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我站对某雕塑塔的检测报告

2015-09-14 17:41:14 安徽房屋质量检测机构 阅读

某雕塑塔建于2009年,是上海市中环商圈地标性建筑,作为参观旅游景点使用至今。业主为确保建筑的结构安全,特委托上海宝冶工程技术有限公司房屋质量检测站对该建筑进行安全性检测,提出安全性鉴定结论,并提出对应处理建议。

根据房屋质量检测的相关规定,针对受检房屋的特点和实际状况,本次检测鉴定的主要内容包括:

1)建筑结构复核;

2)完损状况检测;

3)材性检测(金相、硬度、化学分析);

4)变形测量;

5)连接节点检测(探伤)

6)高强螺栓检测;

7)干挂花岗石红外热成像检测;

8蜘蛛人检查结构胶老化/连接件可靠度;

9)建模分析;

10)给出评估结论,出具检测报告。

1 建筑结构概况

此雕塑塔为一幢钢结构框架结构构筑物,200999日开工,2010428日竣工。塔高100米,占地约150平方米,坐落于上海市某休闲街广场,塔身骨架为钢结构,总用钢量约800吨,塔身干挂花岗岩,总面积约3500平方米。竣工时间约为2010年。

建筑平面大致呈矩形,立面为塔式,底层柱网尺寸为:8.867m×8.867m,顶层柱网尺寸为:4.766m×4.766m,房屋主体结构高度为85.69.6m。结构平面布置图见附录1:附图1~附图8

根据现场调查,受检建筑为钢结构框架,钢柱及腹杆主要采用方形空心型钢,平台横梁主要采用H型钢。

房屋外立面及内景见附录2照片14所示。

2 现场检测情况

我站检测人员于2015722~25日对现场进行了检测,房屋检测情况分述如下:

2.1建筑结构复核

根据委托方提供的房屋结构图及相关原始资料,我站工作人员采用Leica TCR1202+型电子全站仪、手持式激光测距仪、钢直尺、卷尺和游标卡尺对结构构件截面尺寸、连接构造等结构概况进行了现场复核。主要构件几何尺寸复核结果见表6-1

6-1  主要构件几何尺寸复核成果表

序号

位置

实测值(mm

设计值(mm

备注

1

标高11.800m平台处框柱

900×901×*

900×900×20

 

2

标高11.800m平台处外圈框梁

H 450×301×*×16

H 450×300×*×16

 

3

标高11.800m平台处次梁

H 451×300×*×16

H 450×300×*×16

 

4

标高69.600m平台处框柱

500×500×*

500×500×16

 

5

标高69.600m平台处外圈框梁

300×301×*

300×300×10

 

6

标高69.600m平台处次梁

H 299×201×*×8

H 300×200×6×8

 

7

标高69.600m平台处框柱

500×500×*

500×500×16

 

8

标高85.950m平台处外圈框梁

H450×300×*×16

H450×300×*×16

 

经过现场检测复核表明各构件截面尺寸、结构布置基本与原设计图纸基本相符,满足《钢结构工程施工及验收规范》(GB50205-2001)中焊接H型钢的允许偏差的要求(截面高:[-2+2];截面宽[-3+3])。

2.2完损状况检测

为明确受检构筑物完损状况,现场对受检构筑物能进入的各部位均进行了仔细调查,检测结果显示:结构主要受力构基本件完好,构件连接完好,螺栓齐全,焊缝外观饱满;内部局部渗水、粉刷脱落,并有发霉现象。

具体检测结果详见表6-2

6-2完损检测结果表

 

