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中华人民共和国国家标准
高耸与复杂钢结构检测与鉴定标准
Standard for inspection and appraisal of high-rise and complicated steel structures
GB 51008-2016
主编部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2016年12月1日
中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第1085号
住房城乡建设部关于发布国家标准《高耸与复杂钢结构检测与鉴定标准》的公告
本标准由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部
2016年4月15日
前言
根据住房城乡建设部《关于印发<2009年工程建设国家标准制订、修订计划(第一批)>的通知》(建标[2009]88号)的要求,编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准和国外先进标准,并在广泛征求意见的基础上,编制本标准。本标准的主要技术内容是:总则、术语和符号、基本规定、材料的检测与评定、钢构件的检测与鉴定、连接和节点的检测与鉴定、专项检测与鉴定、钢结构系统可靠性鉴定、围护结构的检测与鉴定、钢结构抗震性能鉴定等。
本标准以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。
本标准由住房城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,由同济大学负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄送同济大学土木工程学院(地址:上海市四平路1239号,邮政编码:200092)。
本标准主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:
主编单位:同济大学
中天建设集团有限公司
参编单位:中南建筑设计院股份有限公司
清华大学
中冶建筑研究总院有限公司
太原理工大学
中建钢构有限公司
西安建筑科技大学
湖南大学
上海市建筑科学研究院(集团)有限公司
华东建筑设计研究院有限公司
兰州理工大学
东南大学
宝钢钢构有限公司
陕西省建筑科学研究院
重庆大学
湖北武大珞珈工程结构检测咨询有限公司
上海市机械施工集团有限公司
上海建科建设监理咨询有限公司
天津大学
上海宝冶工程技术有限公司
江苏沪宁钢机股份有限公司
江苏永益铸管股份有限公司
深圳市建筑设计研究总院有限公司
深圳市清华苑工程结构鉴定有限公司
主要起草人:沈祖炎 罗永峰 蒋金生 陈雪庭 遇平静 姜迎秋 戴立先 李海旺 徐善华 石永久 舒兴平 王秀丽 李元齐 周建龙 张宣关 叶继红 张立华 陈晓明 郝际平 何英明 徐厚军 施刚 贺明玄 曹富荣 陈志华 刘玉涛 刘臣 吴欣之 王寅大 顾军 朱春明 戴国欣 胡俊勇 孟祥武 徐晗 郭小农 张岫文
主要审查人:周绪红 郁银泉 姚兵 梁坦 弓俊青 李天 卢亦焱 侯兆欣 高小旺 由世岐 刘琼祥 袁海军
1 总则
1.0.1 为规范高耸与复杂钢结构检测与鉴定工作,加强技术管理,保证结构安全,制定本标准。
1.0.2 本标准适用于高耸与复杂钢结构的检测与鉴定。
1.0.3 高耸与复杂钢结构的检测与鉴定,除应符合本标准外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
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2 术语和符号
2.1 术语
2.1.1 高耸与复杂钢结构 high-rise and complicated steel structure
10层及以上或高度24m及以上的高层钢结构以及塔架、桅杆等钢结构,结构体系较为复杂或很复杂的钢结构。
2.1.2 检查评估 general investigation and evaluation
对结构整体的普查和初步勘查以及对结构承载性能的宏观评估。
2.1.3 专项鉴定 appraisal of special items
针对钢结构中的某特定项目进行的鉴定。
2.1.4 主要构件与主要节点 primary structural member and primary joint
破坏后会造成结构严重损伤或破坏甚至可能倒塌的结构构件或节点。
2.1.5 一般构件与一般节点 general structural member and general joint
破坏后会造成结构损伤但不致导致结构破坏或倒塌的结构构件或节点。
2.1.6 主要焊缝 primary weld
破坏后会造成构件或节点严重损伤甚至可能破坏的焊缝。
2.1.7 一般焊缝 general weld
破坏后会造成构件或节点损伤但不致导致构件或节点破坏的焊缝。
2.1.8 结构体系 structural system
结构中所有承重构件及其共同工作的方式,包括组成结构的构件类型、构件的分布或布置方式、节点的构造方式、支座的构造与布置方式。
2.1.9 结构系统 structural segment
建筑或构筑物中可独立进行检测鉴定的钢结构或其部分,该部分具有独立结构功能。
2.1.10 腐蚀 corrosion
构件与环境中有害介质接触而产生化学变化,从而导致材料性能的退化或材料的破坏。
2.2 符号
2.2.1 结构性能、作用、作用效应及抗力:
R——结构或构件、连接的抗力;
S——结构或构件、连接上的荷载或作用效应。
2.2.2 几何参数:
A0——未腐蚀截面的公称面积;
Hi——结构第i层层间高度;
HT——柱脚底面到吊车梁或吊车桁架顶面的高度;
t0——构件初始厚度;
△t——腐蚀深度。
2.2.3 计算系数:
γ0——结构重要性系数;
γra——承载力调整系数;
γRE——承载力抗震调整系数;
△σi——测量部位第i个级别的应力幅值。
2.2.4 时间参数:
n*i——测量时间内△σi的作用次数;
T*——测量时间;
T0——该结构已经使用的时间。
2.2.5 鉴定等级:
au、bu、cu、du——构件、连接、节点的安全性等级;
as、bs、cs——构件、连接、节点的适用性等级;
ad、bd、cd——构件、连接、节点的耐久性等级;
Au、Bu、Cu、Du——结构体系的安全性等级;
As、Bs、Cs——结构体系的适用性等级;
Ad、Bd、Cd——结构体系的耐久性等级。
