本文通過對某大型鋼結(jié)構(gòu)廠房工程結(jié)構(gòu)現(xiàn)場調(diào)查，建筑結(jié)構(gòu)布置復(fù)核，變形檢測，材
料強(qiáng)度檢測，結(jié)構(gòu)損傷檢測，地基基礎(chǔ)的尺寸埋深及材料強(qiáng)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(jìn)行判斷，通過數(shù)值分析進(jìn)行安全性評級，
最終進(jìn)行了廠房可靠性評級鑒定并得出結(jié)論。對同行業(yè)大型鋼結(jié)構(gòu)廠房可靠性鑒定方
法和技術(shù)路徑有一定的參考價值。
1工程概況:
該廠房原建于1976年，1983年進(jìn)行過擴(kuò)建，主體結(jié)構(gòu)為單層多連跨排架結(jié)構(gòu)，屋
面系統(tǒng)采用鋼屋架和鋼桁架檁條。本次擬新建高強(qiáng)平整線工程和擬新建高強(qiáng)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(nèi)E-H/48-95軸線區(qū)域現(xiàn)有1#橫切機(jī)組和H-I/48-95軸線區(qū)
域現(xiàn)有2#橫切機(jī)組，委托方擬在1#橫切機(jī)組跨新建高強(qiáng)平整機(jī)組，擬在2#橫切機(jī)組跨
新建高強(qiáng)薄板橫切機(jī)組。原1#橫切機(jī)組跨有3臺40t和1臺30t橋式起重機(jī)，原2#橫
切機(jī)組跨有3臺40t和1臺30t橋式起重機(jī)，因本次新建高強(qiáng)平整機(jī)組和新建高強(qiáng)橫切
機(jī)組吊卷及設(shè)備檢修需要，原1#橫切機(jī)組跨擬新增1臺50/10t和1臺55/10t橋式起重
機(jī)，原2#橫切機(jī)組跨擬新增1臺50/10t橋式起重機(jī)，同時新建高強(qiáng)平整機(jī)組和新建高
強(qiáng)橫切機(jī)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(jìn)行改造，廠
家需要進(jìn)行廠房結(jié)構(gòu)可靠性鑒定。
2調(diào)查、檢測及分析結(jié)果
2.1使用情況調(diào)查
通過對現(xiàn)場調(diào)查，并結(jié)合委托方提供的信息，受檢房屋自1976年設(shè)計建造以來一
直作為生產(chǎn)車間成品庫使用，1983年進(jìn)行過擴(kuò)建，擴(kuò)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(zāi)、使用荷載過大、結(jié)構(gòu)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(chǎn)閑置。
經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，1976年設(shè)計建造區(qū)域主要采用混凝土格構(gòu)柱+鋼屋架體系和鋼格構(gòu)
柱+鋼屋架體系，其中E/48-70軸為鋼格構(gòu)柱，H-I/48-61軸為鋼格構(gòu)柱，E/70-87軸為
混凝土圓管格構(gòu)柱，H-I/61-87軸為混凝土圓管格構(gòu)柱。1983年設(shè)計建造區(qū)域E-I/87-95
軸區(qū)域?yàn)殇摳駱?gòu)柱+鋼屋架體系。
2.2建筑結(jié)構(gòu)布置復(fù)核
（1）主要軸線尺寸檢測。采用DISTOTMA8激光測距儀和5m鋼卷尺對房屋主
要軸線間距進(jìn)行檢測。檢測結(jié)果表明，該廠房檢測區(qū)域排架柱距為12m，跨度為30m。
1976年設(shè)計建造區(qū)域的柱距和跨度與1983年擴(kuò)建區(qū)域的柱距和跨度基本一致。
（2）構(gòu)件尺寸檢測。采用激光測距儀、5M鋼卷尺、游標(biāo)卡尺、超聲波測厚儀、
電鉆等儀器和設(shè)備對構(gòu)件尺寸等進(jìn)行檢測及復(fù)核?；炷粮駱?gòu)柱的肢柱尺寸為
500mm×100mm空心管柱，鋼格構(gòu)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(jìn)
行了抽查測量。測量結(jié)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(dá)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(yùn)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(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB50017-
2017）中鋼吊車梁撓度不應(yīng)大于L/1000限值的要求。
2.4主體結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度檢測
（1）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(gòu)件的混凝土碳化深度進(jìn)行測試。結(jié)果表
明，所測混凝土構(gòu)件均有一定碳化，混凝土碳化深度大于6mm。
（2）混凝土構(gòu)件強(qiáng)度檢測評定
采用回彈法檢測混凝土強(qiáng)度，根據(jù)《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》
（JGJ/T23-2011）對受檢廠房基礎(chǔ)短柱、混凝土柱、肩梁混凝土強(qiáng)度進(jìn)行了回彈檢測。