构件位置

1

8.250m平台

标高8.250m处平台底现状

5

2

58.30m平台

54.50m~58.30m东侧平台现状

6

3

8.250m平台

8.250m平台内部有霉斑

7

4

8.250m电梯井

8.250m电梯井内部隔板锈蚀

8

5

8.250m电梯井

8.250m电梯井杆件焊缝完好

9

6

8.250m平台

8.250m平台梁轻微锈蚀

10

7

8.250m平台

8.250m平台梁螺栓完好

11

8

21.700m平台

21.700m平台以上各面梁结构完好

12~15

9

21.700m平台

楼梯梁轻微锈蚀

16

10

21.700m平台

21.700m平台西侧第三根横梁油漆脱落

17

11

69.600m平台

69.600m平台西南角柱附属构件锈蚀

18

12

69.600m平台

69.600m平台角柱横梁连接完好

19~24

13

69.600m平台

69.600m平台东北角柱脚轻微锈蚀

25

14

69.600m平台

69.600m平台东北角柱脚轻微锈蚀

26

15

69.600m平台

69.600m平台南侧现状

27~30

16

69.600m平台

69.600m平台上梁柱节点完好

31~34

17

69.600m平台

69.600m平台横梁结构完好

35

18

85.950m平台

85.950m平台横梁结构完好

36

19

21.700m平台

21.700m横梁焊缝有焊瘤和夹渣

37~38

20

69.600m平台

69.600m平台框架柱母材未焊满

39~44

21

69.600m平台

69.600m平台框架横梁节点焊缝有焊瘤及锈蚀现象

45~48

22

21.700m平台

21.700m平台梁柱节点出现锈蚀

49~52

23

8.250m平台

8.250m平台内大量霉斑

53~55

24

8.250m平台

8.250m电梯井内部构件锈蚀

56~58

25

21.700m平台

21.700m平台板底锈潮严重

59~60

26

8.250~21.700m电梯井

8.250m~21.700m电梯井内框架柱锈蚀现状

61~64

27

85.950m平台

85.950m平台构件锈蚀严重

65~76

28

54.50m~58.30m南侧

54.50m~58.30m南侧南侧平台框架轻微锈蚀

77~80

2.3结构材料强度检测

采用里氏硬度计对结构钢材的硬度进行了测试,对每个测量部位进行五次试验,测试结果见表6-3

6-3 钢材硬度的检测结果

检测环境

干燥

仪器型号

TH160 里氏硬度计

执行标准

GB/T17394.4-2014GB/T 1172-1999

构件位置

测量值

测量值

测量值

测量值

测量值

平均测量值

抗拉强度推定值

σb (N/mm2)   

底层柱

365

441

444

367

392

402

457

底层横梁

362

386

395

426

365

387

430

16.3m平台柱

379

359

431

436

368

395

440

16.3m平台梁

426

407

416

446

425

424

503

85.9m平台柱

427

425

416

396

443

421

498

85.9m平台梁

394

398

435

427

431

417

484

备注

推定屋架钢材的牌号为Q345,符合设计要求。

                   

2.4构筑物变形检测

为掌握被检测构筑物目前倾斜情况,现场使用Leica TCR1202+型全站仪,参照中华人民共和国行业标准《建筑变形测量规范》(JGJ 8-2007),对受检构筑物进行了现场垂直度抽样测量,由于现场条件限制,本次选取塔身外侧装饰装修面进行检测(测量结果包含施工误差),测量结果如下:

6-4  房屋外墙棱线倾斜测量结果

测点

倾斜方向

观测日期:2015722

测量高度(m

偏移量(mm

倾斜率(

备注

1

向北

10.032

10

1.00

/

2

向东

10.021

14

1.40

/

3

向北

10.018

0

0

/

4

向北

10.027

0

0

/

斜观测点布置

 

测量结果表明,所测部位有向东北方向倾斜的趋势,测点倾斜率小于《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)中规定的高耸结构整体倾斜限值5.0‰。同时满足《高耸结构设计规范》(GB50135-2006限值1/75的要求。

2.5结构连接节点检测

现场对受力的重点区域的构件连接焊缝、梁、柱连接焊缝、钢支撑与梁柱连接焊缝、梁柱构件对接焊缝等进行抽检,抽查焊缝内部质量未发现超标缺陷反射波显示,但焊缝成型不好,有些焊缝有未焊满、错边严重、焊瘤等外观缺陷,现场焊缝及两侧母材锈蚀严重,对结构强度造成一定影响,建议及时处理,重新涂刷油漆(严重部位做补强处理),具体检测部位详见下表6-5,焊缝缺陷检测结果详见6-6

 

 

 

 

 

 

6-5  焊缝探伤质量检查抽检表

构件

名称

管柱、柱撑、撑杆

检测  次序

首次   一次返修   二次返修

检测√   检测○     检测

主体材料

Q345B

厚度(mm)

详见下页

检测

比例(%)

/

焊缝类型

对接焊缝

检测    部位

焊缝及HAZ

长度(mm)

/

仪器型号和编号

TS-2028C

JYS03-FD13-014

探头    规格

2.5P8×12K2

扫查方式

单面双侧

表面状态和补偿

砂轮打磨

3dB

耦合剂

CMC

对比试块

(编号)

CSK-IA/RB-2

检测依据标准和级别

GB/T11345-89

B/

检测    时机

焊完24h

检测灵敏度

DAC-16dB

探伤部位示意图:

详见下图。

检测结论:

根据委托方要求,对雕塑现场对接焊缝进行超声波抽检,依据GB/T11345-89标准评定,未发现超标缺陷反射波显示,判定合格。具体结果见后页。

    