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3 基本规定
3.1 一般规定
3.1.1 高耸与复杂钢结构可靠性鉴定的内容应包括:安全性鉴定、适用性鉴定和耐久性鉴定。对于有抗震要求的地区,尚应对钢结构抗震性能进行鉴定。
3.1.2 高耸与复杂钢结构出现下列情况之一时,应进行检测与可靠性鉴定:
1 拟改变使用功能、使用条件或使用环境;
2 拟进行改造、改建或扩建;
3 达到设计使用年限拟继续使用;
4 因遭受灾害、事故而造成损伤或损坏;
5 存在严重的质量缺陷或出现严重的腐蚀、损伤、变形。
3.1.3 钢结构出现下列情况之一时,宜进行检测与可靠性鉴定:
1 对建筑或构筑物进行大规模维修或装饰装修;
2 正常使用中例行检查、维修时,发现劣化或损伤迹象。
3.1.4 当钢结构存在下列问题时,宜进行专项检测与鉴定:
1 存在影响使用功能的振动;
2 存在疲劳问题,影响疲劳寿命;
3 遭受火灾影响或损伤。
3.1.5 钢结构可靠性鉴定对象的范围,应按结构系统确定,鉴定对象应是整个建筑物的钢结构或建筑物中结构功能相对独立的钢结构部分。
3.1.6 在进行钢结构可靠性鉴定时,应明确建筑或构筑物的后续目标使用年限。
3.1.7 对钢结构进行可靠性鉴定时,可根据后续目标使用年限的不同,按表3.1.7的规定取用结构重要性系数γ0,荷载和作用不得因后续目标使用年限的不同再进行折减。
表3.1.7 不同安全等级或后续目标使用年限的结构重要性系数γ0
安全等级或后续目标使用年限 | 结构重要性系数γ0 |
一级或≥100年 | ≥1.10 |
二级或50年 | ≥1.00 |
三级或<5年 | ≥0.90 |
3.1.8 钢结构可靠性鉴定工作应包括下列内容:
1 调查、收集结构建造及加固改造的信息资料并进行实物复核;
2 调查、核实、检测结构上的作用及使用条件;
3 调查、检测结构的缺陷、损伤状况;
4 评估结构性能的劣化状况;
5 对结构进行分析与校核。
3.1.9 钢结构上荷载或作用的确定应符合下列规定:
1 结构和构件自重的标准值,应根据构件和连接的实际尺寸,按材料和构件单位自重的标准值计算确定,对不便实测的连接构造尺寸,可按结构构件竣工图计算;
2 常用材料和构件的单位自重标准值,应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定采用,当标准规定值有上、下限时,应按下列规定采用:
1)当其效应对结构不利时,取上限值;
2)当其效应对结构有利时,取下限值。
3 结构上的荷载或作用,应根据建筑物的实际状态和使用环境按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009确定。
3.1.10 钢结构的分析与校核应符合下列规定:
1 校核验算的计算模型,应符合结构实际受力和构造状况,并应考虑使用环境、基础沉降、结构变形、材料缺陷及损伤、构件损伤、节点损伤对结构性能的影响;
2 结构材料的性能指标,应根据调查复核结果或现状检测结果取用;
3 结构或构件的几何尺寸,应采用调查复核结果或现状检测结果,并应考虑制作安装偏差、缺陷、腐蚀等的影响;
4 当需要通过现场荷载试验检验构件的承载性能和使用性能时,应按本标准附录A的规定进行试验。
3.1.11 钢结构可靠性鉴定的层次、鉴定项目,宜符合表3.1.11的规定,并应按鉴定目的要求,对安全性、适用性、耐久性分别评定等级。
表3.1.11 可靠性鉴定的层次、鉴定项目、等级划分及内容
3.1.12 鉴定报告的内容应包括:工程概况,鉴定的目的、内容、范围及依据,调查、检测、分析的结果,鉴定等级或鉴定结果,相应的处理意见及建议。
3.2 工作内容与程序
3.2.1 钢结构可靠性鉴定宜分为检查评估和检测鉴定两个阶段。
3.2.2 钢结构可靠性鉴定应有规定的工作程序,该工作程序宜有具体的步骤或流程(图3.2.2),实际钢结构工程鉴定中,可进行补充和细化。
3.2.3 鉴定的目的、范围和内容,应根据委托方提出的鉴定原因和要求,并根据现场调查情况确定。
图3.2.2 可靠性鉴定程序
3.2.4 检查评估应包括下列内容:
1 查阅建筑结构档案资料;
2 调查建筑结构历史情况;
3 勘查现场,调查建筑结构实际状况、使用条件和环境;
4 对结构存在的问题进行分析,对问题明确者提出评估结论,对需要进一步检测的结构,确定详细检测与鉴定方案。
3.2.5 检测与鉴定方案应包括下列内容:
1 检测鉴定目的和范围;
2 检测鉴定的依据;
3 详细调查与检测的工作内容;
4 检测方案和主要检测方法。
3.2.6 可靠性鉴定过程中,当发现数据资料不足或不准确时,应及时进行补充调查、检测。
3.2.7 在结构负荷状态进行构件取样时,应采取措施以不影响结构的安全使用。现场取样后,应及时修补检测所造成的结构或构件的损伤。
3.3 可靠性鉴定等级评定标准
3.3.1 钢结构可靠性鉴定应划分为结构构件及节点、结构系统两个层次。
3.3.2 钢构件及节点的可靠性应按安全性、适用性和耐久性分别鉴定,并应按下列规定确定评定等级:
1 钢构件及节点的安全性等级:
au级:在目标使用期内安全,不必采取措施;
bu级:在目标使用期内不显著影响安全,可不采取措施;
cu级:在目标使用期内显著影响安全,应采取措施;
du级:危及安全,必须及时采取措施。
2 钢构件及节点的适用性等级:
as级:在目标使用期内能正常使用,不必采取措施;
bs级:在目标使用期内尚可正常使用,可不采取措施;
cs级:在目标使用期内影响正常使用,应采取措施。
3 钢构件及节点的耐久性等级:
ad级:在正常维护条件下,能满足耐久性要求,不必采取措施;
bd级:在正常维护条件下,尚能满足耐久性要求,可不采取措施;
cd级:在正常维护条件下,不能满足耐久性要求,应采取措施。
3.3.3 钢结构系统的可靠性应按安全性、适用性和耐久性分别鉴定,并应按下列规定确定评定等级:
1 钢结构系统的安全性等级:
Au级:在目标使用期内安全,不必采取措施;
Bu级:在目标使用期内无显著影响安全的因素,可不采取措施或有少数构件或节点应采取适当措施;
Cu级:在目标使用期内有显著影响安全的因素,应采取措施;
Du级:有严重影响安全的因素,必须及时采取措施。
2 钢结构系统的适用性等级:
As级:在目标使用期内能正常使用,不必采取措施;
Bs级:在目标使用期内尚能正常使用,可不采取措施或有少数构件或节点应采取适当措施;
Cs级:在目标使用期内有影响正常使用的因素,应采取措施。
3 钢结构系统的耐久性等级:
Ad级:在正常维护条件下,能满足耐久性要求,不必采取措施;
Bd级:在正常维护条件下,能满足耐久性要求,可不采取措施或有少数构件或节点应采取适当措施;
Cd级:在正常维护条件下,不能满足耐久性要求,应采取措施。
