刘君华 段世薪

(1.山东建筑大学，山东 济南 250031; 2.山东省城建工程集团公司，山东 济南 250014;3.山东省建筑科学研究院，山东 济南 250031)

1 工程概况

该海水泳池位于青岛市开发区，网架长23.1 m，宽15.2 m，总建筑面积约360 m2。泳池主楼为四层框架结构，采用柱下独立基础，南侧裙房为单层剪力墙结构，采用条形基础。裙房屋面采用正放四角锥网架结构，网格尺寸为1.9 m×2.1 m，网架矢高1.5 m，节点为螺栓球节点。支承形式:上弦连接在混凝土预埋件上，为上弦对边支承，一侧与主楼连接，一侧与裙房连接。节点球、套筒采用Q345钢，高强螺栓采用40Cr钢，杆件、支座、支托均采用Q235钢。使用过程中发现裙房基础出现不均匀沉降，上部网架结构部分杆件拉裂，部分竖向支座螺栓剪断。目前该工程裙房基础已采用压力注浆法进行加固，为了分析网架结构的安全性，需对该网架进行检测鉴定，并在此基础上提出加固处理方案。

2 检测主要内容和数据分析

2.1 海水泳池南侧裙房部分

2.1.1 混凝土强度

依据JGJ/T 23-2011回弹法检测混凝土抗压强度技术规程，现场随机抽取泳池裙房5个混凝土构件，并按批对其混凝土强度进行综合评定。经检测，该裙房混凝土强度平均值为34.2 MPa，标准差为2.07 MPa，测区换算强度最小值为28.8 MPa，推定值为30.8 MPa，满足原设计强度等级C25的要求。

2.1.2 外墙倾斜情况

采用经纬仪对建筑物的整体倾斜进行检测(含外墙装修的施工误差)，建筑物的最大倾斜量位于建筑物的西南角，为68 mm，其倾斜率为6.14‰，依据JGJ 125-99危险房屋鉴定标准(2004年版)第4.5.4条规定，不评为危险点，具体检测结果如图1所示。另外，据调查，2012年5月采用压力注浆法对该泳池裙房基础进行加固，自注浆完成后，根据观测泳池裙房外墙与主体连接部位的裂缝未见发展，地基不均匀沉降已趋于稳定，因此目前墙体倾斜不对结构构成危险。

图1 泳池南侧外墙倾斜检测结果

2.2 网架部分

2.2.1 结构布置及构件尺寸

该屋面为正放四角锥网架结构，上弦杆、腹杆尺寸为φ57×3 mm，下弦杆尺寸为φ48×3 mm，螺栓球直径为100 mm，轴采用水平支座，Ⓐ轴，Ⓓ轴，③轴及⑩轴采用竖向支座。经过对整体结构进行现场检查，并与设计图纸进行校对，认为网架的整体构造、结构布置及构件尺寸与设计相符。

具体结构布置见图2。

图2 屋面网架结构布置图

2.2.2 连接构造

该工程采用螺栓球节点，螺栓球表面无过烧、裂纹等质量缺陷，杆件与螺栓球间连接牢固，无松动现象，符合JGJ 78-1991网架结构工程质量检验评定标准第3.1.2条的要求。网架轴水平支座采用4M24螺栓通过端板与框架梁连接，Ⓐ轴，Ⓓ轴，③轴及⑩轴竖向支座采用4M24螺栓通过端板与框架梁连接，螺栓数量、规格与设计图纸相符。

2.2.3 焊缝外观质量

依据GB 50205-2011钢结构工程施工质量验收规范，现场对该工程焊缝外观质量进行了随机抽查检测，未发现焊缝表面有气孔、夹渣、裂纹、擦伤等外观质量缺陷。

2.2.4 网架挠度

依据JGJ 7-2010空间网格结构技术规程第2.5.1条规定:“网架结构的容许挠度不应超过下列数值:用作屋盖时为L2/250，用作楼层时为L2/300。L2为网架的短向跨度。”现场抽取2榀网架下弦对其挠度进行了检测。经检测，所检网架下弦挠度均满足规范要求，检测结果见表1。

