(qū)域局部已經(jīng)停產閑置。

　　經(jīng)現(xiàn)場調查，1976年設計建造區(qū)域主要采用混凝土格構柱+鋼屋架體系和鋼格構柱+鋼屋架體系，其中E/48-70軸為鋼格構柱，H-I/48-61軸為鋼格構柱，E/70-87軸為混凝土圓管格構柱，H-I/61-87軸為混凝土圓管格構柱。1983年設計建造區(qū)域E-I/87-95軸區(qū)域為鋼格構柱+鋼屋架體系。

　　2.2建筑結構布置復核

　　（1）主要軸線尺寸檢測。采用DISTO TM A8激光測距儀和5m鋼卷尺對房屋主要軸線間距進行檢測。檢測結果表明，該廠房檢測區(qū)域排架柱距為12m，跨度為30m。1976年設計建造區(qū)域的柱距和跨度與1983年擴建區(qū)域的柱距和跨度基本一致。

　　（2）構件尺寸檢測。采用激光測距儀、5M鋼卷尺、游標卡尺、超聲波測厚儀、電鉆等儀器和設備對構件尺寸等進行檢測及復核?；炷粮駱嬛闹叽鐬?00mm×100mm空心管柱，鋼格構柱的肢柱尺寸為H500mm×350mm×10mm×14mm，吊車梁尺寸為H1500×540mm（上翼緣）×400mm（下翼緣）×14mm×20mm。

　　2.3變形檢測

　　現(xiàn)場采用TCR1202+R400型全站儀對受檢廠房的傾斜情況和吊車梁的變形情況進行了抽查測量。測量結果表明，受檢廠房柱南北向最大傾斜率為向北1.87‰，東西向最大傾斜率為向西2.21‰，均達到《工業(yè)建筑可靠度鑒定規(guī)范》（GB50144-2008）使用性評級為B級，傾斜率雖超過H/1250，但不影響吊車運行的要求。受檢廠房抽查吊車梁跨度均為12m，其撓度值最大為5mm，均小于《鋼結構設計標準》（GB50017-2017）中鋼吊車梁撓度不應大于L/1000限值的要求。

　　2.4主體結構材料強度檢測

　?。?）混凝土碳化深度檢測

　　現(xiàn)場采用酚酞試劑對該房屋部分混凝土構件的混凝土碳化深度進行測試。結果表明，所測混凝土構件均有一定碳化，混凝土碳化深度大于6mm。

　　（2）混凝土構件強度檢測評定

　　采用回彈法檢測混凝土強度，根據(jù)《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》（JGJ/T23-2011）對受檢廠房基礎短柱、混凝土柱、肩梁混凝土強度進行了回彈檢測。根據(jù)《混凝土結構加固設計規(guī)范》（GB50267-2013）對齡期超過1000d，碳化深度大于6mm的回彈結果應進行齡期修正。根據(jù)現(xiàn)場調查，受檢廠房1976年設計建造，齡期超過15000d，根據(jù)規(guī)范取修正值系數(shù)0.89。檢測結果表明，受檢廠房圓柱混凝土強度在45.7MPa-47.2MPa之間，推定強度為45.6MPa，受檢廠房格構柱肩梁混凝土強度在20.6MPa-22.0MPa之間，推定強度為20.4MPa，受檢廠房基礎短柱混凝土強度在27.0MPa-30.1MPa之間，推定強度為26.2MPa。

　　（3）鋼筋強度檢測

　　現(xiàn)場根據(jù)鋼筋實際情況，采用里氏硬度計進行抽樣檢測。檢測結果表明，鋼筋的平均里氏硬度值在414HLD-442HLD之間，對應抗拉強度值在482MPa-546MPa之間，達到HRB335級鋼筋強度等級。

　?。?）鋼材強度檢測

　　現(xiàn)場根據(jù)鋼構件實際情況，采用里氏硬度計，參照《鋼結構現(xiàn)場檢測技術標準》（GB50621-2010）和《金屬材料·里氏硬度試驗第1部分：試驗方法》（GB/T 17394.1-2014）進行鋼構件強度現(xiàn)場抽樣檢測。檢測結果表明：受檢吊車梁鋼材里氏硬度值在443HLD-455HLD之間，對應抗拉強度值在548MPa-582MPa之間，達到Q345級鋼強度要求，受檢鋼柱、柱間支撐、鋼屋架等的里氏硬度值在356HLD-409HLD之間，對應抗拉強度值在379MPa-467MPa之間，達到Q235級鋼強度要求。

