刘立军，付烨，肖保怀，白嵩,2

（1.重庆市建筑科学研究院，重庆400050；2.重庆市建设工程质量检验测试中心，重庆400050）

落地式高耸广告牌结构的安全性鉴定与分析

刘立军1，2，付烨1，肖保怀1，白嵩1,2

（1.重庆市建筑科学研究院，重庆400050；2.重庆市建设工程质量检验测试中心，重庆400050）

近年来，广告牌引发的安全事故时有发生，尤其是落地高耸广告牌的突发倾覆事故更是后果严重。广告牌的质量问题已引起相关部门的重视。通过典型的落地式高耸广告牌结构的鉴定实例，探讨了落地广告牌结构安全性检测鉴定的要点和方法，并运用专用软件对其结构考虑风荷载进行模拟分析，结合检测结果得出鉴定结论。论文可为广告牌安全性鉴定工作提供一些借鉴。

落地式广告牌；安全性鉴定；风荷载

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.08.020

1 引言

广告牌由于其商业需要，所处的位置大多是人口比较密集的地方。一般设置在已有建筑物的附近,有的则建在主要交通干线的两侧，这就要求广告牌具有较高的安全性。但由于广告牌结构长期裸露在室外,不可避免的经历风、雨、雪等恶劣天气，导致其钢结构部分容易锈蚀、焊缝易开裂,构成安全隐患[1]～[3]。广告牌突然倾覆，引发伤亡的现象时有发生。因此,广告牌结构的检测、鉴定，以及必要的加固显得尤为重要。

广告牌按结构形式可以分为墙面广告牌、屋顶广告牌和落地广告牌三种。其中落地式广告牌的上方是由两块面板或三块面板组成的广告面体，下方落地的一般是格构式钢结构柱或大直径钢管[4]。落地式钢管柱广告牌结构上部面板结构较轻，柱身高度相对较大、横截面相对较小[5]。从受力的角度，落地式广告牌属于高耸悬臂构筑物,其主要特点是长细比很大、结构的整体刚度小,具有“鞭梢”[6]，[7]效应。结构主要承受风荷载和水平地震作用,竖向荷载可忽略不计。因此，提高柱身抵抗水平荷载的能力是广告牌保证安全性的关键,现阶段对于广告牌结构的抗风及抗震问题是设计、施工与鉴定加固的焦点[8]。

2 工程概况

某高速路边钢结构广告牌为三面体单柱落地式广告牌，其主体结构由基础、立柱、上部构架杆件体系3部分构成。该落地广告牌无设计图纸、无地质勘察资料、使用年限接近10年，整体外观如图1所示。

3 检测内容与方法

3.1 结构形式调查及构件尺寸检测

对广告牌的结构形式、结构几何尺寸、构件截面尺寸进行了检测。广告牌三面平面为等边三角形，均为17.667m，以地面标高为正负0.000m，广告牌面板底部标高为+16.000m，顶部标高为+ 21.400m。广告牌钢柱+16.000m以下采用1200mm×11.5mm焊管，+16.000m以上采用800mm×10mm焊管。该广告牌的结构体系为空间桁架式，其主骨架由落地的独立钢柱和上部几道相互平行的横向主梁焊接而成，主梁之间由水平及斜向支撑连接，形成空间桁架体系，广告灯箱直接挂靠在主骨架上。实测广告牌的俯视平面布置图如图2所示，桁架主要立面布置示意图如图3，主要构件（杆件）截面尺寸详见表1。

图1 广告牌整体外观照片

图2 广告牌俯视平面布置图

图3 广告牌俯视BF、BD、DF立面布置图

表1 主要构件（杆件）截面尺寸详见表

3.2 基础检查

现场未发现因基础不均匀沉降引起的地面裂缝、土体隆起等现象，地基基础工作正常，未对上部主体结构造成不利影响。该广告牌采用桩基础，现场对基础承台进行了探坑检测。现场挖开发现，承台的平面尺寸为2.7m×2.7m，厚度1.5m，钢管柱节段浇注埋入到承台混凝土作为固定。由于桩基础深度较深，且根据理论分析结果可知该广告牌桩基础桩身最大弯矩出现在桩顶下约700mm处，因此现场结合检测条件，开挖深度取到桩顶下约1000mm处，桩身未发现裂缝。

3.3 上部结构检查

广告牌钢柱表面油漆剥落并锈蚀严重，出现涂层剥落、皱皮、毛刺、露铁、锈坑等现象，如图4。广告牌桁架杆件油漆剥落、锈蚀严重，表面粗糙，未发现明显破损状况。使用全站仪结合吊线锤，测量广告牌下段钢柱顶部相对于底部的偏移值。检测结果表明，广告牌钢柱向北偏移12mm，倾斜率为0.75‰，向东偏移6mm，倾斜率为0.38‰，广告牌钢柱虽有一定倾斜但未超出规范允许值1‰范围，满足使用要求。该广告牌中，支撑桁架弦杆下弦和斜杆屈曲变形较大，其余各构件未见明显屈曲等变形。

