1.1 钢结构杆件长细比的检测与核算,可按规定测定杆件尺寸,应以实际尺寸等核算杆件的长细比。
1.2 钢结构支撑体系的连接,可按规定检测;支撑体系构件的尺寸,规定进行测定;应按设计图纸或相应设计规范进行核实或定。
1.3 钢结构构件截面的宽厚比,规定测定构件截面相关尺寸,并进行核算,应按设计图纸和相关规范进行定。
2、 涂装
2.1 钢结构防护涂料的质量,应按国家现行相关产品标准对涂料质量的规定进行检测。
2.2 钢材表面的除锈等级,可用现行国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923规定的图片对照观察来确定。
1、户外广告牌结构的钢材选用,应符合GB 50017的规定。
2、采用牌号为Q235、Q345的钢材时,其性能应分别符合GB/T 700和GB/T 1591的规定。
3、户外广告牌结构的钢材采用冷弯薄壁型钢,应符合GB 50018的有关规定。
4、手工焊接采用的焊条,应符合GB/T 5117或GB/T 5118的规定。选择的焊条型号应与主体金属强度相适应。
5、自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂,应与主体金属强度相适应。焊丝应符合GB/T 14957的规定。
6、普通螺栓应符合GB/T 5780和GB/T 5782的规定。
7、高强度螺栓应符合GB/T 1228、GB/T 1229、GB/T 1230、GB/T 1231或GB/T 3632、G13/T 3633的规定。
8、混凝土的强度等级、力学性能指标和质量标准应分别符合GB 50010和GBJ 107的规定。
9、当户外广告牌结构选用钢管混凝土作立柱时,钢管混凝土结构可采用普通混凝土,其强度等级不应低于C30。
10、当采用其他新材料时,应符合现行有关标准的规定。
常见的屋顶牌由面板结构、支承体系和支座锚栓组成。
1.1面板结构问题
面板结构由面板和纵横梁组成,面板必须布置纵向和横向支撑。面板结构的问题表现为:面板纵向支撑和横向支撑不完整,面板纵、横梁锈蚀严重,构造连接不到位。
1.2支承体系问题
1.2.1结构布置不合理
屋顶牌钢桁架结构布置不合理,表现为缺失杆件或部分杆件不能与其他杆件有效连接形成桁架,杆件安装
存在随意搭接现象。
例如:某电力公司办公屋顶牌钢桁架杆件布置存在杆件随意搭接、杆件缺失现象。对于缺失杆件的情况,采取的基本方法是补加杆件和节点,使之成为完整的桁架结构,以便完整桁架体系,合理传递风荷载。
1.2.2钢结构杆件长细比偏大
部分屋顶牌采用的杆件长细比偏大,如某办公屋顶牌中,一根受压杆件采用单根角钢L50×4,长为
5.04 m,计算其长细比λ=327,远超过《户外设施钢结构技术规程》第5.4.5条规定的长细比限值。对于长细比超限的情况,通常采用单角钢变双角钢、增加附加杆件、直接选择大截面杆件替代,解决钢结构杆件稳定问题。
1.2.3支撑系统的缺陷
钢桁架与面板结构均需布置支撑系统。布置支撑是为了保证结构的空间工作,提高结构的整体刚度,避免压杆的侧向失稳,承担和传递风荷载水平力,防止风振杆件产生过大的振动,以及保证牌结构的整体稳定性。
从检测实例看,很多公司对牌结构支撑系统不重视,忽略支撑系统的重要性,屋顶牌桁架间支撑不全或支撑缺失,具体表现为:部分屋顶牌设置部分支撑,部分仅采用通长系杆连接各个桁架。
1.3支座设置问题
屋顶牌支座设置位置是首要任务,包括其坐落房屋的屋顶高度(以便确定风载)、结构形式、建造年代。《规程》要求,屋顶牌钢桁架支座与屋顶的柱网布置相协调,以能直接有效承担牌结构传来的支座反力,包括压力、拔力和剪力。检测调查中发现,很多屋顶牌支座位置设置不当,严重超出挑檐沟的承载能力,如遇强台风易导致挑檐沟产生结构性失效,引起牌倒塌事故。《规程》要求:屋顶牌支座可用焊接、结构螺栓或锚栓与屋顶梁或柱中的预埋件连接,且“严禁采用摩擦型膨胀螺栓连接”。但实际中的屋顶牌支座钢板与屋顶之间的连接普遍的做法就是采用膨胀螺栓锚固连接。
屋顶广告牌的现状
常见的屋顶广告牌由面板结构、支承体系和支座锚栓组成。
1.1面板结构问题
面板结构由面板和纵横梁组成,面板必须布置纵向和横向支撑。面板结构的问题表现为:面板纵向支撑和横向支撑不完整,面板纵、横梁锈蚀严重,构造连接不到位。
1.2支承体系问题
1.2.1结构布置不合理
屋顶广告牌钢桁架结构布置不合理,表现为缺失杆件或部分杆件不能与其他杆件有效连接形成桁架,杆件安装存在随意搭接现象。
例如:某电力公司办公屋顶广告牌钢桁架杆件布置存在杆件随意搭接、杆件缺失现象。对于缺失杆件的情况,采取的基本方法是补加杆件和节点,使之成为完整的桁架结构,以便完整桁架体系,合理传递风荷载。
1.2.2钢结构杆件长细比偏大
部分屋顶广告牌采用的杆件长细比偏大,如某办公屋顶广告牌中,一根受压杆件采用单根角钢L50×4,长为5.04 m,计算其长细比λ=327,远超过《户外广告设施钢结构技术规程》第5.4.5条规定的长细比限值150。对于长细比超限的情况,通常采用单角钢变双角钢、增加附加杆件、直接选择大截面杆件替代,解决钢结构杆件稳定问题。