　　2.5建筑結構損傷狀況檢測

　　為明確受檢對象目前損傷狀況，現(xiàn)場對受檢房屋的損傷情況進行檢測。檢測結果表明，受檢房屋目前主要存在：個別格構柱上部肩梁存在鋼筋露筋現(xiàn)象，肩梁外露鋼筋銹蝕較嚴重，個別格構柱分肢鋼柱存在局部漆膜脫落銹蝕，個別格構柱分肢鋼柱局部被撞變形，個別柱間支撐局部綴條與主肢脫開等損傷，屋架體系存在局部輕微銹蝕，鋼吊車梁存在局部輕微銹蝕，個別部位漆膜起皮脫落。屋面彩鋼板局部破損透光，局部地面面層破損嚴重等情況。除此之外，主體結構構件及連接節(jié)點基本完好，經(jīng)開挖檢測的基礎短柱混凝土表面基本完好，未發(fā)現(xiàn)裂縫和腐蝕存在，開鑿的混凝土柱、肩梁、基礎短柱鋼筋均較完好，未發(fā)現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。

　　2.6地基與基礎

　　根據(jù)現(xiàn)場實際，對I72軸柱下基礎進行開挖，地下水埋深為1.4m，開挖到5m處，挖機沿著短柱向下觸探，未觸碰到地下承臺，挖機觸探深度達到6m。因地下水位較高，周邊均為設備基礎，繼續(xù)下挖必然導致大量抽取地下水。由于可供開挖的場地狹小，周邊設備基礎、地面設施等較多，無法采取截水和降水回灌等措施，為避免廠房周邊建筑物及設備基礎因大量降水出現(xiàn)下沉及對所開挖基礎造成破壞停止降水開挖。因廠房設計建造已有40余年，為避免基礎降水開挖對廠房及設備基礎和周邊設施造成不均勻沉降破壞，不建議對其他軸柱下基礎開挖。

　　根據(jù)1983年擴建部分的基礎施工圖可見，地下Q3土層容許承載力達到450kPa。根據(jù)擴建施工圖，I87線廠房基礎為獨立基礎。獨立基礎持力層為Q3土層。根據(jù)1983年擴建部分基礎施工圖和1976年設備基礎圖中設備基礎底面埋深判斷，1976年原設計圖中，廠房柱基礎采用的杯口短柱獨立基礎，基底埋深大于臨近的設備基礎。根據(jù)委托方提供的設備基礎圖，設備基礎埋深主要為4.0m、5.0m、7.8m、8.2m、9.5m，其中埋深為4.0m-5.0m的設備基礎較多。設備基礎圖中個別柱基礎與設備基礎連接。根據(jù)設備基礎圖及1983年擴建部分的基礎圖判斷，E線、H線、I線獨立基礎埋深主要為4.0m，特殊部位柱獨立基礎埋深主要根據(jù)設備基礎埋深而定，柱獨立基礎埋深略大于臨近的設備基礎埋深。

　　根據(jù)現(xiàn)有1983年廠房擴建設計圖紙和1976年設備基礎施工圖判斷，E線、H線、I線獨立基礎基底主要埋深為4.0m。獨立基礎主要尺寸主要為6.0m×5.0m，短柱尺寸主要為3.0m×1.2m，雙柱獨立基礎主要尺寸為6.0m×6.4m，雙柱基礎短柱截面尺寸主要3.0m×2.7m。另外，根據(jù)1983年原設計圖紙和現(xiàn)場實際可見，廠房擴建部分柱采用H型鋼格構柱，基礎主要為灌注樁基礎，灌注樁徑800mm，樁長16m，樁尖在Q3土層內沒有進入風化基巖，單樁允許承載力為1600kN，承臺厚度2.0m，承臺底面主要埋深為3.0m，基礎頂部至地面鋼柱采用100#混凝土包裹，基礎、承臺、灌注樁采用200#混凝土。

　　根據(jù)開挖的I72軸基礎和外露的E55軸、H55軸、I55軸基礎短柱可見，短柱保存基本完好，未發(fā)現(xiàn)裂縫和腐蝕存在。

　　2.7.除塵系統(tǒng)穿越屋面影響分析

　　根據(jù)鑒定任務書，廠房E-I軸區(qū)域內要增設除塵系統(tǒng)，且除塵系統(tǒng)煙囪需要穿透屋面。根據(jù)現(xiàn)場實際，屋面板為單層彩色壓型鋼板，由鋼桁架式檁條支撐，桁架式檁條支撐在鋼屋架上。根據(jù)廠房屋面支撐系統(tǒng)的受力傳遞途徑，煙囪修建時可在屋面開設相應尺寸洞口，將相應位置處出現(xiàn)檁條懸臂情況拆除即可，除塵系統(tǒng)穿越屋面對廠房主體結構基本無影響。但應注意修建除塵系統(tǒng)煙囪時，煙囪結構不應與屋面結構系統(tǒng)連接，在屋面開設洞口位置應采取有效的防水措施。

