绍兴市上虞区房屋第三方鉴定检测机构
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作为绍兴市本地区建筑工程质量检测鉴定中心，我们承接江浙沪所有市级、乡镇地区建筑物安全检测鉴定、加固施工、加固设计业务
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1 引言
钢结构以其自重轻、抗震性能好、工业化生产程度高、便于运输和安装、施工快捷等优点，近年来钢结构体系在工程中的应用日益广泛。但它对工艺要求比较高，往往因部分施工人员未有相应的施工资志和技能，造成部分建筑在施工中出现各种质量问题，而在这些建筑加固补强之前，应该对该结构进行检测鉴定。本文结合具体工程实例，对某钢结构办公楼加固补强前的检测鉴定具体工作内容进行了阐述，并提出了相应的加固措施。
2 工程概况
在施工过程中钢梁出现了明显变形，业主单位需要确定该建筑是否安全，委托检测鉴定。结合工程实际情况，采取以下鉴定方案：(1)现场检查结构布局、钢构件尺寸、外观质量状况;(2)建筑物垂直度检测;(3)钢梁挠度检测;(4)钢构件焊缝探伤;(5)钢材、高强螺栓和混凝土强度检测;(6)根据检测结果和相关标准规范要求，对建筑物进行结构验算。
3主要检测结果
(1)现场检查结构布局表明：结构平面尺寸及开间与原设计图纸基本相符，结构布局与原设计图不相符。在建造过程中，业主发现钢梁明显的变形，在检测鉴定之前施工方已在每层2/B轴、3/B轴各增加了一根320×200×10×10mm工字形钢柱(即GZ3)
(2)抽检4根框架钢柱和6根主次钢梁(各三根)横截面尺寸，六处楼板厚度、结构构件尺寸抽查的结果表明：框架钢柱、钢主梁截面尺寸和楼板厚度达到原设计要求，次钢梁横截面尺寸与原设计不相符(次钢梁原设计为槽钢，现为工字钢)。
(3)抽取2根钢梁和钢柱进行焊缝无损探伤检测，其中抽检的3处翼缘板对接焊缝质量达到验收合格标准，其余抽检的6处角焊缝或对接焊缝，焊缝质量达不到验收合格标准。次钢梁因下料尺寸控制不准确，一端与主钢梁采用T型对接焊缝，而另一端与主梁有20mm～30mm空隙，采用钢板二次对接焊缝，部分主梁与次梁节点焊缝质量存在点焊、未满焊、气孔、咬边等明显质量缺陷，详见图2。钢主梁横向加劲肋焊缝尺寸不满足规范要求，存在着明显的质量缺陷。1/B轴、4/B轴钢柱由两根300×100×10槽形截面钢焊接成的300×200×10箱形截面出现撕裂现象，裂纹把板从厚度方向分成两半，经过NDT检测发现裂纹深度发生在深度3mm左右，同时对同一类型同一批号的另外几张板切割的零部件进行检测，发现板内存在夹层，在焊接的过程中由于焊接产生的焊接应力作用将夹层的材料拉开。
(4)现场采用HL-300里氏硬度计对所有钢梁、钢柱板材的表面硬度进行检测。里氏硬度计的冲击装置将冲头从固定位置释放，冲头冲击在试样表面上，测量冲头距试样表面1mm处的冲击速度与反弹速度，里氏硬度值以冲击反弹速度与冲击速度之比来表示，然后将里氏硬度值转换为钢材的抗拉强度标准值。对与框架钢柱、钢梁同一批次钢材现场抽检六组(其中次梁3组)力学性能测试，与框架柱、主梁同一批次的钢材强度Q335B要求，与次梁同一批次的钢材强度只能满足Q235B要求，达不到原设计等级Q335B的要求。对3处楼板钻取混凝土芯样检测，其强度均满足设计要求。
(5)建筑物垂直度观测，共取6根钢柱进行观测，楼面处观测点钢柱倾斜位移量均超出规范规定的允许偏差范围，且均向向框架平面内。
(6)在目前建筑物恒载和活载没有达正常使用的情况下，每层抽取3根主钢梁(共9根)检测其挠度值，三层、天面层钢3/A-C轴梁3/B(为原设计3/A-C轴梁跨中)观测点的挠度分别为52.2mm、44.8mm，2/A-C轴梁2/B(为原设计2A-C轴梁跨中)观测点的挠度为48.6mm、42.1 mm，均超过L/400(35mm)，不满足规范要求。其余观测点的主钢梁挠度值满足规范要求，