/

                 

6-6 焊缝缺陷检测结果表

 

构件位置

1

21.700m平台

横梁焊缝有焊瘤和夹渣

37

2

21.700m平台

横梁焊缝有焊瘤和夹渣

38

3

69.600m平台

框架4#柱母材未焊满

39

4

69.600m平台

框架2#柱母材焊缝未焊满

40

5

69.600m平台

框架北侧横梁节点焊缝有焊瘤及锈蚀现象

45

6

69.600m平台

框架西侧横梁节点焊缝有焊瘤及锈蚀现象

46

7

69.600m平台

框架南侧横梁节点焊缝有焊瘤及锈蚀现象

47

8

69.600m平台

框架东侧横梁节点焊缝有焊瘤及锈蚀现象

48

9

21.700m平台

梁柱节点出现锈蚀

49

10

21.700m平台

梁柱节点出现锈蚀

50

11

21.700m平台

柱母材出现锈裂现象

51

12

21.700m平台

柱母材出现锈裂现象

52

 2.6高强螺栓现场检验

通过外观普查,梁、柱高强螺栓节点基本完好,现场采用扭矩扳手对受力重点区域构件的高强螺栓现场检验:先用小锤敲击每一个螺栓螺母的一侧,同时用手指按住相对的另一侧,以检查高强度螺栓有无漏拧。对于扭矩系数的检查,每个节点先在螺杆端面和螺母上画一直线,然后将螺母拧松,再用扭矩扳手重新拧紧,使二线重合,此时测得的扭矩值应在0.9Ms1.1Ms范围内,按下式计算:

Ms=K*P*D

式中,

Ms———检查扭矩;

K———扭矩系数;

D———螺栓公称直径;

P———高强度螺栓设计预拉力。

现场未发现高强螺栓漏拧及扭矩不合格现象。

2.7钢材金相、硬度、化学成分分析

现场对钢材金相、硬度进行抽检,硬度测试采用里氏硬度计对各类钢材的表面硬度进行测试,采用取样法及光谱法对主材各化学主要成分进行分析,经检测,其钢材的材质符合设计要求。

2.8干挂石材红外检测

现场用红外热像仪(NEC9260)对祥和之光塔的外立面进行空鼓检测,红外检测按照东、西、南、北四个立面以及27.00米平台以下、27.00~54.50米平台之间、54.50~69.80米平台之间三个断面进行,经检测未发现大面积空鼓现象,检测照片详见照片123~照片146

2.9干挂石材蜘蛛人普查

因通过红外热成像仪进行检测时,未发现干挂石材大面积空鼓现场,现场采用了蜘蛛人普查的方式对外墙空鼓、耐候结构胶进行了全面普查。经检测,发现部分区域干挂石材出现空鼓,塔身不同断面的石材间的结构胶出现不同程度的老化、孔洞、裂隙现象,具体部位详见表6-7,详见照片87~照片122

6-7 干挂石材空鼓检测结果表

 