　　3分析及評定

　　3.1承載力計算

　　（1）計算條件

　　軟件：本報告采用PKPMV4.3軟件建立合理的力學模型進行承載力計算，因鑒定范圍為E-I跨，且E-I跨為廠房中間兩個相連跨，為使兩跨邊柱及吊車梁受力傳遞途徑符合現(xiàn)場實際狀況，本報告建立力學模型時將鑒定范圍兩側各外擴一跨，建立橫向平面四跨排架模型進行承載力計算。

　　材性：根據(jù)現(xiàn)場檢測結果和現(xiàn)有廠房局部圖紙，吊車梁鋼材強度等級采用Q345級鋼，其他鋼結構構件鋼材強度等級全部采用Q235級，混凝土管柱混凝土強度等級采用C45，混凝土肩梁和基礎混凝土強度等級均采用C20。受力主筋采用HRB335級熱軋帶肋鋼筋，箍筋采用HPB235級光圓鋼筋，以上材料強度設計值按照《混凝土結構設計規(guī)范》（50010-2010）（2015版）和《鋼結構設計標準》（50017-2017）采用。

　　荷載：根據(jù)《建筑結構荷載規(guī)范》（GB50009-2012）和《建筑抗震設計規(guī)范》（50011-2010）（2016版）有關內容，屋面恒載取值為0.3kN/m2，屋面活載取值為0.3kN/m2，風荷載基本風壓為0.35 kN/m2，基本雪壓為0.5 kN/m2。廠房所在區(qū)域武漢市青山區(qū)地震參數(shù)：設防烈度為6度，基本地震加速度為0.05g，地震分組為第一組。根據(jù)覆蓋層厚度及1983年擴建部分圖紙中的基礎設計說明中地基土承載力允許值和《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50007-2011）中的有關內容判斷場地類別為Ⅱ類。結構自重由軟件自動計算。

　?。?）鋼柱承載力計算

　　典型構件計算結果表明：鋼柱上柱最大的應力比為0.74，平面外長細比為94，鋼格構柱最大穩(wěn)定應力比為0.91，平面外長細比為39，肩梁強度應力比最大值為0.635，穩(wěn)定應力比最大值為0.540，受剪應力比為0.516。鋼柱和肩梁強度應力比和整體穩(wěn)定應力比均基本滿足現(xiàn)行《鋼結構設計標準》（GB50017-2017）要求。

　?。?）混凝土管柱承載力計算

　　典型構件計算結果表明：上柱最大應力比為0.48，平面外長細比為94，鋼柱整體強度應力比和穩(wěn)定應力比均基本滿足現(xiàn)行《鋼結構設計標準》（GB50017-2017）要求。混凝土圓管格構柱計算配筋面積為1276mm2，小于圓管柱實際配筋面積4909 mm2，混凝土肩梁計算配筋面積為1662 mm2，小于實際配筋面積為1963 mm2，混凝土圓管柱和混凝土肩梁承載力基本滿足《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-2010）（2015版）的要求。

　　（4）吊車梁承載力計算

　　吊車梁采用Q345級鋼材建立計算模型，計算結果表明：吊車梁上翼緣自由外伸寬度與其厚度的比為13.150大于規(guī)范允許值7.428，吊車梁的上翼緣最大強度應力為635.429MPa，下翼緣的最大強度應力為240.824 MPa，整體穩(wěn)定應力計算值677.081 MPa大于抗拉應力設計值295.000 MPa。上翼緣的強度和整體穩(wěn)定均不滿足《鋼結構設計標準》（GB50017-2017）要求。

　?。?）地基基礎承載力計算

　　根據(jù)現(xiàn)場基礎開挖及部分圖紙中得到信息建模計算?；A埋深統(tǒng)一取4.0m，基礎分別采用獨立基礎和樁基礎進行計算，獨立基礎尺寸取6000mm×5000mm，厚度取1000mm，地基承載力容許值（《工業(yè)與民用建筑地基基礎設計規(guī)范》（TJ7-74））取450kPa，樁基礎樁徑取800mm，單樁承載力容許值（《工業(yè)與民用建筑地基基礎設計規(guī)范》（TJ7-74））取1600kN，樁承臺尺寸為取6000mm×5000mm，承臺厚度取2000m。受檢廠房1983年擴建圖紙地基基礎設計說明中的承載力容許值是《工業(yè)與民用建筑地基基礎設計規(guī)范》（TJ7-74）中的提法，該規(guī)范1974年修編時，地基承載力取值定為淺層平板荷載試驗中的比例界限內的直線段，即承載力容許值。1989年規(guī)范修編時，因荷載規(guī)范發(fā)生了重大變化，故89規(guī)范地基承載力表中的數(shù)據(jù)均人為放大（不超過1.25倍）。2002規(guī)范修訂時，荷載規(guī)范將荷載組合改回了原來的組合，修訂《地基基礎設計規(guī)范》時，地基承載力取值方法改回了比例界線點。因此，《工業(yè)與民用建筑地基基礎設計規(guī)范》（TJ7-74）中的承載力容許值相當于《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50007-2011）規(guī)范中的地基承載力特征值。計算結果表明：典型排架格構柱基礎的地基反力平均值為141kPa，小于地基承載力特征值450kPa（1983年承載力容許值），地基反力最大值為154kPa，小于1.2倍地基承載力特征值540kPa，有地震組合作用下單樁平均反力為766kN，小于1.25倍單樁承載力特征值2000kN，單樁最大反力為845kN，小于1.5倍單樁承載力特征值2400kN。無地震組合作用下，單樁反力平均值為1042kN，小于單樁承載力特征值1600kN，單樁反力最大值為1128kN，小于1.2倍單樁承載力特征值1920kN。計算結果滿足《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50007-2011）要求。