1.2.3支撑系统的缺陷
钢桁架与面板结构均需布置支撑系统。布置支撑是为了保证结构的空间工作,提高结构的整体刚度,避免压杆的侧向失稳,承担和传递风荷载水平力,防止风振杆件产生过大的振动,以及保证广告牌结构的整体稳定性。
从检测实例看,很多广告公司对广告牌结构支撑系统不重视,忽略支撑系统的重要性,屋顶广告牌桁架间支撑不全或支撑缺失,具体表现为:部分屋顶广告牌设置部分支撑,部分仅采用通长系杆连接各个桁架。
1.3支座设置问题
屋顶广告牌支座设置位置是首要任务,包括其坐落房屋的屋顶高度(以便确定风载)、结构形式、建造年代。《规程》要求,屋顶广告牌钢桁架支座与屋顶的柱网布置相协调,以能直接有效承担广告牌结构传来的支座反力,包括压力、拔力和剪力。检测调查中发现,很多屋顶广告牌支座位置设置不当,严重超出挑檐沟的承载能力,如遇强台风易导致挑檐沟产生结构性失效,引起广告牌倒塌事故。《规程》要求:屋顶广告牌支座可用焊接、结构螺栓或锚栓与屋顶梁或柱中的预埋件连接,且“严禁采用摩擦型膨胀螺栓连接”。但实际中的屋顶广告牌支座钢板与屋顶之间的连接普遍的做法就是采用膨胀螺栓锚固连接。
1.4施工质量问题
多数屋顶广告牌未经正规设计,现场施工人员、管理人员对钢结构安装又缺乏专注技术和经验。因此,屋顶广告牌安装较普遍存在施工方面的问题:制作工艺粗糙,节点无节点板或节点板偏小,导致交汇杆件的焊缝长度不满足要求,有些部位仅采用点焊。焊缝普遍存在焊缝高度小,焊缝不饱满,存在裂纹、烧穿、气孔、夹渣、咬边、未焊透等焊接缺陷。
1.5维护保养问题
在使用过程中,屋顶广告牌长期处于露天气候环境中,日晒雨淋,一些屋顶广告牌杆件采用槽钢,由于在施工中忽略了使用中雨水积留的情况,忘记在能蓄水的部位预留孔洞泄水,致使杆件锈蚀严重。加上使用人不注意对屋顶广告牌的维护与保养,杆件表面面漆脱落和起皮现象十分普遍,并伴有焊缝开裂现象等,构成结构安全隐患。
某钢构架牌,位于长江边某建筑顶部,高12m,宽30m,是一个霓虹灯。甲方将牌委托给一个小公司制作安装。该公司初凭经验设计了该牌的钢构架,选用的是L50等边角钢。后来甲方觉得牌所处位置太高,又在江边,风荷载很大,故又委托作者验算该钢构架是否安全。由于牌钢构架是一个空间结构,作者采用着名的有限元程序ANSYS5.6进行了计算。钢构架的立面和轴侧,如图1所示。构架底部支座位于主体结构的梁上,通过膨胀螺栓连接。右边缺口部分是建筑物的水箱,钢筋混凝土做成,构架支座也可用膨胀螺栓与其连接。
2.2计算分析方法
钢构架主要承受风荷载,其参数取值如下:
(1)根据《建筑结构荷载规范》G009-2001,维护结构的风荷载标准值按下式计算:
wk=βgzμsμzw0 (1)
(2)根据G009-2001,取地面粗糙度为B类,牌距地面约90~95m,阵风系数βgz为1.515,风压高度变化系数μz为2.055。由于牌附属在主体结构表面部分的局部风压会超过平均风压,取局部风荷载体型系数μs为-2.0(负风压)。风荷载体型系数μs为1.3(正风压)。
(3)由于该牌钢架结构表面所设铝合金扣板(每块宽度为100mm)为隔一设一,故牌钢架的实际受风面积为50%总面积。根据G009-2001规定的“桁架”的体型系数的计算方法,该牌钢架结构可以乘以挡风系数(或透风系数)Φ。挡风系数Φ取为0.5。
(4)根据G009-2001中的全国基本风压分布图,基本风压w0取为0.3kN/m2。
(5)按照式(1)中所列风荷载标准值计算公式,其中μs为(μs(正风压)+μs(负风压))×Φ。后算得风荷载标准值wk为1.541kN/m2。
2.2计算结果及修改意见
经过分析,发现钢构架在风荷载和竖向荷载(重力荷载)作用下,除个别部位以外,杆件的弯矩和剪力都不太大,对多数杆件内力起控制作用的是轴力。
原建筑地基、基础的承载力首先,确定加层方案时要详细阅读原建筑的竣工图纸、资料、地质勘探报告。通过对地质资料的认真研究,并加以计算,从而确定该地基有无能力承受加载;其次,是计算其基础的承载力,了解基础的类型,进一步确定该地基基础的承载极限,确定加层规模。一般认为,原设计对建筑的地基、基础都有一定的安全系数,并且地基经过一段时间的承载后,承载力都有所提高。因此,一般建筑都有可能加层,只是加层规模大小的区分。
结语综上所述,旧建筑加层必须考虑以下几点:1) 建筑地基为均匀地基,地基承载力满足要求。2) 基础强度、变形满足加层要求。3) 梁、柱、板、墙等构件经计算满足加层荷载要求。4) 构件在经过不少于72 h 的加载后,保持不变形和无裂缝、无掉皮、无弯折等破坏现象。5) 对原建筑进行加固。6) 新旧建筑有机地结合为一体。7) 对已有病害的建筑必须认真分析原因,予以。若能满足以上要求,一般建筑即可进行加层施工。
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