随州既有单层工业厂房安全性检测与分析

时间：2021-10-15

随州既有单层工业厂房安全性检测与分析

既有单层工业厂房安全性检测与分析
综合国内外研究表明，世界上经济发达国家的工程建设大体上都经历了3个阶段，即大规模新建、新建与维修改造并举和重点转向既有建筑的维修改造。随着我国工程建设到了一定阶段，建筑结构的维修改造将成为主要的建设方式。我国现有大量的建筑结构，其性能已经出现严重退化，安全性也低于设计规范的要求，部分建筑结构功能相对于新的要求已经落后。大量现存结构因性能退化面临着退役的威胁，并且新建工程费用高、周期长，而对既有建筑结构进行加固维修投资小、工期短。未来对既有建筑结构的改造利用仍是工程建设重点，而建筑结构改造的前提是对其进行鉴定，然后根据鉴定结果采取相应的处理措施。以某单层工业厂房为例，对其进行安全性检测，同时得出了一些相关结论，为后续的同类工作提供了参考。
1 工程概况

1.1 项目现状该项目位于某工业园。建筑为单层工业厂房，主体为钢结构，建筑面积4122.2m2。接受检测委托后，按照现行《工业建筑可靠性鉴定标准》（GB50144-2008）的要求对该建筑进行了安全性鉴定。
1.2 整体外观检测对该单层工业厂房进行外观检测，该厂房整体外观良好，无明显破损和不均匀沉降，厂房内部保存良好，钢构件无明显锈蚀倾斜现象。维护系统完整，满足使用要求[1]。
2 结构原位检测

2.1 构件垂直度检测依据国家标准《工业建筑可靠性鉴定标准》GB50144-2008和《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001，对厂房内钢柱进行随机抽样，并使用全站仪测量厂房内柱底和柱**坐标，并计算柱子垂直度偏差，经检测：厂房柱垂直度偏差，较大值为62.97mm，较小值为4.00mm，平均值为18.96mm。
2.2 构件跨中挠度检测
依据国家标准《工业建筑可靠性鉴定标准》GB50144-2008和《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001，对厂房内钢梁进行随机抽样，并使用全站仪测量厂房内梁跨中和支座坐标，与设计图纸比对，计算出钢梁跨中挠度值，经检测：厂房梁跨中挠度，较大为值78.00mm，较小值为10.00mm，平均值为37.00mm。
2.3 构件外观检测
依据国家标准《工业建筑可靠性鉴定标准》GB50144-2008和《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001以及行业标准《钢结构现场检测技术标准》GB/T50621-2010，对厂房内构件进行随机抽样，并依据相关规范、标准进行外观检测，典型构件外观检测，构件满足构造要求，有轻微锈蚀，结合该工业厂房的用途及工作环境，初步判断属于大气腐蚀。焊缝及涂层状况良好，螺栓连接满足要求。维护系统中屋盖系统与围护墙体完整，满足使用要求。
3 数值分析3.1 静力分析使用有限元软件ANSYS对该单层工业厂房进行分析，根据目前实测数据进行建模，并做荷载简化处理。梁柱等均使用BEAm188单元模拟。屋面板采用压型钢板，简化为质量点均匀作用于钢架梁上，质量点采用mASS21单元模拟。模型选用双线性随动强化模型，材料属性按照现场测定数据定义，钢材采用Q235。
3.2 动力分析
模态分析是结构动力分析的基础，利用有限元软件进行模态分析，得到该结构**阶模态。考虑到淮南地区7度抗震设防，结合现行《建筑抗震设计规范》GB50011-2010，利用峰值加速度为220GAl的3条地震波（ElCENTro波、TAfT波和人工波）对结构进行三向激励，地震波时长20S，结果显示该结构变形及强度均满足要求。以ElCENTro波作用下，结构整体受力和**点水平位移为例进行说明。在ElCENTro波激励下，单层工业厂房的较大应力出现在柱脚处，应力值为195mPA。
4 结束语
既有建筑的安全性检测是一项非常重要的工作，是建筑结构改造的前提，符合当前提出的全寿命周期设计的理念。
以某单层工业厂房为例，经过多方面检测及数据分析，得出了以下结论：
①该厂房整体外观良好，无明显破损。钢构件整体无明显锈蚀倾斜现象。但部分钢柱柱脚部位有锈蚀现象，初步判断是由于使用环境导致的大气腐蚀，具体腐蚀机理及对结构的影响需进一步展开研究。
②承重结构未出现明显变形，构件承载力满足要求。维护系统完整，满足使用要求。地基未发现不均匀沉降现象。

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