2.2.5 外观现象

1)裙房南侧散水断裂，雨水顺着基础渗入地基。

表1 网架挠度检测结果 mm

2)3/A轴～Ⓓ轴间的混凝土梁底部箍筋及主筋外露，并且有锈蚀现象。

3)网架北侧支座端板锈蚀较严重，部分支座处端板与混凝土梁连接的螺栓锈蚀剪断，部分腹杆杆件与封板断裂如图3～图5所示。

图3 轴支座端板锈蚀较严重

图4 支座处螺栓锈蚀且剪断

图5 腹杆断裂

4)经检查，部分杆件与螺栓球有轻微锈蚀现象。

3 承载力验算

根据现场实测结果，采用3D3S系列结构计算软件对该钢网架结构进行验算。

1)荷载取值。

恒荷载按现场实际做法对应GB 50009-2012建筑结构荷载规范中的规定取值，屋面上弦活荷载按0.50 kN/m2，基本风压按0.60 kN/m2。计算分析主要考虑以下工况组合:1.2静;1.2静+1.4活;1.2 静 +1.4 支座水平推力;1.2 静 +1.4 活 +0.8 风;1.0 静 +1.4 风。

2)验算条件。

依据JGJ 7-2010空间网格结构技术规程及GB 50017-2011钢结构设计规范，验算时构件尺寸按实测值，钢材牌号按Q235。所有的结构布置按现场实测结果，采用3D3S系列结构软件，输入计算机，由计算机形成该工程的结构模型进行验算。

3)验算结果。

经验算，该网架结构部分杆件应力比不满足JGJ 7-2010空间网格结构技术规程的要求。按照目前计算模型，该网架结构部分杆件不满足设计承载力要求，导致部分腹杆拉裂，需要采取加固措施。从另一角度分析，竖向支座螺栓在支座水平推力作用下剪断，某种程度上释放了网架杆件应力，保证了结构的安全性，但是竖向支座的失效，将导致1.0静+1.4风为主要荷载控制工况，网架部分受拉杆变为受压杆，不满足承载力要求，所以需对竖向支座采取加固措施。

4 加固处理方案

1)混凝土梁底部箍筋及主筋外露锈蚀，且处于饱含氯的湿热环境中，应进行除锈并采用高标号水泥砂浆防护处理。

2)Ⓐ轴，Ⓓ轴，③轴及⑩轴上部分支座处端板与混凝土梁连接的螺栓锈蚀严重且已剪裂，应采用图6方法进行加固;10/D轴支座处东北向腹杆杆件与封板处断裂，应进行更换修复。

图6 竖向支座加固图

3)对以上问题处理后，该部分可按目前功能使用，应定期对网架进行维护。

5 结论及建议

基于该工程检测时发现的问题，为了防止类似事件的发生，得到如下结论和建议:

1)加强对建筑外围散水的保护，并且做好排水工作，以防止雨水渗入地基，改变地基土的承载力，造成建筑物的不均匀沉降。

2)对于处在饱含氯湿热空气环境中的网架结构，钢构件表面钝化膜极易破坏，并且有充足的水分和氧气供应，加剧了钢构件的锈蚀。应定期对钢构件进行检查，发现防腐涂层鼓泡或脱落，应立即除锈并喷涂新的防腐涂层。

[1] 高维成，于岩磊，刘 伟，等.在役钢结构游泳馆的结构安全性检测研究[J].建筑结构学报，2009，30(4):38-42.

[2] 佐藤清.防锈、防蚀涂装技术[M].北京:化学工业出版社，1989.

[3] GB 50017-2011，钢结构设计规范[S].

[4] JGJ 7-2010，空间网格结构技术规程[S].

[5] GB/T 50476-2008，混凝土结构耐久性设计规范[S].

[6] JGJ/T 23-2011，回弹法检测混凝土抗压强度技术规程[S].

[7] JGJ 125-99，危险房屋鉴定标准(2004年版)[S].

[8] GB 50205-2011，钢结构工程施工质量验收规范[S].

[9] JGJ 78-1991，网架结构工程质量检验评定标准[S].

[10] GB 50009-2012，建筑结构荷载规范[S].