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4 材料的检测与评定
4.1 一般规定
4.1.1 钢结构现场取样,应根据检测内容和目的确定取样部位、取样数量和样品尺寸,并保证样品具有代表性。
4.1.2 在结构上进行材料取样之前,应记录取样的具体位置、样品尺寸和形状、构件表面原始状态等信息。
4.1.3 当被检验材料的性能指标随时间变化的影响可以忽略不计时,可按下列情况之一确定材料的性能指标:
1 经调查当有可靠的材料质量实测记录资料时,可按原记录资料确定材料的性能指标;
2 当工程尚有拟鉴定结构构件的余料时,可对其余料进行检验,确定材料的性能指标,否则应现场取样实测。
4.1.4 当结构工作环境与原设计状态比无明显变化,未曾发生材料劣化、损坏现象或迹象时,可按下列原则进行组批检验:
1 对于钢材,同种构件、同规格为一个检验批;
2 对于焊接接头的金属材料,同种构件中同一形式焊缝为一个检验批;
3 对于连接紧固件和其他节点连接材料,同种构件中的同规格零部件为一个检验批。
4.1.5 由于累积损伤、腐蚀及灾害等原因可能造成材料性质发生改变时,应在鉴定对象上取样检验;进行检验组分批时,应考虑致损条件、损伤程度的同一性。
4.1.6 当钢结构材料发生烧损、变形、断裂、腐蚀或其他损伤时,宜进行金相检测。
4.1.7 既有钢结构材料性能的检测与评定,宜以结构有损伤或破坏部位的材料为主。
4.1.8 现场取样的方法或措施,应保证试样材料的原有性能不受影响。
4.2 力学性能检测与评定
4.2.1 钢材力学性能的检测项目应包括:屈服强度、抗拉强度、伸长率或断面收缩率、冷弯性能、冲击韧性及抗层状撕裂,所选检测项目应根据结构和材料的实际情况及鉴定需求确定。应优先采用在结构构件上直接取样进行试验检测,也可采用其他无损或微损方法进行检测。
4.2.2 螺栓连接副力学性能的检测项目应包括:螺栓材料性能、螺母和垫圈硬度。普通螺栓尚应包括螺栓实物最小拉力载荷检验。
4.2.3 螺栓球节点用高强度螺栓力学性能的检测项目应包括拉力荷载试验、硬度试验。
4.2.4 对接焊接接头试样应包括拉伸试样、弯曲试样和冲击试样。
4.2.5 钢结构材料力学性能检验试件的取样数量、取样方法、试验方法和评定依据应符合表4.2.5的规定。当检验结果与调查获得的钢材力学性能基本参数信息不相符时,应加倍抽样检验。
表4.2.5 钢结构材料力学性能检验项目、试验方法和评定依据
4.2.6 钢结构紧固件力学性能检验试件的取样数量、试验方法和评定依据应符合表4.2.6的规定。
表4.2.6 钢结构紧固件力学性能检验项目、试验方法和评定依据
4.2.7 未知牌号钢材的抗拉力学性能应试验确定,每个检验批抽取的试样不应少于3个,并应根据试验结果最小值确定可参考的钢材牌号并推定其性能指标。当根据试验结果无法确定钢材牌号时,该检验批钢材的强度设计值可按屈服强度试验结果最低值的0.85倍确定。
4.2.8 对国产钢材的品种、规格、力学性能应按设计要求进行评定;对进口钢材的力学性能应按设计和合同规定的标准进行评定,并提供详细的实际检测结果。
4.2.9 对焊接接头的力学性能应按设计要求进行评定,并提供详细的实际检测结果。
4.3 化学成分检测与评定
4.3.1 钢结构原材料化学分析的取样批量、取样方法、评定依据及允许偏差应符合表4.3.1的规定。
表4.3.1 钢结构材料化学分析取样数量及方法
4.3.2 由于事故、灾害等原因,钢材材质可能有变化或某元素含量发生变化时,应取样进行化学分析。取样方法、评定依据及成品化学成分允许偏差应符合本标准表4.3.1的规定。
4.3.3 当不能确定被检钢材是否符合对应的国家现行产品标准时,应进行化学分析。
4.4 有缺陷和损伤部位的检查与检测
4.4.1 主要构件及主要节点有缺陷和损伤部位钢材的表面质量应进行全数检查与检测。
4.4.2 工程事故或灾害后的钢结构,其主要构件及主要节点受损部位的钢材、紧固件和其他节点零件,应进行全数检查与检测。
4.4.3 高强度螺栓的缺陷可采用表面质量检测的方法检测,抽样数量不应少于8个/批。
4.4.4 表面质量检测宜采用低倍放大镜观察、磁粉探伤或渗透探伤方法。
4.4.5 厚度大于或等于6mm的钢材,可采用超声波探伤检测。
4.5 钢材金相检测与评定
4.5.1 钢材的金相检测可采用现场复膜金相检测法或便携式显微镜现场检测法,取样部位宜在开裂、应力集中、过热、变形或其他怀疑有材料组织变化的部位。
4.5.2 对于可以现场取样的钢结构构件,应对有代表性的部位采用现场破损切割的方法取样,进行实验室宏观、微观、断口等金相检测。
4.5.3 钢材的金相检测及评定,应符合现行国家标准《金属显微组织检验方法》GB/T 13298、《钢的显微组织评定方法》GB/T 13299、《钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法》GB/T 226、《结构钢低倍组织缺陷评级图》GB/T 1979、《金属熔化焊接头缺陷分类及说明》GB/T 6417.1和《钢材断口检验法》GB/T 1814的规定。
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5 钢构件的检测与鉴定
5.1 一般规定
5.1.1 钢构件宜划分为柱构件、梁构件、杆构件、板构件和柔性构件。
5.1.2 钢构件的检测内容应包括:几何尺寸、制作安装偏差与变形、缺陷与损伤、构造与连接、涂装和腐蚀。
5.1.3 钢构件检测抽样数量可根据检测项目的特点,按下列原则确定:
1 构件外部缺陷与损伤、涂装和腐蚀,宜全数普查;
2 构件几何尺寸、制作安装偏差与变形,应根据现场实际情况确定抽样数量与位置;
3 构件的构造与连接,应选择对结构安全影响大的部位进行检测。
5.1.4 对于下列情况,检测对象可以是单个构件或部分构件,但检测结论不得扩大到未检测的构件或范围:
1 委托方指定的检测对象或范围;
2 因环境侵蚀或火灾、水灾、爆炸、高温以及人为等因素造成部分损伤的构件。
5.2 钢构件的检测
5.2.1 钢构件尺寸偏差的检测应符合下列规定:
1 构件的几何尺寸应包括:构件轴线或中心线尺寸、主要零部件布置定位尺寸以及零部件规格尺寸;
2 尺寸检测的范围应包括所抽样构件的全部几何尺寸,每个尺寸在构件的3个部位测量,取3处实测值的平均值作为该尺寸的代表值;
3 尺寸测量仪器应经过计量认证并在有效期内;
4 钢构件的尺寸偏差应以最终设计文件规定的尺寸为基准进行计算。
5.2.2 钢构件变形与安装偏差的检测,应符合下列规定:
1 构件变形检测的内容应包括构件垂直度、弯曲变形、扭曲变形、跨中挠度;