构件位置

1

西北角80米处

干挂石材有修补痕迹

87

2

西北角70米处

干挂石材出现空鼓

88

3

西北角60米处

石材结构胶老化

89

4

西北角40米处

结构胶出现孔洞

90

5

西北角30米处

结构胶出现裂隙

91

6

东北角1.5米处

结构胶老化缺失

92

7

东北角84米处

结构胶老化

93

8

东北角70米处

结构胶出现裂隙

94

9

东北角60米处

结构胶出现裂隙

95

10

东北角40米处

结构胶出现裂隙

96

11

东北角30米处

结构胶出现孔洞

97

12

东北角30米处

结构胶出现裂隙

98

13

东北角15米处

结构胶出现裂隙

99

14

东北角地坪处

地坪与石材墙体出现裂隙

100

15

东北角地坪处

地坪与石材墙体出现裂隙

101

16

西北角地坪处

地坪与石材墙体出现裂隙

102

17

东南角75米处

干挂石材空鼓

103

18

东南角70米处

干挂石材有修补痕迹

104

19

东南角80米处

结构胶老化脱落

105

20

东南角70米处

结构胶出现裂隙

106

21

东南角70米处

结构胶有孔洞

107

22

东南角70米处

结构胶老化开裂

108

23

东南角65米处

干挂石材有缺失

109

24

东南角60米处

结构胶出现裂隙

110

25

东南角60米处

结构胶出现裂隙

111

26

东南角30

结构胶出现孔洞

112

27

东北角1.5米处

结构胶有多处孔洞

113

28

东北角1.5米处

结构胶老化缺失

114

29

东北角1.5米处

结构胶老化缺失

115

30

东北角1.5米处

石材出现横向裂隙

116

31

东北角1.5米处

结构胶多处有孔洞

117

32

东南角5米处

结构胶老化缺失

118

33

东南角地坪处

地坪与石材墙体出现裂缝

119

34

西南角1.3米处

结构胶出现孔洞

120

35

西南角1.3米处

结构胶多处有孔洞

121

36

西南角1.3米处

结构胶出现孔洞

122

3主体结构承载力计算分析

根据国家标准《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)、《钢结构设计规范》(GB 50017-2003我方结合现场测绘数据,采用同济大学钢结构软件3D3S v12.1对结构的安全性进行建模计算分析

3.1荷载取值

结合现场检测结果及荷载实际分布情况,按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)规定取值,恒荷载取结构自重(配件自重,固定设备重等)装饰及次结构构件取2.5KN/㎡。

风荷载:基本风压0.60kN/m2,地面粗糙度为B类;

活荷载:按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)中的有关规定,平台等效均布活荷载荷载取2.0 kN/m2

抗震设计信息:抗震设防为标准设防类(乙类),抗震设防烈度为7(第一组),设计基本地震加速度值为0.10g。多遇地震下水平地震影响系数0.08,结构阻尼比0.035,特征周期为0.9s

3.2结构材料强度

钢材牌号Q345

3.3计算结果

均大于1,无超限现象,结构满足规范要求。塔顶风荷载作用下最大水平位移142mm1/630)水平地震作用下最大水平位移为34mm1/2600),分别满足《高耸结构设计规范》(GB50135-2006)的限制1/751/100结果见附录1:附图9~附图13

4结论及建议

4.1检测结论

1)主要受力构件镀锌层完好,无锈蚀或者轻微锈蚀,部分附属结构锈蚀严重。

2)经现场抽检,结构尺寸及结构水平位移、塔身垂直度符合设计要求

3)铁塔主要梁、柱节点连接焊缝饱满,螺栓质量及构造要求均满足现行规范要求;21.700m69.600m平台处部分焊缝成型不好,有些焊缝有未焊满、错边严重、焊瘤等外观缺陷,现场焊缝及两侧母材锈蚀严重,对结构强度造成一定影响

4)对部分梁、柱高强螺栓节点进行抽检以及部分构件的金相及硬度检测,检测结果均为合格。

   5)通过对塔身主体的全面普查,塔身主体结构基本完好,无明显缺陷;但在27.00米以下平台的电梯井内,钢柱、梁、连接杆件锈蚀严重;在89.95米平

台处,主体结构与皇冠装饰连接处锈蚀较严重,栏杆、走道板以及与主体结构连接处锈蚀非常严重,耐久性受到较大影响,形成危险点,存在较大的安全隐患。

6)现场通过红外热像仪及蜘蛛人全面对干挂石材进行普查,未发现大面积空鼓现象,部分区域干挂石材出现空鼓,塔身不同断面的石材间的结构胶出现不同程度的老化、孔洞、裂隙现象。

7)使用3D3S软件对塔结构分析计算结果显示,铁塔结构应力与效应比值

4.2处理建议

1)对室内粉刷层受潮发霉脱落的部分进行修复。

2)对锈蚀构件重做防锈处理。

3)对干挂石材的结构胶老化、孔洞、裂隙的位置铲除重做,增强石材的连接性能。

4)对89.95米平台处的锈蚀构件进行及时的更换,及时消除安全隐患

5、主要技术依据

(1)                  委托方提供的该建筑物建筑、结构设计图纸等资料;

(2)                  《建筑结构检测技术标准》(GB/T 50344-2004

(3)                  《工程测量规范》(GB 50026-2007

(4)                  《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012

(5)                  《建筑变形测量规范》(JGJ8-2007

(6)                  《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011

(7)                  《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)

(8)                  《钢结构检测与鉴定技术规程》(DGTJ08-2011-2007)

(9)                  《高耸结构设计规范》(GB50135-2006);

(10)              《钢结构设计规范》(GB 50017-2003);

(11)              《塔桅钢结构施工及验收规程》(CECS80-2006

(12)              《金属显微组织检验方法》(GB/T13298-1991);

(13)              《钢的显微组织评定方法》(GB/T13299-1991);

(14)              《钢中非金属夹杂物显微评定方法》(GB/T 105611989);

(15)              《金属里氏硬度实验方法》(GB/T17394.4-2014);

(16)              《黑色金属硬度及强度换算值》(GB/T 1172-1999)。

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