根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》（GB50267-2013）對齡期超過1000d，碳化深度大
于6mm的回彈結(jié)果應(yīng)進(jìn)行齡期修正。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，受檢廠房1976年設(shè)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(jié)果表明，受檢廠房圓柱混凝土強(qiáng)
度在45.7MPa-47.2MPa之間，推定強(qiáng)度為45.6MPa，受檢廠房格構(gòu)柱肩梁混凝土強(qiáng)度
在20.6MPa-22.0MPa之間，推定強(qiáng)度為20.4MPa，受檢廠房基礎(chǔ)短柱混凝土強(qiáng)度在
27.0MPa-30.1MPa之間，推定強(qiáng)度為26.2MPa。
（3）鋼筋強(qiáng)度檢測
現(xiàn)場根據(jù)鋼筋實(shí)際情況，采用里氏硬度計進(jìn)行抽樣檢測。檢測結(jié)果表明，鋼筋的
平均里氏硬度值在414HLD-442HLD之間，對應(yīng)抗拉強(qiáng)度值在482MPa-546MPa之間，
達(dá)到HRB335級鋼筋強(qiáng)度等級。
（4）鋼材強(qiáng)度檢測
現(xiàn)場根據(jù)鋼構(gòu)件實(shí)際情況，采用里氏硬度計，參照《鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》
（GB50621-2010）和《金屬材料·里氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法》（GB/T
17394.1-2014）進(jìn)行鋼構(gòu)件強(qiáng)度現(xiàn)場抽樣檢測。檢測結(jié)果表明：受檢吊車梁鋼材里氏硬
度值在443HLD-455HLD之間，對應(yīng)抗拉強(qiáng)度值在548MPa-582MPa之間，達(dá)到Q345
級鋼強(qiáng)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(yīng)抗拉強(qiáng)度值在379MPa-467MPa之間，達(dá)到Q235級鋼強(qiáng)度要求。
2.5建筑結(jié)構(gòu)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(jìn)行檢測。檢測結(jié)果
表明，受檢房屋目前主要存在：個別格構(gòu)柱上部肩梁存在鋼筋露筋現(xiàn)象，肩梁外露鋼
筋銹蝕較嚴(yán)重，個別格構(gòu)柱分肢鋼柱存在局部漆膜脫落銹蝕，個別格構(gòu)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，個別部位漆膜起皮落。屋面彩鋼板局部破損透光，局
部地面面層破損嚴(yán)重等情況。除此之外，主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件及連接節(jié)點(diǎn)基本完好，經(jīng)開挖
檢測的基礎(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)
根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際，對I72軸柱下基礎(chǔ)進(jìn)行開挖，地下水埋深為1.4m，開挖到5m處，挖機(jī)沿著短柱向下觸探，未觸碰到地下承臺，挖機(jī)觸探深度達(dá)到6m。因地下水位較高，周邊均為設(shè)備基礎(chǔ)，繼續(xù)下挖必然導(dǎo)致大量抽取地下水。由于可供開挖的場地狹小，周邊設(shè)備基礎(chǔ)、地面設(shè)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(shè)備基礎(chǔ)因大量降水出現(xiàn)下沉及對所開挖基礎(chǔ)造成破壞停止降水開挖。因廠房設(shè)計建造已有40余年，為避免基礎(chǔ)降水開挖對廠房及設(shè)備基礎(chǔ)和周邊設(shè)施造成不均勻沉降破壞，不建議對其他軸柱下基礎(chǔ)開挖。根據(jù)1983年擴(kuò)建部分的基礎(chǔ)工圖可見，地下Q3土層容許承載力達(dá)到450kPa。根據(jù)擴(kuò)建施工圖，I87線廠房基礎(chǔ)為獨(dú)立基礎(chǔ)。獨(dú)立基礎(chǔ)持力層為Q3土層。根據(jù)1983年擴(kuò)建部分基礎(chǔ)施工圖和1976年設(shè)備基礎(chǔ)圖中設(shè)備基礎(chǔ)底面埋判斷，1976年原設(shè)計圖中，廠房柱基礎(chǔ)采用的杯口短柱獨(dú)立基礎(chǔ)，基底埋深大于臨近的設(shè)備基礎(chǔ)。根據(jù)委托方提供的設(shè)備基礎(chǔ)圖，設(shè)備基礎(chǔ)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(shè)備基礎(chǔ)較多。設(shè)備基礎(chǔ)圖中個別柱基礎(chǔ)與設(shè)備基礎(chǔ)連接。根據(jù)設(shè)備基礎(chǔ)圖及1983年擴(kuò)建部分的基礎(chǔ)圖判斷，E線、H線、I線獨(dú)立基礎(chǔ)埋深主要為4.0m，特殊部位柱獨(dú)立基礎(chǔ)埋深主要根據(jù)設(shè)備基礎(chǔ)埋深而定，柱獨(dú)立基礎(chǔ)埋深略大于臨近的設(shè)備基礎(chǔ)埋深。