上、下段钢立柱之间采用端头横板和筋板连接，筋板尺寸为200mm×140mm×10mm。现场对广告牌空间桁架杆件连接处的焊缝进行检测，检测发现连接焊缝未焊满，不密实，出现少焊、漏焊，表面夹渣、接头不良好，局部锈蚀等情况较严重，焊缝质量低于《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002中三级焊缝标准。该广告牌面板的檩条与桁架之间采用钢丝绑扎，钢丝锈蚀严重。该广告牌立柱采用对接焊缝焊接后，沿着柱周环向采用8块钢板贴焊。贴焊钢板的尺寸为170mmx380mmx10mm。采用超声波法对钢柱的对接焊缝进行探伤检测，所测焊缝的内部质量达到《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002中一级焊缝标准。

图4 广告牌钢柱锈蚀

4 结构计算

结合现场实际检测情况，采用同济大学研发的3D3S软件，根据实测的结构布置、截面尺寸等，对广告牌进行空间建模计算，对整个广告牌结构的承载力及稳定性进行验算[2],[9]。计算时基本风压系数取重庆地区基本风压，地面粗糙度为B类。钢材牌号取Q235B，材料密度为7850kg/m3，弹性模量为2.06×105MPa，泊松比0.30。整体分析模型如图5所示。

图5 整体计算模型

广告牌结构受水平荷载作用控制且竖向荷载较小，故在荷载组合分析时着重考虑风荷载的影响，依据最不利原则，分析时风荷载的分项系数取1.4。计算结果表明：广告牌立柱柱顶最大水平位移为264.24mm，最大水平位移已超过高度的1/100的要求，不满足规范要求。该广告牌横梁桁架斜杆、支撑桁架斜杆的整体稳定应力超过限值，整体稳定性不满足要求。其余杆件的强度和稳定满足要求。

5 鉴定结论

根据以上分析，可得该广告牌鉴定结论。

1）该广告牌不能满足安全使用要求，广告牌立柱柱顶最大水平位移为264.24mm，最大水平位移已超过高度的1/100的限值要求，横梁桁架斜杆、支撑桁架斜杆的整体稳定应力超过限值，整体稳定性不满足要求。

2）该广告牌中，支撑桁架弦杆下弦和斜杆屈曲变形较大，应予以更换。

3）广告牌各杆件连接方式基本正确，但焊缝质量较差，多处地方存在少焊、漏焊、焊缝不饱满等现象。建议对广告牌焊缝进行普查，对存在问题部位应采取补焊或重焊等相应措施。

4）该广告牌面板的檩条与桁架之间采用钢丝绑扎，钢丝锈蚀严重，应更换钢丝，重新绑扎；广告牌各杆件油漆剥落，锈蚀较重，应采取除锈措施并重新粉刷防锈漆。

6 思考与总结

1）落地式高耸广告牌的基础部分由于埋在地下,如何检查其质量成为一个难点。然而，根据落地时高耸广告牌的受力特点，基础桩基以下一定位置却是最不利受力位置。在实际鉴定中，应该高度重视广告牌基础以下的现场检查，可通过局部开挖、必要时通过现场荷载试验等方法来实现。

2）落地式高耸广告牌长细比很大、结构的整体刚度小,主要承受水平方向荷载，计算时应重点考虑风荷载，详细计算结构在风荷载作用下的刚度和稳定性，以确保结构的安全。若是台风地区，还需考虑台风荷载对风压系数的修正，以降低风荷载引起的安全隐患。当结构的抗侧刚度较小时，可根据情况采用钢管混凝土加固或者内套钢管等加固方法。

【1】沈小平.超大型广告牌轻钢结构的设计分析[J].安徽建筑工业学报, 2008,16(2):4-10.

【2】余久济.广告牌结构风荷载取值问题的研究[J].工业安全与防尘，2001,1(2):46-47.

【3】徐息兹.户外广告牌的安全[J].安全,2007(7):94-95.

【4】王志滨,陶忠.带肋薄壁方钢管混凝土轴压短柱设计探讨[J].工业建筑, 2007,37(12):13-17.

【5】生涛.对某移动通讯塔倾倒的原因分析[J].特种结构,2000,17(4):67-68.

【6】方有珍,王志豪.广一告牌钢构架力学性能分析[J].四川建筑科学研究, 2006,32(1):76-78.

【7】肖伦斌,罗滔.钢结构广告牌的空间计算与设计[J].科技博览,2009,6(2): 201-202.

【8】汤德英.广告牌抗风设计和加强措施探讨[J].工业建筑,2000,30(9):26-27.

【9】冯甦,金江.高耸钢塔结构的脉动风荷载模拟及结构风振影响分析[J].东南大学学报,2007,6(1):67-71.

Structure Safety Identification and Analysis of Ground Type Towering Billboard

LIU Li-jun1，2,FU Ye1,XIAO Bao-huai1,BAI Song1,2
(1.Chongqing Construction Science Research Institute,Chongqing400050,China; 2.Chongqing Construction Engineering Quality Test Center,Chongqing400050,China）

In recent years,safety accidents caused by billboard happen now and then,especially when sudden collapsing happened because of the ground type towering billboard,which leads serious consequences.Quality of billboard has attracted the attention of relevant departments.This paper analysis the main points and methods for structure safety test and identification of ground type billboard based on a typical example,and wind load is analyzed by means of numerical simulation with application of proprietary software,finally the conclusion is got according to the test results.This paper can provide some references for safety identification work of billboard.

ground type billboard;safety identification;wind load

TU398+.9

A

1007-9467（2016）08-0039-03

2016-08-08

刘立军（1983～），男，内蒙古赤峰人，工程师，从事结构检测与鉴定及材料工程研究。