工業(yè)建筑吊車梁可靠性評價與分析

任 廷 選

(甘肅省建筑科學研究院有限公司，甘肅 蘭州 730060)

0 引言

我國建造于20世紀的大量工業(yè)建筑已接近使用壽命年限，構件由于受到使用條件變化及環(huán)境侵蝕等因素的影響，同時構件自身的不斷老化、構件的材料性能也會隨著時間逐漸退化，功能將逐漸降低甚至喪失，且部分構件已出現(xiàn)病害。因此對工業(yè)建筑結構構件進行精確的可靠性鑒定是十分迫切的,也是十分必要的，它也是建筑物使用、維修、改造的基礎。

1 工程概況

某工業(yè)廠房平面大致呈“L”形，總建筑面積7 285.7 m2，設計建造于1976年，主要區(qū)域為單層鋼筋混凝土柱排架結構(部分為砌體結構)，該工程所處地區(qū)抗震設防烈度為8度，設計地震分組為第三組，設計基本地震加速度為0.2g。

2 現(xiàn)場檢測

根據(jù)現(xiàn)場調查，該廠房A,C及P,Q軸線共有魚腹式鋼筋混凝土吊車梁及H型鋼吊車梁兩種，由于該廠房建造年代較早，無任何設計資料，現(xiàn)場對三種梁截面尺寸、混凝土強度、鋼筋配置、變形及損傷情況進行了調查和檢測。

2.1 魚腹式鋼筋混凝土吊車梁檢測

魚腹式鋼筋混凝土吊車梁現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)見表1。

表1 魚腹式鋼筋混凝土吊車梁實測數(shù)據(jù)

2.2 型鋼吊車梁檢測

型鋼吊車梁現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)見表2。

表2 型鋼吊車梁實測數(shù)據(jù)

2.3 吊車梁變形檢測

按照吊車梁實際使用荷載，對混凝土魚腹式吊車梁分6級加載，每級加載重量依次為：吊車自重—吊車自重+1.5 t—吊車自重+3.0 t—吊車自重+4.5 t—吊車自重+6.0 t—吊車自重+7.5 t；

型鋼吊車梁分5級加載，每級加載重量依次為：吊車自重—吊車自重+1.5 t—吊車自重+3.0 t—吊車自重+4.5 t—吊車自重+6.0 t。

在荷載達到檢驗荷載前，每級加載后的持荷時間為15 min，同時檢查吊車梁有無開裂跡象；當荷載達到檢驗荷載后，持荷1 h。每級持荷結束時，觀測并記錄測量值。

卸載按后加先卸載順序，即1.5 t—3.0 t—4.5 t—6.0 t—7.5 t—吊車自重+7.5 t的順序進行卸載。

根據(jù)測量結果，繪制了位移曲線及應力曲線，見圖1～圖4。

3 吊車梁計算

3.1 魚腹式吊車梁計算

1)魚腹式吊車梁計算參數(shù)見表3。

表3 魚腹式吊車梁計算參數(shù)

2)梁的內力計算。

根據(jù)影響線確定跨中最大彎矩、剪力荷載布置及支座最大剪力荷載布置如圖5，圖6所示。

3)承載力極限狀態(tài)驗算。

a.梁跨中受彎承載力驗算。

b.支座受剪承載力驗算。

0.25βcfcbh0=243.95 kN>V=146.44 kN(滿足γ0·S

4)正常使用極限狀態(tài)驗算。

a.受彎最大裂縫寬度驗算。

0.07 mm<ωmin=0.20 mm。

b.受彎撓度驗算。

3.2 型鋼吊車梁計算

3.2.1型鋼吊車梁截面

型鋼吊車梁截面示意圖見圖7。

3.2.2計算參數(shù)

型鋼吊車梁截面計算參數(shù)見表4。

表4 型鋼吊車梁截面計算參數(shù) mm

3.2.3梁的內力計算

根據(jù)影響線確定跨中最大彎矩、剪力荷載布置及支座最大剪力荷載布置如圖8,圖9所示。

吊車梁內力計算。

3.2.4截面強度計算

1)抗彎強度。

跨中截面受壓邊緣纖維承載力滿足規(guī)范要求。

跨中截面受拉邊緣纖維承載力滿足規(guī)范要求。

2)支座界面處的抗剪強度。

支座界面處的抗剪強度滿足規(guī)范要求。

3)跨中梁腹板計算高度邊緣處折算應力。

跨中梁腹板計算高度邊緣處折算應力滿足規(guī)范要求。

3.2.5剛度計算

跨中最大撓度：

跨中最大撓度滿足規(guī)范要求。

3.2.6梁的整體穩(wěn)定性計算

穩(wěn)定系數(shù)：

整體穩(wěn)定滿足規(guī)范要求。

4 鑒定結論

根據(jù)檢測、計算結果，混凝土魚腹梁可靠性鑒定評級為b，型鋼吊車梁可靠性鑒定評級為b，即略低于國家現(xiàn)行標準規(guī)范的可靠性要求，仍能滿足結構可靠性的下限水平要求，不影響安全，在目標使用年限內尚不明顯影響正常使用，可不必采取措施。

5 總結與展望

在《工業(yè)廠房可靠性鑒定標準》中明確規(guī)定了工業(yè)廠房可靠性鑒定的目的、程序、等級標準。雖然建筑物的鑒定與結構計算及結構設計有相同之處,但也存在著很大的差異，本次結合某工業(yè)廠房吊車梁可靠性鑒定，闡明合理精細的現(xiàn)場檢測、性能試驗(主要為現(xiàn)場荷載試驗)及可靠性分析是解決工業(yè)建筑尤其年代已久或缺乏設計資料建筑的有效手段。