根據(jù)現(xiàn)有1983年廠房擴(kuò)建設(shè)計圖紙和1976年設(shè)備基礎(chǔ)施工圖判斷，E線、H線I線獨(dú)立基礎(chǔ)基底主要埋深為4.0m。獨(dú)立基礎(chǔ)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(dú)立基礎(chǔ)主要尺寸為6.0m×6.4m，雙柱基礎(chǔ)短柱截面尺寸主要3.0m×2.7m。另外，根據(jù)1983年原設(shè)計圖紙和現(xiàn)場實(shí)際可見，廠房擴(kuò)建部分柱采用H型鋼格構(gòu)柱，基礎(chǔ)主要為灌注樁基礎(chǔ)，灌注樁徑800mm，樁長16m，樁尖在Q3土層內(nèi)沒有進(jìn)入風(fēng)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(chǔ)頂部至地面鋼柱采用100#混凝土包裹，基礎(chǔ)、承臺、灌注樁采用200#混凝土。1983年部分?jǐn)U建圖紙和1976年設(shè)計圖紙部分獨(dú)立基礎(chǔ)剖面圖。根據(jù)開挖的I72軸基礎(chǔ)和外露的E55軸、H55軸I55軸基礎(chǔ)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(wù)書，廠房E-I軸區(qū)域內(nèi)要增設(shè)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(shí)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(shè)相應(yīng)尺寸洞口，將相應(yīng)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(jié)構(gòu)基本無影響。但應(yīng)注意修建除塵系統(tǒng)煙囪時，煙囪結(jié)構(gòu)不應(yīng)與屋面結(jié)構(gòu)系
統(tǒng)連接，在屋面開設(shè)洞口位置應(yīng)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(xué)模型進(jìn)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(shí)際狀況，本報告建立力學(xué)模型時將鑒定范圍兩側(cè)各外擴(kuò)一跨，建立橫向平
面四跨排架模型進(jìn)行承載力計算。
材性：根據(jù)現(xiàn)場檢測結(jié)果和現(xiàn)有廠房局部圖紙，吊車梁鋼材強(qiáng)度等級采用Q345級
鋼，其他鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件鋼材強(qiáng)度等級全部采用Q235級，混凝土管柱混凝土強(qiáng)度等級采用
C45，混凝土肩梁和基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)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(qiáng)度設(shè)計值按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計
規(guī)范》（50010-2010）（2015版）和《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（50017-2017）采用。
荷載：根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012）和《建筑抗震設(shè)計范》
（50011-2010）（2016版）有關(guān)內(nèi)容，屋面恒載取值為0.3kN/m2，屋面活載取值為
0.3kN/m2，風(fēng)荷載基本風(fēng)壓為0.35kN/m2，基本雪壓為0.5kN/m2。廠房所在區(qū)域武漢
市青山區(qū)地震參數(shù)：設(shè)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(kuò)建部分圖紙中的基礎(chǔ)設(shè)計說明中地基土承載力允許值和
《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007-2011）中的關(guān)內(nèi)容判斷場地類別為Ⅱ類。結(jié)
構(gòu)自重由軟件自動計算。
（2）鋼柱承載力計算
典型構(gòu)件計算結(jié)果表明：鋼柱上柱最大的應(yīng)力比為0.74，平面外長細(xì)比為94，鋼
格構(gòu)柱最大穩(wěn)定應(yīng)力比為0.91，平面外長細(xì)比為39，肩梁強(qiáng)度應(yīng)力比最大值為0.635，
穩(wěn)定應(yīng)力比最大值0.540，受剪應(yīng)力比為0.516。鋼柱和肩梁強(qiáng)度應(yīng)力比和整體穩(wěn)定
應(yīng)力比均基本滿足現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB50017-2017）要求。
（3）混凝土管柱承載力計算
典型構(gòu)件計算結(jié)果表明：上柱最大應(yīng)力比為0.48，平面外長細(xì)比為94，鋼柱整體
強(qiáng)度應(yīng)力比和穩(wěn)定應(yīng)力比均基本滿足現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB50017-2017）要求。