2 钢构件的垂直度、侧向弯曲矢高、扭曲变形应根据测点间相对位置差计算。
5.2.3 钢构件缺陷与损伤检测的内容应包括裂纹、局部变形、人为损伤、腐蚀等项目,并应符合下列规定:
1 钢构件表面的裂纹与人为损伤可采用观察和渗透的方法检测,钢构件的内部裂纹可采用超声波探伤法或射线法检测;2 钢构件的局部变形可用观察和尺量的方法检测;
3 钢构件的腐蚀可按本标准第5.3节的规定进行检测。
5.2.4 钢构件长细比、截面板件宽厚比应按本标准第5.2.1条测定的构件实际几何尺寸进行核算。
5.2.5 拉索、拉杆的检测应符合下列规定:
1 拉索和拉杆的张力应采用专门的检测仪器检测,并以不少于3次测试的平均值作为最终测试值;
2 拉索检测应包括索中断丝数量和最小转弯半径。
5.2.6 构件静力荷载试验检验的内容、方法和方案,可按本标准附录A确定。
5.3 钢构件腐蚀与涂装防护的检测
5.3.1 构件腐蚀检测的内容应包括腐蚀损伤程度、腐蚀速度。
5.3.2 钢构件腐蚀损伤程度检测应符合下列规定:
1 检测前,应先清除待测表面积灰、油污、锈皮;
2 对均匀腐蚀情况,测量腐蚀损伤板件的厚度时,应沿其长度方向选取3个腐蚀较严重的区段,且每个区段选取8~10个测点测量构件厚度,取各区段量测厚度的最小算术平均值,作为该板件实际厚度,腐蚀严重时,测点数应适当增加;
3 对局部腐蚀情况,测量腐蚀损伤板件的厚度时,应在其腐蚀最严重的部位选取1~2个截面,每个截面选取8~10个测点测量板件厚度,取各截面测量厚度的最小算术平均值,作为板件实际厚度,并记录测点的位置,腐蚀严重时,测点数可适当增加。
5.3.3 板件腐蚀损伤量应取初始厚度减去实际厚度。初始厚度应根据构件未腐蚀部分实测厚度确定。在没有未腐蚀部分的情况下,初始厚度应取下列两个计算值的较大者:
1 所有区段全部测点的算术平均值加上3倍的标准差;
2 公称厚度减去允许负公差的绝对值。
5.3.4 构件后期的腐蚀速度可根据构件当前腐蚀程度、受腐蚀的时间以及最近腐蚀环境扰动等因素综合确定,并可结合结构的后续目标使用年限,判断构件在后续目标使用年限内的腐蚀残余厚度。
5.3.5 对于均匀腐蚀,当后续目标使用年限内的使用环境基本保持不变时,构件的腐蚀耐久性年限可根据剩余腐蚀牺牲层厚度、以前的年腐蚀速度确定。
5.3.6 钢构件涂装防护检测的内容应包括涂层检测和拉索外包裹防护层检测。
5.3.7 涂层的检测项目应包括外观质量、涂层完整性、涂层厚度。检测抽样应符合下列规定:
1 钢构件涂层外观质量可采用观察检查,宜全数普查;
2 涂层裂纹可采用观察检查和尺量检查,构件抽查数量不应少于10%,且不应少于3根;
3 涂层完整性可采用观察检查,宜全数普查;
4 涂层厚度可采用于膜测厚仪检测,构件抽查数量不应少于10%,且不应少于3根。
5.3.8 拉索外包裹防护检测应包括拉索外包裹防护层外观质量和索夹填缝,可采用观察检查,宜全数普查。
5.4 钢构件安全性鉴定
5.4.1 钢构件安全性鉴定应按承载力、构造两个基本项目分别评定等级,并应取其中的较低等级作为安全性鉴定等级。当构件存在严重缺陷、过大变形、显著损伤和严重腐蚀等状况时,可按其严重程度评定变形与损伤等级,然后取承载力、构造和变形与损伤的最低评定等级,作为安全性鉴定等级。
5.4.2 钢构件承载力安全等级应根据构件的抗力设计值R和作用效应组合设计值S及结构重要性系数γ0,按表5.4.2的规定评定。
表5.4.2 钢构件承载力安全等级
2 吊车梁的疲劳性能,应根据疲劳验算结果、已使用年限和吊车系统的损伤程度进行评级,不受表中数值限制。
5.4.3 腐蚀钢构件按本标准第5.4.2条评定其承载力安全等级时,应按下列规定确定腐蚀对钢材性能和截面损失的影响:
1 当腐蚀损伤量不超过初始厚度的25%且残余厚度大于5mm时,可不考虑腐蚀对钢材强度的影响;对于普通钢结构,当腐蚀损伤量超过初始厚度的25%或残余厚度不大于5mm时,钢材强度应乘以0.8的折减系数;对于冷弯薄壁钢结构,当截面腐蚀大于10%时,钢材强度应乘以0.8的折减系数。
2 强度和整体稳定性验算时,构件截面积和截面模量的取值应考虑腐蚀对截面的削弱。
3 疲劳验算时,当构件表面发生明显的锈坑、但腐蚀损伤量不超过初始厚度的5%时,构件疲劳计算类别不得高于4类;当腐蚀损伤量超过初始厚度的5%时,构件疲劳计算类别不得高于5类。
5.4.4 钢构件的构造等级应按表5.4.4的规定评定。
表5.4.4 钢构件构造等级
5.4.5 当钢构件呈现下列状态时,可直接评定其变形与损伤等级:
1 当构件存在裂纹或部分断裂时,应根据损伤程度评定为cu级或du级;
2 当吊车梁受拉区或吊车桁架受拉杆及其节点板有裂纹时,应根据损伤程度评定为cu级或du级;
3 当钢桁架屋架或托架的实测挠度大于其计算跨度的1/400,在承载力验算时,应考虑由于挠度产生的附加应力的影响,并按下列原则评级:
1)当验算结果可评定为bu级时,宜附加观察使用一段时间的限制;
2)当验算结果低于bu级时,可根据其实际严重程度评定为cu级或du级。
4 当钢桁架顶点的实测侧向位移大于其计算高度的1/200、且有可能发展时,应评定为cu级;
5 钢桁架中有整体弯曲缺陷但无明显局部缺陷的双角钢受压腹杆,其杆件整体弯曲实测值超过表5.4.5-1中的限值时,可根据实际情况和对其承载力的影响程度评为cu级或du级;
表5.4.5-1 双角钢受压腹杆双向弯曲缺陷实测值限值
2.σ=N/(φA)。
6 其他受弯构件因挠度过大或几何偏差造成变形时,应按表5.4.5-2的规定评级;
表5.4.5-2 按受弯构件实测变形评定等级
7 当柱顶实测水平位移或倾斜大于表5.4.5-3的限值时,应按下列规定评级:
1)当构件出现明显变形或其他屈曲迹象时,应根据其严重程度评定为cu或du级;
2)当构件未出现明显变形或其他屈曲迹象时,应考虑该位移进行结构内力分析,按本标准第5.4.2条的规定评级,当验算结果可评定为bu级时,但宜附加观察使用一段时间的限制,当该位移尚在发展时,应直接定为du级。
表5.4.5-3 钢结构柱顶侧向位移限值
结构类别 | 顶点位移 | 层间位移 |
单层建筑 | H/400 | — |
多高层建筑 | H/450 | Hi/350 |
8 当柱的实测弯曲矢高大于柱自由长度的1/660或10mm时,应在其承载力验算中考虑弯曲引起的附加弯矩的影响,并应按本标准第5.4.2条的规定评级;
9 腐蚀的钢构件除应按本标准第5.4.2条评定其承载力等级外,尚应按表5.4.5-4的规定对其腐蚀状态严重程度进行变形与损伤等级评定。
表5.4.5-4 钢构件腐蚀状态安全等级
5.4.6 下列情况下,构件宜通过载荷试验进行安全性鉴定:
1 按现有计算手段尚不能准确评定构件的安全性;
2 构件验算缺少应有的参数。
5.5 钢构件适用性鉴定