(7)其他构造检查发现部分钢柱与钢梁连接节点处钢梁腹板未设横向加劲肋;锚固板与基础无可靠连接;钢柱脚未采用混凝土包裹，柱脚锈蚀。
(8)结构复核计算采用中国建筑科学研究院开发的PKPM系列软件，计算参数：建筑物安全等级为二级，建筑抗震设防类别为丙类，设计地震分组为弟一组，地面粗糙度为B级，应按照6度确定其地震作用与抗震构造措施。荷载根据使用功能，按现行《建筑结构荷载规范》(GB5009-2006)规定取值。混凝土强度取值设计值，钢材强度实测大于设计值的取设计值Q335，介于设计强度与低一个等级之间的钢材取Q235。柱、梁、板构件尺寸均取实测值。钢梁不考虑与混凝土板共同作用(压型钢板与钢采用点焊，混凝土楼板与没有可靠)。假定节点连接满足强度要求，确定节点连接详图。钢梁为受弯构件，发生的变形对其承载力影响较小，仅使其变形加大;钢柱是既承受轴向荷载又承受弯矩的弯压弯构件，它的变形增加会构件的附加弯矩增加，在轴向荷载荷载和附加弯矩的共同作用下发生P-效应，构件承载力逐渐低，甚至破坏。假如柱在轴向压力P作用下工字形截面形心存在水平变形△，变形前后截面边缘纤维的压力力比值为：，这样无论构件截面发生何种变形，根据位移与截面参数可计算出变形前后受压、受拉边缘的应力变化。也可以将增加附加弯矩以荷载菜单里输入，来考虑柱变形对承载力的影响。结构复核表明首层2×A轴、3×A轴、2×B轴、3×B轴、2×C轴、3×C轴钢柱的平面外稳定验算应力比大于1;一至三层1～2×B、3～4×C钢梁强度应力比大于1。在未增加2×B轴、3×B轴钢柱之前，理论计算二层2×A～C轴钢框架梁的zui大挠度为62.mm，二层3×A～C轴钢框架梁的zui大挠度为61.6mm，不满足规范要求;在2/B、3/B轴增加钢柱后，2×A～C轴、3×A～C轴钢框架梁的zui大挠度只有3.12mm，满足规范要求，说明如果基础承力满足要求，2×A～C轴、3×A～C轴钢框架梁挠度增大不会明显增大。
4加固方法
钢结构或构件加固是一项复杂的工作，考虑因素很多，加固方法应从施工方便、不影响生产、经济合理、效果好等方面来选择。应与实际施工方法紧密结合，并应采取有效措施，新增截面、构件和部件与原结构连接可靠，使其形成整体共同工作。在加固施工时，应避免对未加固的部分或构件造成不利的影响，并充分考虑现场条件对施工方法、固效果和施工工期的影响，应采取减少构件在加固过程中产生附加变形的加固措施和施工方法。钢结构的加固主要可分为两大类：(1)改变结构计算简图的加固方法：采用改变荷载分布状况、传力路经、节点性质、边界条件、增设附加杆件或支撑、施加预应力、考虑空间协同作用等措施对结构进行加固的方法。(2)不改变结构计算简图的加固方法：在不改变结构计算简图的前提下，对原结构的构件截面和连接进行补强的方法。此时对构件的加固又称为加大截面法。在梁跨中增加的2/B轴、3/B轴钢柱，使梁的弯矩变为原来的1/8～1/4，挠度变为原来的1/32～1/16，但只适这样形心在中轴线上的等截面钢梁，因为它改变了原结构荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，同时也改变了空间布局。对1～4×A轴、1～4×C轴的钢柱在门窗顶过梁高度处分别增加水平支撑(Φ140×5钢管)，对平面外应力比大于1的2/B轴、3/B轴钢柱采取外包混凝土加固，加固后的截面为400×400，采用强度为C25的细石混凝土，外包30×30×1mm钢丝网防混凝土收缩开裂。对强度不满足要求一至三层1～2×B、3～4×C钢梁采取下翼缘粘碳纤布。对焊接不满足要求的节点在节点处再焊接钢板补强，再进行粉刷防腐涂料。对未采用混凝土包裹的钢柱脚，粉刷防腐涂料。
5总结
(1)在加固设计前，应对钢结构现场实地进行详细的检测和鉴定，该工程的几何尺寸、构件尺寸、节点等是否与设计图纸相符，钢梁挠度和柱垂直度是否满足规范要求。为复核计算及加固设计提供可靠的依据。