　?。?）鋼屋架承載力計算

　　根據(jù)現(xiàn)場實際，對受檢廠房鋼屋架進行了建模計算。屋架頂部為桁架式檁條，屋面恒活荷載全部由檁條支撐，由檁條傳遞到鋼屋架節(jié)點上，因此屋面恒活荷載按節(jié)點集中力輸入鋼屋架。計算模型取典型區(qū)域鋼屋架進行計算。計算結果表明，鋼屋架桿件的最大應力比為0.8，其承載力滿足屋架荷載要求。

　　4.結論與建議

　　4.1結論

　?。?）該廠房自1976年設計建造以來一直作為生產車間使用，1983年進行過擴建，擴建范圍為87-95軸線區(qū)域；除此之外，該廠房E-I/48-95軸線區(qū)域未發(fā)生過火災、使用荷載過大、結構大修等情況，周邊也不存在基坑開挖等異常情況；1983年擴建部分柱基礎采用灌注樁基礎，1976年建造部分廠房采用獨立基礎，獨立基礎主要埋深為4.0m，臨近設備基礎部位，獨立基礎埋深大于設備基礎埋深；

　?。?）該廠房柱垂直度最大值為2.21‰，達到《工業(yè)建筑可靠度鑒定規(guī)范》（GB50144-2008）使用性評級為B級，傾斜率雖超過H/1250，但不影響吊車運行的要求。受檢廠房抽查吊車梁跨度均為12m，其撓度值最大為5mm，均小于《鋼結構設計標準》（GB50017-2017）中鋼吊車梁撓度不應大于L/1000限值的要求；

　?。?）該廠房圓柱混凝土強度在45.7MPa-47.2MPa之間，推定強度為45.6MPa，受檢廠房格構柱肩梁混凝土強度在20.6MPa-22.0MPa之間，推定強度為20.4MPa，受檢廠房基礎短柱混凝土強度在27.0MPa-30.1MPa之間，推定強度為26.2MPa；

　?。?）吊車梁鋼材里氏硬度值在443HLD-455HLD之間，對應抗拉強度值在548MPa-582MPa之間，達到Q345級鋼強度等級，受檢鋼柱、柱間支撐、鋼屋架等的里氏硬度值在356HLD-409HLD之間，對應抗拉強度值在379MPa-467MPa之間，達到Q235級鋼強度等級；

　?。?）個別格構柱上部肩梁存在鋼筋露筋現(xiàn)象，個別格構柱分肢鋼柱存在局部漆膜脫落銹蝕，個別格構柱分肢鋼柱局部被撞變形，個別柱間支撐局部綴條與主肢脫開等損傷，屋架體系存在局部輕微銹蝕，鋼吊車梁存在局部輕微銹蝕，個別部位漆膜起皮脫落，屋面彩鋼板局部破損透光，局部地面面層破損嚴重等情況；

　　（6）吊車梁因增加吊車噸位承載力不足，按構件安全性評級為d級，廠房地基基礎、上部結構構件能達到使用性要求B級和安全性要求B級要求，圍護結構能達到使用性要求C級和安全性B級要求。廠房可靠性等級為二級。

　　4.2建議

　?。?）廠房屋面彩鋼板已經(jīng)局部銹蝕，個別部位透光、漏水及破損，建議整體更換屋面彩鋼板，維修或更換破損的采光窗；

　?。?）根據(jù)改造計劃，提升橋式起重機起重噸位造成現(xiàn)有吊車梁承載力不足，建議對現(xiàn)有吊車梁進行更換或采取有效的加固措施；

　?。?）對柱間支撐節(jié)點脫開的部位進行連接，對格構柱被撞變形翹曲的部位進行恢復；

　?。?）對漆膜脫落的和局部銹蝕的鋼構件進行除銹防腐；

　　（5）地面破損部位進行原樣恢復。