5.5.1 构件适用性鉴定应按变形、制作安装偏差、构造、损伤、防火涂层质量等项目分别评定等级,并应取其中最低等级作为适用性鉴定等级。
5.5.2 受弯构件的适用性按变形计算结果评定时,应按表5.5.2的规定评定,且应符合下列规定:
1 吊车梁和吊车桁架的挠度应为其自重和起重量最大的一台吊车作用下的挠度值;
2 表中as级不带括号的数值应为永久和可变荷载标准值产生的变形值,当有起拱或下挠时,应减去或加上起拱或下挠值,其中带括号数值为可变荷载标准值产生的变形值;
3 当构件变形达到cs级时,应考虑变形引起的附加内力对构件承载力的影响。
表5.5.2 受弯构件按变形评定适用性等级
注:l为受弯构件跨度,悬臂梁取其悬臂长度的2倍。
5.5.3 钢柱的适用性等级按水平位移或倾斜的检测或计算结果评定时,应按表5.5.3-1的规定执行,同时,应按表5.5.3-2的规定评定风荷载作用下钢柱的适用性等级,并应取较低等级作为钢柱的适用性等级。按表5.5.3-1的规定评定时,尚应符合下列规定:
1 在设有A8级吊车的厂房中,厂房柱as级位移限值应减小10%;
2 柱的位移或倾斜应为最大的一台吊车水平荷载作用下的水平位移值;
3 当构件变形达到cs级时,应考虑变形引起的附加内力对构件承载力的影响。
表5.5.3-1 钢柱按检测或计算的水平位移评定适用性等级
注:HT为基础顶面至吊车梁或吊车桁架顶面的高度,H为结构顶点高度,Hi第i层层间高度。
表5.5.3-2 风荷载作用下钢框架柱按柱顶水平位移评定适用性等级
5.5.4 钢构件适用性等级按偏差的检测结果评定时,应按表5.5.4的规定评定。
表5.5.4 钢构件按制作安装偏差评定适用性等级
5.5.5 受拉钢构件的适用性等级按长细比检测结果评定时,应按表5.5.5的规定评定。
表5.5.5 受拉钢构件按长细比评定适用性等级
5.5.6 钢构件适用性等级按机械物理损伤和高温的检查结果评定时,应按表5.5.6的规定评定。
表5.5.6 钢构件按机械物理损伤和高温检查结果评定适用性等级
5.5.7 钢构件适用性等级按防火涂层检查结果评定时,应根据防火涂层外观质量、涂层完整性、涂层厚度三个基本项目的最低适用性等级确定,三个基本项目适用性等级应按表5.5.7规定评定。
表5.5.7 钢构件按防火涂层评定适用性等级
5.6 钢构件耐久性鉴定
5.6.1 钢构件耐久性鉴定应根据防腐涂层或外包裹防护质量及腐蚀两个基本项目分别评定等级,并应取其中较低等级作为其耐久性鉴定等级。
5.6.2 钢构件耐久性等级按防腐涂层或外包裹防护质量检测结果评定时,应根据涂层外观质量、涂层完整性、涂层厚度、外包裹防护四个基本项目的最低耐久性等级确定,四个基本项目的耐久性等级应按表5.6.2的规定评定。
表5.6.2 钢构件按防腐涂层或外包裹防护评定耐久性等级
5.6.3 钢构件耐久性等级按腐蚀的检测结果评定时,应按表5.6.3的规定评定。
表5.6.3 钢构件按腐蚀评定耐久性等级
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6 连接和节点的检测与鉴定
6.1 一般规定
6.1.1 连接和节点的检测内容应包括:连接和节点的几何特征、缺陷和变形与损伤、腐蚀状况、节点的功能状态以及材料性能。
6.1.2 连接和节点检测前,应清除检测部位表面的油污、浮锈和其他杂物。
6.1.3 连接与节点的腐蚀与涂装防护,可按本标准第5.3节的规定进行检测。
6.1.4 下列情况下,连接和节点宜通过试验进行可靠性鉴定:
1 按现有计算手段尚不能准确评定连接和节点的可靠性;
2 连接和节点验算缺少应有的参数。
6.2 焊缝连接的检测与鉴定
6.2.1 焊缝检测的内容应包括焊缝质量、焊缝构造及其尺寸、焊缝腐蚀、开裂状况以及力学性能。
6.2.2 焊缝检测的抽样应符合下列规定:
1 结构关键部位焊缝的检测,应全数普查和目测外观质量;
2 对外观质量检查有疑问的焊缝,应进行无损探伤,主要焊缝抽样比例不应少于10%,一般焊缝抽样比例不应少于5%,且均不应少于3处;
3 焊缝长度每300mm应定义为1处,小于或等于300mm者,每条焊缝为1处;
4 其他部位焊缝的检测,焊缝抽样比例不宜少于2%,且均不应少于3处;
5 抽样位置应覆盖结构的关键受力部位、大部分区域以及不同的焊缝形式。
6.2.3 焊缝尺寸应包括焊缝长度、焊缝余高,角焊缝尚应包括焊脚尺寸。测量焊缝余高和焊脚尺寸时,应沿每处焊缝长度方向均匀量测3点,取其算术平均值作为实际尺寸。焊缝的细部构造可采用目测检查。
6.2.4 焊缝质量检测内容应包括角焊缝的外观质量、对接焊缝的外观质量和内部缺陷。检测应按下列要求进行:
1 焊缝外观质量检测,宜采用辅以放大镜的目测,当目测不能满足检测要求时,可采用磁粉探伤或渗透探伤;
2 对接焊缝内部质量检测,可采用超声波无损检测法;当超声波检测不适用时,可采用射线探伤检测。
6.2.5 焊缝安全性应按承载力和构造两个项目分别评定等级,并应取其中的较低等级作为安全性等级。腐蚀严重的焊缝,应测量其剩余长度和剩余厚度。计算焊缝承载力时,应考虑焊缝受力条件改变以及腐蚀损失的不利影响。且应符合下列规定:
1 焊缝的承载力安全等级应区分焊缝为主要焊缝或一般焊缝,按本标准表5.4.2的规定计算评定;
2 焊缝细部构造及尺寸的等级应按其是否符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的规定进行评定,符合,可评定为au级,基本符合,可评定为bu级,不符合,根据其不符合程度评定为cu级或du级。
6.2.6 当焊缝出现下列情况之一时,可评定为cu或du级:
1 焊缝检测部位出现裂纹或外观质量低于现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017规定的三级焊缝的要求;
2 受疲劳作用的焊缝,出现不符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017规定的质量要求的缺陷;
3 最小焊脚尺寸或最小焊缝长度不符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的规定;
4 焊缝质量等级或构造要求不符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的规定。
6.3 螺栓和铆钉连接的检测与鉴定
6.3.1 螺栓和铆钉连接检测的内容应包括连接的构造及尺寸、变形及损伤、腐蚀状况、螺栓和铆钉等级。当不能确定等级时,可取样进行力学性能检验。
6.3.2 螺栓和铆钉连接检测的抽样应符合下列规定:
1 检测的抽检比例不应少于同类节点数的10%,且不应少于3个节点,抽查位置应覆盖结构的大部分区域以及不同连接形式的区域;同类节点总数不足10个时,应全数检查;每个抽查节点检测的螺栓和铆钉数,不应少于10%,且不应少于3个。
2 有损伤的节点和指定检测的节点,应全数检查。
6.3.3 螺栓和铆钉连接的尺寸和构造的检测应包括:螺栓和铆钉的规格、孔径、间距、边距,螺栓和铆钉的质量等级、数量、排列方式,节点板尺寸和构造;高强度螺栓连接尚应包括螺母数量、螺栓头露出螺母的长度、节点板及母材的厚度。
6.3.4 螺栓和铆钉连接的变形及损伤的检测应包括:螺杆或铆钉断裂、弯曲,螺栓和铆钉脱落、松动、滑移,连接板栓孔挤压破坏,腐蚀程度。
6.3.5 螺栓和铆钉连接的安全性应按承载力和构造两个项目分别评定等级,并应取其中的较低等级作为安全性鉴定等级。且应符合下列规定:
1 普通螺栓和铆钉连接的承载力等级应按本标准表5.4.2的规定计算评定;
2 高强度螺栓连接的承载力等级应按本标准表5.4.2主要连接的规定计算评定;
3 螺栓和铆钉连接的构造及尺寸的等级,应按其是否符合设计规定进行评定,符合,评定为au级,基本符合,评定为bu级,不符合,根据其不符合程度评定为cu级或du级。
6.3.6 当单个螺栓或铆钉出现下列变形或损伤之一时,该螺栓或铆钉连接的安全性等级可评定为cu或du级:
1 螺栓或铆钉断裂、弯曲、松动、脱落、滑移;
2 螺栓或铆钉头严重腐蚀;
3 连接板出现翘曲或连接板上部分栓孔挤压破坏。
6.3.7 螺栓和铆钉连接的适用性等级,应根据其变形和损伤状况,按本标准表6.3.7的规定评定。
表6.3.7 螺栓和铆钉连接的适用性等级
6.4 节点的检测与鉴定
6.4.1 节点的检测内容应包括表6.4.1所列项目。
表6.4.1 节点检测的内容
6.4.2 支座节点的检测应包括下列内容:
1 支座节点的整体与细部构造;
2 支座加劲肋的尺寸、布置、制作安装偏差、变形与损伤;
3 支座销轴和销孔的尺寸、制作安装偏差、变形与损伤;
4 支座变形、移位与沉降;
5 支座的工作性能和状态;
6 橡胶支座的变形与老化程度;
7 支座构造与结构计算模型的一致性;
8 支座节点腐蚀状况。
6.4.3 节点检测的抽样应符合下列规定:
1 抽检比例不应少于同类节点数的5%,且不应少于3个节点;对于网架螺栓球节点每种规格不应少于5个,抽查位置应覆盖结构的大部分区域以及不同节点形式的区域;同类节点总数不足10个时,应全数检查。
2 有损伤的节点和指定检测的节点应全数检查。
3 支座节点、柱脚应全数检查。
4 当发现节点有影响结构承载力的严重缺陷时,应全数检测。
6.4.4 节点的安全性鉴定应按承载力、构造和连接三个项目分别评定等级,并应取其中的最低等级作为安全性鉴定等级。且应符合下列规定:
1 节点的承载力安全性等级,应按本标准表5.4.2的规定计算评定;
2 节点构造等级应按其是否符合设计或现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的规定进行评定,符合,可评定为au级,基本符合,可评定为bu级,不符合,根据其不符合程度评定为cu级或du级;
3 节点连接等级,应按本标准第6.2节和第6.3节的规定评定。
6.4.5 当节点出现下列状况之一时,可评定为cu级:
1 焊接球节点表面出现可见变形;
2 螺栓球节点受压杆套筒松动;
3 拉索锚固节点中断丝数达到5%;
4 拉索锚固节点锚塞出现可观察到的渗水裂缝;
5 拉索中钢丝出现肉眼可见的明显腐蚀损伤;
6 拉索节点处索保护层出现明显损伤。
6.4.6 当节点出现下列状况之一时,可评定为du级:
1 节点中的传力螺栓或锚栓连接为du级;
2 节点中的传力焊缝连接为du级;
3 连接板开裂、屈曲、翘曲或严重变形;
4 主要受力加劲肋开裂、屈曲、翘曲或严重变形;
5 螺栓、节点板或焊缝严重腐蚀;
6 螺栓球节点锥头或封板出现裂纹;
7 焊接球节点表面出现裂纹或明显凹陷;
8 焊接相贯节点出现裂纹或构件出现可见屈曲变形;
9 铸钢节点出现裂纹;
10 拉索节点锚具出现裂纹;
11 高强度螺栓摩擦型连接出现滑移变形;
12 拉索与锚具间出现可观察到的滑移。
6.4.7 节点的适用性鉴定,应根据其变形和损伤状况以及功能状态按表6.4.7的规定评定等级。
表6.4.7 钢结构节点的适用性等级
6.4.8 节点的耐久性鉴定,可根据其腐蚀及表面涂层状况按本标准第5.6节的规定评定等级。
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7 专项检测与鉴定
7.1 钢结构振动检测与鉴定
7.1.1 钢结构振动检测的内容应包括外加动荷载或作用的特性、结构动力特性以及结构振动响应。
7.1.2 钢结构的振动可通过布置动力响应传感器进行检测。用于钢结构振动响应检测的测试方法应成熟可靠。
7.1.3 在下列情况下,应进行钢结构振动检测:
1 钢结构整体或局部承受超过设计要求的外加动荷载或作用;
2 钢结构整体或局部在外部作用下产生了设计未考虑的不利动荷载效应。
7.1.4 检测外加动荷载或作用的特性时,应明确振动源的频率、作用方向等参数。
7.1.5 钢结构振动现场检测、数据处理及其检测数据结果应符合本标准附录B的规定。
7.1.6 钢结构振动鉴定,应根据检测结果,按设计要求进行评定。当适用性符合设计要求时,可评定为as级,否则,应根据振动幅度大小评定为bs级或cs级。
7.1.7 当振动效应不满足设计要求时,应在结构安全性鉴定计算中考虑振动效应。
7.2 钢构件疲劳性能检测与鉴定
7.2.1 直接承受动力荷载的钢构件及其连接,在服役期内应定期进行疲劳性能检测。
7.2.2 钢构件疲劳性能检测的位置应包括构件上应力幅较大的部位、构造复杂的部位、应力集中部位、出现裂纹的部位。
7.2.3 疲劳损伤可采用辅以放大镜目测检查以及磁粉、渗透或超声波探伤检测。
7.2.4 评估构件的疲劳性能时,应确定其实际应力谱。应力谱可由结构或构件控制部位的应力-时间变化曲线得到。应力-时间变化曲线,可在结构正常使用情况下通过现场测试绘制。
7.2.5 钢构件的剩余疲劳寿命应按下式计算
式中:T*——测量持续时间,时间单位与T0相同;
C和β——与构件和连接类别有关系的参数,按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017确定;
T0——结构或构件已使用的时间,单位为小时或天,可由测试者确定;
φ——附加安全系数,当测量时间为24h时取1.5~3.0;
△σi——测量部位第i个级别的应力幅值(N/mm²);
n*i——测量时间内△σi的作用次数。
7.2.6 钢构件疲劳性能等级应按下列规定评定:
1 构件疲劳强度验算满足要求时,可评定为au级,否则,可根据不满足的程度评定为cu或du级;