(2)在钢结构工程连接节点质量的好坏直接影响到建筑物的安全性、结构性和耐久性，轻则影响正常使用，重则造成巨大经济损失和重大的人员伤亡。应重点检查焊缝接头部位、收弧部位、形状和尺寸突变部位、焊缝与母材连接部位、母材引弧部位等的焊接尺寸是否达到图纸规定的要求，是否有裂纹、咬边、焊瘤、烧穿、下塌等缺陷;在焊缝的端面处，重点检查其是否有夹渣、未焊透和未熔合的现象。
(3)当存在超限的施工偏差，受压构件存在较大的移位或变形时，计算分析应考虑其不利影响。
(4)当钢柱平面外应力比超， 可以采用增设刚性系杆柱间支撑以减小钢柱平面外计算长度的方法进行加固， 这样既减少了工程造价，又加快了施工速度。
(5)在对钢梁和钢柱进行焊接加大截面加固时，应尽量进行卸荷处理，焊接时注意施工方法和顺序，避免焊接造成钢梁和钢柱的变形。
(6)对于加固时可能出现倾斜、失稳或倒塌等不安全因素的钢结构，在加固施工前，应采取相应的临时安全措施，以防止事故的发生。
希望通过对该钢结构办公楼检测鉴定信及加固设计的介绍，能够给同行遇到类似工程的检测鉴定及加固设计提供参考。
预应力加固钢结构技能的长处
1.简练有用，节约本钱与其他钢结构加固技能相比，这项技能比较简练有用，不只表现在预应力加固技能
能够在不卸载的情况下进行，不会添加工作人员的额定工作，也不会耽搁施工进程，还表现在能够节约加
固钢结构的费用，不需求添加加固的其他零构件，省去了一些不必要的过程，节约资源。
2.安稳性和安全性高，剥离张贴界面的波及规模小，在运用预应力加固技能的时分，运用牢靠锚固和拉杆
极大地进步了钢结构的安稳性，牢靠锚固能够在剥离张贴界面的时分，只对剥离目标有影响，削减波及规
模，增设预应力拉杆能够进步被加固结构的超静定次数，并不会影响原结构，在必定程度上可增强结构的
安全性和牢靠性。
3.削减变形程度，内力峰值施加预应力能够让钢结构愈加安稳，减小钢结构变形的程度，将应力安稳
在一个规模内，使应力适应钢结构的改变，不会呈现应力超前或许滞后的现象，钢结构内力峰值，使
钢结构的内力趋于陡峭，充分利用钢材的高强特性，充分利用钢材，防止结构截面赘余和添加结构分量。
预应力加固钢结构技能的规划
1.规划与核算准则
预应力加固钢结构的规划办法在我国还没有一致的规范，在进行预应力加固钢结构核算的时分，一般是参
照钢结构规划规范来对预应力加固钢结构进行核算，现在广泛运用的规划办法出自我国的《钢结构规划规
范》，虽然核算结果未必，但在我国缺少一致的核算规范的情况下，这个办法能被大举运用也情有可
原。在《钢结构规划规范》中，把预应力加固钢结构视为正常运用极限状况进行规划和核算。核算结果得
出后，对加固后的钢结构进行安全等级划分，具体根据有结构的等级、结构损坏所带来的后果的严峻程度
、加固后结构发作功能改变的多少和结构的运用时间。
2. 结构规划核算
预应力加固钢结构规划核算内容包括规划核算内容和对构件分类应进行的核算两个方面，从表面看起来确
实不多，如果把两项内容分开核算，具体到某个细节就需求格外留意。
弟一个方面，规划核算内容包括内力核算、有用预应力确实定和构件核算，内力核算是对结构进行加固前
和加固后的内力核算，在断定有用预应力的时分，要结合承载力差值和预应力筋的内力增量，拟定较低的
张拉操控应力，张拉操控应力与预应力丢失之差即为有用预应力，构件核算的内容有强度核算、安稳核算
、刚度核算和疲惫核算，强度核算和安稳核算要满意构件的要求，刚度核算主要是针对受弯构件而进行的
扰度核算，疲惫核算只要在构件的荷载应力循环次数大于等于五的时分才进行核算。
第二个方面，把构件进行分类然后再进行核算，主要需求核算的构件有轴心受拉构件、轴心受压构件、受
弯构件和压弯构件，在核算的时分需求结合每个构件需求核算的内容，由于不同的构件要求核算的内容是
不一样的，要求数据有必要做到无误，合理处理细节问题。