混凝土圓管格構(gòu)柱計算配筋面積為1276mm2，小于圓管柱實(shí)際配筋面積4909mm2，
混凝土肩梁計算配筋面積為1662mm2，小于實(shí)際配筋面積為1963mm2，混凝土圓管
柱和混凝土肩梁承載力基本滿足《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)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，典型吊車梁尺寸，橋式起重機(jī)
布置平面圖。計算結(jié)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(qiáng)度應(yīng)力為635.429MPa，下翼緣
的最大強(qiáng)度應(yīng)力為240.824MPa，整體穩(wěn)定應(yīng)力計算值677.081MPa大于抗拉應(yīng)力設(shè)計
值295.000MPa。上翼緣的強(qiáng)度和整體穩(wěn)定均不滿足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（GB50017-
2017）要求。
（5）地基基礎(chǔ)承載力計算
根據(jù)現(xiàn)場基礎(chǔ)開挖及部分圖紙中得到信息建模計算。基礎(chǔ)埋深統(tǒng)一取4.0m，基礎(chǔ)
分別采用獨(dú)立基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)進(jìn)行計算，獨(dú)立基礎(chǔ)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(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（TJ7-74））取
450kPa，樁基礎(chǔ)樁徑取800mm，單樁承載力容許值（《工業(yè)與民用建筑地基基礎(chǔ)設(shè)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(kuò)建圖紙地基基礎(chǔ)設(shè)計說明中的承載力容許值是《工業(yè)與民
用建筑地基基礎(chǔ)設(shè)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(yàn)中的比例界限內(nèi)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(chǔ)設(shè)計規(guī)范》時，地基承載力取值方法改回了比例界線點(diǎn)。因此，《工業(yè)與
民用建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（TJ7-74）中的承載力容許值相當(dāng)于《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)
計規(guī)范》（GB50007-2011）規(guī)范中的地基承載力特征值。計算結(jié)果表明：典型排架格
構(gòu)柱基礎(chǔ)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(jié)果滿足《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》
（GB50007-2011）要求
（6）鋼屋架承載力計算
根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際，對受檢廠房鋼屋架進(jìn)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(diǎn)上，因此屋面恒
活荷載按節(jié)點(diǎn)集中力輸入鋼屋架。計算模型取典型區(qū)域鋼屋架進(jìn)行計算。計算
結(jié)果表明，鋼屋架桿件的最大應(yīng)力比為0.8，其承載力滿足屋架荷載要求。
5鑒定方法探討
鋼結(jié)構(gòu)房屋結(jié)構(gòu)形式有輕鋼門式剛架、鋼框架、鋼排架、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、
索膜結(jié)構(gòu)、拱結(jié)構(gòu)、桁架結(jié)構(gòu)及多種結(jié)構(gòu)組合等，結(jié)構(gòu)形式多種多樣。針對每種結(jié)構(gòu)
形式給出相應(yīng)的檢測鑒定方法并不可取。建議檢測工程師和項(xiàng)目負(fù)責(zé)人應(yīng)按照國家出
臺的各項(xiàng)檢測標(biāo)準(zhǔn)、鑒定標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)抓住各相關(guān)方重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容開展檢測鑒定工
作。一是對軸線和構(gòu)件尺寸進(jìn)行測量，二是對構(gòu)件材料強(qiáng)度進(jìn)行檢測，三是對整體變
形情況進(jìn)行檢測，四是對鋼構(gòu)件的連接節(jié)點(diǎn)如焊縫、螺栓等開展檢測，五是對構(gòu)件和
節(jié)點(diǎn)的完損狀況開展檢測，尤其漆膜和防火涂料應(yīng)在檢測之列。六是根據(jù)業(yè)主方要求，
進(jìn)行整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算。七是對實(shí)際檢測結(jié)果給出結(jié)論。檢測方法多種多樣。