2 当构件剩余疲劳寿命不小于构件后续目标使用寿命时,可评定为au级,否则,可根据不满足的程度评定为cu或du级。
7.2.7 对于受力状态复杂或者无法确定疲劳连接类型的构件,可进行构件模型疲劳试验。重要建筑物的重要部分,尚应采用断裂力学方法分析结构或构件的裂纹是否稳定,当裂纹不稳定时,则可根据裂纹是否发展评定为cu或du级。
7.3 火灾后钢结构的检测与鉴定
7.3.1 火灾后钢结构检测的范围应为结构单元或受火灾影响区域内的结构或构件。
7.3.2 火灾后钢结构检测与鉴定的程序及内容除应符合本标准第3章的规定外,尚应符合下列规定:
1 火灾后钢结构检查评估应包括下列内容:
1)勘查火灾现场,确定危险结构及构件的分布范围,提出应急安全处置建议;
2)勘查、评估结构的烧灼损伤状况;
3)调查火灾过程及温度分布,确定火灾影响的区域范围;
4)提出检查评估结论,或进一步详细调查、检测与鉴定的方案。
2 进行受火灾钢结构及构件的检测、分析与校核;
3 进行受火灾钢结构的可靠性鉴定评级;
4 提出火灾后处理意见及建议。
7.3.3 火灾过程调查应包括火灾概况调查和火作用调查分析,并应符合下列规定:
1 火灾概况调查,应了解火灾的规模、火灾引燃、蔓延、熄灭的过程和时间以及火灾燃烧物种类、灭火方法及手段;
2 火作用调查,可根据火场残留物状况、结构构件烧灼损伤状况按本标准附录C判断结构所受的温度和推定火灾作用影响程度;
3 基于主要构件的升温程度,绘制火灾作用等温线示意图。
7.3.4 火灾后钢构件烧灼损伤状况勘查、检测、鉴定的内容应包括构件及节点连接的外观变形损伤、结构材料性能的劣化损伤、结构受力性能的劣化损伤、防护措施损坏或损伤,并应符合下列规定:
1 构件及节点连接的外观变形损伤勘查、检测应符合下列规定:
1)检测并复核火灾影响区域支座节点及结构其他特征点的相对位置,检查结构的整体变形状况。
2)对直接遭受火焰或高温烟气作用的构件及节点,应全数检查其烧灼变形损伤程度;一般构件可采用外观目测、尺量、锤击回声等方法检查,大型构件宜采用仪器观测。
3)对承受温度应力作用的构件及节点,应检查其变形、裂损状况。对于不便观察或仅通过观察难以发现问题的构件,可辅以温度作用应力分析判断。
2 结构材料性能劣化损伤的检测与评估应符合下列规定:
1)火灾后钢材性能可能发生明显改变时,应通过现场抽样检验或模拟试验确定材料的性能指标。检测项目应根据鉴定要求确定,包括屈服点、抗拉强度、伸长率、冲击韧性、弹性模量以及化学成分、金相组织。
2)现场取样应考虑钢材品种及烧灼程度的代表性,取样应避开构件的主要受力位置和截面应力最大处。
3)模拟试验可采用同种钢材加温冷却试样,试样的升降温度过程及冷却方式应正确反映实际火灾情况。
4)对于热轧结构钢材,如果火灾前材料性能明确,可根据构件所受的升温幅度按本标准附录C确定火灾后材料的屈服强度。
3 结构受力性能劣化损伤的分析评估应符合下列规定:
1)应考虑杆件、板件的屈曲或扭曲对结构承载力及刚度产生的不利影响;
2)应考虑焊缝连接的残余应力对构件性能的不利影响;
3)对普通螺栓及铆钉连接节点,应考虑螺栓或铆钉松动、连接板变形对结构性能的影响;
4)对高强度螺栓连接节点,应考虑火灾可能引起的螺栓预拉力损失、接触面抗滑移系数下降等对结构性能的影响。
4 防护措施损伤程度勘查、检测应符合下列规定:
1)防护措施勘查、检测的内容应包括防腐涂层炭化、剥落,防火涂层开裂、剥落、发泡及防火设施破损;
2)防护措施勘查、检测的方法可包括:对于防腐、防火涂层,可采用锤击回声、铲刀刮除、砂纸打磨等方法,对于装配式防火设施,可采用锤击检查方法。
7.3.5 火灾后钢结构的鉴定校核分析,应符合下列规定:
1 火灾后的结构分析应考虑火灾后结构残余状态材料的力学性能、连接状态、结构几何形状变化和构件的变形和损伤;
2 结构内力分析模型可根据下列实际情况,在满足安全的条件下进行简化:
1)局部火灾未造成整体结构明显变位、损伤时,可仅考虑局部作用;
2)支座没有明显变位的连续结构如板、梁、框架等,可不考虑支座变位的影响。
3 进行火灾后结构构件的抗力校核验算时,应考虑火灾作用对结构材料性能、结构受力性能的不利影响。
7.3.6 火灾后钢结构的安全性鉴定应按承载力和变形损伤两个项目分别评定等级,并应取其中的较低等级作为安全性鉴定等级。
7.3.7 火灾后钢构件承载力等级,应按本标准第5.4.2条的规定评定。对于材料有冲击韧性要求的钢构件,尚应进行冲击韧性复核,当不满足要求时,应根据不满足程度评定为cu级或du级。
7.3.8 火灾后钢结构或构件的变形损伤等级,应根据整体或构件变形状况、节点连接变形损坏状况、零部件变形损坏状况,按表7.3.8的规定评定,并应按其中的最低等级确定结构或构件的变形损伤等级。
表7.3.8 火灾后钢结构或构件外观变形损伤等级
7.3.9 火灾后钢结构或构件的适用性鉴定应按表7.3.9中的防腐涂装、防火涂装、防火保护三个项目分别评定等级,并应取其中的最低等级作为适用性鉴定等级。
表7.3.9 火灾后钢结构或构件防护损伤等级
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8 钢结构系统可靠性鉴定
8.1 一般规定
8.1.1 钢结构系统的检查评估,应根据检查结果按下列情况给出评估结论:
1 钢结构系统已为危险结构;
2 钢结构系统具有一定的承载力,尚需进一步详细检测鉴定;
3 钢结构系统工作状态正常。
8.1.2 钢结构系统的安全性鉴定应包括结构整体性、主要构件的承载力和稳定性、主要节点的强度、结构整体变形、结构整体稳定性的鉴定。
8.1.3 钢结构系统适用性鉴定应分别对结构整体变形、主要构件变形进行等级评定,对高层建筑钢结构及有人驻留的高耸钢结构尚应包括舒适度和振动的等级评定。
8.1.4 钢结构系统耐久性鉴定应分别对钢结构的防护现状和腐蚀状况进行等级评定。
8.1.5 当按承载能力极限状态验算时,根据结构反应特点,可采用线性、非线性或弹塑性理论;当按正常使用极限状态验算时,可采用线性理论或非线性理论;对于大跨度及空间钢结构,应进行非线性整体稳定性验算。
8.1.6 在结构安全性鉴定中,可对结构受力复杂区域或节点进行精细化数值分析。
8.1.7 进行结构动力分析时,可根据动力实测结果对结构的初始刚度和阻尼比进行修正。
8.2 多高层钢结构可靠性鉴定
8.2.1 多高层钢结构整体性检查应包括下列内容:
1 结构实物与设计图纸的符合程度;
2 结构体系、结构平面和竖向布置、楼盖结构布置、基础形式、构件选型以及节点连接构造;
3 结构构件、楼面、抗侧力结构单元及节点的缺陷、变形、损伤;
4 基础沉降、建筑物倾斜;
5 建筑物外围护墙体开裂、损坏、渗漏情况;
