门式刚架轻钢结构厂房的检测以及加固分析

门式刚架轻钢结构厂房的检测以及加固分析
【摘要】轻钢结构是主要采用H型钢、薄壁矩管、圆管和冷弯C型、Z型钢组合构建而成房屋骨架,采用压型钢板或夹芯钢板作为屋面和墙体的围护材料而建造的房屋结构类型。

它具有轻型美观、成本低、施工周期短、安全可靠等优点。

近年来，随着轻型板材的迅速发展，国内轻钢结构的设计制作发展迅速。

但是轻钢结构自身的超载能力差，遇到罕遇荷载时，容易出现事故。

文章主要针对门式刚架轻钢结构建筑的检测以及加固进行了简单的分析。

【关键词】门式刚架轻钢结构;检测;可靠性;加固
1.门式刚架轻钢结构厂房的检测
工业建筑检测的对象可以是整幢建筑物，也可以是建筑物中相对独立的一部分或某结构功能系统。

门式刚架轻钢结构房屋的钢构件及其节点的检测内容可概括为五个方面:局部环境、钢材性能、缺陷和损伤、变形和振动、构造。

局部环境主要调查构件附近水源、高温设备、运输工具等因素引起的局部潮湿、温度、腐蚀介质变化以及构件遭受碰撞、爆炸、横向荷载等异常作用的可能性。

钢材性能通过资料查证确定钢材的钢种，必要时检验钢材的力学性能和化学成分。

缺陷和损伤根据原设计图纸和施工质量验收规范，复核构件和节点的几何尺寸和空间位置，测量制作和安装偏差，检查加工、制作、安装过程中的各种缺陷，检查使用过程中的各种局部损伤和破坏情况。

变形和振动检查或测量、测试构件的变形和振动情况。

构造复核和检查构件和节点的构造，包括构件的端部约束和侧向支承条件。

在对门式刚架轻钢结构厂房的检测过程中，需要对一些构件和部位进行重点检查，再根据轻钢结构的材料、构件的特点和可能的失效形式，对于需要重点检测内容和部分，进行详细调查和测试。

需要注意的是在检测中应特别注意对材料的调查和测试；注意对构件的损伤和意外作用的调查和检测，包括对防撞等设施的检查；重点检查钢构件中易出现质量缺陷、应力集中现象的部位和焊缝区域；应特别注意检查构件的薄弱可能发生的局部破坏，包括局部的开裂、锻炼、塑性变形、屈曲等现象；当构件的局部环境与建筑物的整个环境有较大差别时，应注意调查构件局部的腐蚀介质浓度、湿度和温度。

2.门式刚架轻钢结构建筑的可靠性鉴定
门式刚架轻钢结构厂房的可靠性鉴定主要依据是《工业厂房可靠性鉴定标准》。

评定门式刚架轻钢结构厂房可靠度时，可按照如下的评定对象、评定方式、评定项目和分级标准建立评定体系。

2.1 评定对象
门式刚架轻钢结构厂房是由门式刚架和一些其他构件组成的一个的空间受
力体系，可以将其分为屋盖结构、横向平面结构、纵向平面结构、围护结构。

屋盖结构由刚架柱顶以上各部分构件组成，包括屋面板、天沟板、天窗架、屋架、屋盖支撑等，其作用主要是围护和承重以及采光和通风；横向平面结构由门式刚架列及其基础所组成的平面骨架，传递厂房承受的竖向荷载及横向水平荷载到基础及地基；纵向平面结构由连系梁、吊车梁、纵向柱列、柱间支承和基础等构件组成，承受吊车纵向水平荷载、纵向水平地震作用、温度应力以及作用在山墙及天窗架端壁并通过屋盖结构传来的纵向风荷载；围护结构包括纵墙、横墙、抗风柱、连系梁、基础梁等，主要承受墙体自重以及作用在墙面上的风荷载。

2.2评定方式
鉴定单元的可靠性在形式上可根据系统要素的安全性和适用性综合评定。

分别评定各系统要素的安全性和适用性，据此分别评定鉴定单元的安全性和适用性，然后根据鉴定单元的安全性和适用性综合评定其可靠性，该方法侧重于对整个鉴定单元可靠性的评定，符合结构体系可靠性理论的基本原理，能够对整个鉴定单元的安全性和使用性作出合理评定，为整个鉴定单元的宏观决策提供较好的技术依据。

此方法包含了对具体部位和构件安全性和使用性的评定，同样能够判定鉴定单元中的薄弱部位和构件。

2.3评定内容
鉴定单元的可靠性评定包括安全性和使用性两个项目。

安全性评定包括承重系统的安全性、围护等其它系统对承重系统安全性的影响以及邻近单元、周围建筑物对该鉴定单元承重系统安全性的影响。

其中承重系统的安全性是安全性评定的核心，对鉴定单元的安全性起着绝对性的作用。

围护等其它系统的影响可能来自于屋面漏水、散水开裂、防护设施失效等，邻近单元和周围建筑物等的影响则可能来自于变形缝的缺陷、地基附加应力的变化等。

为便于评定，一般将它们的影响归并于承重系统安全性的评定中。

鉴定单元的使用性，一般需根据承重系统和围护系统的使用性综合评定，其中承重系统的使用性主要根据变形、损伤、振动等评定，围护系统的使用性则主要根据它的各项功能评定。

2.4评级标准
《工业厂房可靠性鉴定标准》(最新修编稿)将除了要求对可靠性进行评级，并要求对结构构件和结构功能系统的安全性及使用性分别评级，其中安全性分四个等级，使用性分三个等级，可靠性分四个等级。

评级按结构构件、结构功能系统、鉴定单元三个层次进行，这里不再做详细介绍。

3.门式刚架轻钢结构厂房的加固
门式刚架轻钢结构厂房加固的方法主要有以下几种：
3.1 原结构的构件截面和连接进行补强
此方法在门式刚架轻钢结构加固中是常用的方法，此施工方法涉及面窄，施工较为简便，可在负荷状态下加固，对厂房内的生产影响较小，在施工时建筑物可以正常使用。

极大截面法施工技术成熟，可靠性好、提高抗力及构件刚度的幅度大，尤其是受压构件加大截面后还可以增加其稳定性。

但是加大截面、增加刚度要立足与考虑整体结构，不能仅为局部加大而加大，否则，由于内力重分布，可能对其他杆件及整体结构造成不利影响。

另外，加大截面法因构件质量与刚度变化较大，对结构固有频率的影响要大一些。

3.2 改变结构的静力计算图形
改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法，如：增加支撑或辅助构件以增加结构或构构件的刚度。

改变计算简图法就是在原来的结构上增减单元和约束等，但对于原来就有的杆件而言，一般其面积、惯性矩、质量不会发生变化。

3.3 减轻荷载
改用轻质材料或其它减少荷载的方法。

常见的减轻荷载的情况有:限定吊车的运行区间和间距；清理过厚的积灰；改用轻质屋面。

减轻荷载法通常会改变原结构的质量分布，对构件面积、惯性矩、刚度影响基本无影响。

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