6 建筑物内部装修、隔墙等连接节点的变形、开裂;
7 建筑物内工作人员对风激振动的主观反映情况。
8.2.2 多高层钢结构的安全性鉴定,应按结构整体性、结构承载安全性两个项目分别评定等级,并应取其中的较低等级作为安全性鉴定等级,且应符合下列规定:
1 多高层钢结构的整体性等级应根据结构体系和布置,按表8.2.2-1的规定评定;
表8.2.2-1 钢结构整体性等级
2 多高层钢结构承载安全性等级,当根据承载能力极限状态分析结果评定时,应按表8.2.2-2的规定评定。
表8.2.2-2 多高层钢结构承载安全性等级
8.2.3 多高层钢结构的适用性鉴定,应按结构侧向位移变形和楼面挠曲变形两个项目分别评定等级,并应取其中的较低等级作为适用性鉴定等级。对于高层钢结构系统,尚应根据风激振动评定舒适性等级,并应按其中的最低等级确定适用性鉴定等级,且应符合下列规定:
1 多高层钢结构在水平风荷载作用下的侧向位移变形,可根据现状检测或验算分析结果,按下列规定评定等级:
1)符合设计规定,所有构件均为as级,墙体、装修等无明显损坏或损伤,可评定为As级;
2)基本符合设计规定,不含cs级构件,墙体、装修等存在明显损坏或损伤,但对正常使用无明显影响,可评定为Bs级;
3)不符合设计规定,墙体、装修等存在明显损坏或损伤,对正常使用有明显影响,可评定为Cs级。
2 多高层钢结构楼盖挠曲变形等级,应根据现状检测结果按表8.2.3-1的规定评定;
表8.2.3-1 多高层钢结构楼盖结构挠曲变形等级
3 多高层钢结构风激振动舒适性等级应根据调查检测及验算分析结果,按表8.2.3-2的规定评定。
表8.2.3-2 多高层钢结构风激振动舒适性等级
8.2.4 多高层钢结构的耐久性鉴定,应按结构防护现状与防火现状两个项目分别评定等级,并应取其中的较低等级作为耐久性鉴定等级,并应符合下列规定:
1 多高层钢结构的防护现状,应根据楼层子结构评级结果,按表8.2.4-1的规定评定等级;
表8.2.4-1 多高层钢结构防护等级
2 多高层钢结构楼层子结构的防护现状,应根据构件及连接节点防护评级结果,按表8.2.4-2的规定评定等级,并应取其中较低等级作为楼层子结构防护等级;
表8.2.4-2 多高层钢结构楼层子结构防护等级
3 多高层钢结构的防火现状等级,应根据防火措施是否符合设计要求或基于系统抗火分析结果是否符合要求进行评定,符合要求时,可评定为Ad级,否则,根据不符合程度评定为Bd级或Cd级。
8.3 大跨度及空间钢结构可靠性鉴定
8.3.1 大跨度及空间钢结构整体性检查应包括下列内容:
1 结构实物与设计图纸的符合程度;
2 结构体系、支撑系统、主要构件形式、主要节点构造及支座节点布置和构造;
3 结构整体挠曲变形、支座节点变形和移位或沉降;
4 主要构件损伤、主要节点损伤;
5 结构表面涂层质量和腐蚀状况。
8.3.2 大跨度及空间钢结构的安全性鉴定,应按结构整体性和结构承载安全性两个项目分别评定等级,并应取其中的较低等级作为安全性鉴定等级。
8.3.3 大跨度及空间钢结构整体性等级,应根据结构体系及支撑布置、主要构件形式、主要节点构造、主要支座节点构造四个项目,按表8.3.3的规定评定。
表8.3.3 大跨度及空间钢结构整体性等级
8.3.4 大跨度及空间钢结构承载安全性等级,应根据理论计算结果,按主要构件及主要节点的评定等级以及结构整体稳定性评定等级中的较低等级确定,并应符合下列规定:
1 当根据主要构件及主要节点的受力评定等级时,可按本标准表8.2.2-2的规定评定;
2 当根据结构整体稳定性计算结果评定等级时,当整体稳定极限承载系数不小于设计规定值时,可评定为Au级;否则评定为Cu级或Du级。
8.3.5 大跨度及空间钢结构的适用性鉴定,应根据现场实测和理论模型计算结果,对结构整体挠曲变形、支座变形或位移两个项目按表8.3.5的规定分别评定等级,并应取其中的较低等级作为适用性鉴定等级,且应符合下列规定:
1 当有实测结果时,应依据实测结果进行评定;
2 计算结构挠曲变形的荷载条件应为恒荷载为主的标准组合。
表8.3.5 大跨度及空间钢结构适用性等级
8.3.6 大跨度及空间钢结构的耐久性鉴定,应按构件及连接节点的表面防护现状与防火现状分别评定等级,并应取其中的较低等级作为耐久性鉴定等级,且应符合下列规定:
1 当根据结构构件及节点表面的防护现状评定耐久性等级时,应根据本标准表8.2.4-2的规定评定;
2 当根据结构的防火现状评定耐久性等级时,应根据本标准第8.2.4条第3款的规定评定。
8.4 厂房钢结构可靠性鉴定
8.4.1 厂房钢结构整体性检查应包括下列内容:
1 结构实物与设计图纸的符合程度;
2 柱脚沉降和移位、厂房柱倾斜;
3 结构体系、梁柱构件选型与节点构造、构件及节点的缺陷与变形及损伤;
4 支撑布置、支撑构造和连接、支撑杆件的缺陷与变形及损伤;
5 吊车梁、制动系统、辅助系统及其连接、吊车梁系统构件的缺陷与变形及损伤。
8.4.2 厂房钢结构的可靠性,应按照承重结构、支撑系统、吊车梁系统分别进行鉴定。
8.4.3 承重结构的安全性鉴定,应按结构整体性和承载安全性两个项目分别评定等级,并应取其中的较低等级作为安全性鉴定等级,同时应考虑过大水平位移或明显振动对承重结构或其中部分结构安全性的影响。
8.4.4 承重结构的整体性等级应根据结构体系及布置、主要构件形式、主要节点构造,按表8.4.4的规定评定。
表8.4.4 承重结构整体性等级
8.4.5 承重结构的承载安全性等级,可根据理论计算结果,按主要构件及主要节点的评定等级以及结构整体稳定性评定等级中的较低等级确定,且应符合下列规定:
1 当根据主要构件及主要节点的受力评定等级时,应按本标准表8.2.2-2的规定评定;
2 当根据结构整体稳定性计算结果评定等级时,应按本标准第8.3.4条第2款的规定评定。
8.4.6 承重结构的适用性鉴定,应按结构水平位移或变形、结构振动两个项目分别评定等级,并应取其中的较低等级作为适用性鉴定等级,且应符合下列规定:
1 承重结构的位移或变形等级,可采用检测或计算的结果,按表8.4.6的规定评定,尚应符合下列规定:
1)在设有A8级吊车的厂房中,厂房As级位移限值应减小10%;
2)位移为最大的一台吊车水平荷载作用下的水平位移值;
3)单层厂房横向位移或倾斜为最大的一台吊车水平荷载作用下的水平位移值。
表8.4.6 按结构水平位移或倾斜变形评定适用性等级
2 当需要考虑振动对承重结构整体或局部的影响时,可按本标准第7.1节的规定进行检测,并按设计要求评定适用性等级。
8.4.7 厂房钢结构支撑系统的安全性鉴定,应按整体性、承载安全性和构件长细比三个项目分别评定等级,并应取其中的最低等级作为安全性鉴定等级,且应符合下列规定:
1 支撑系统整体性等级应根据支撑布置的完整性、支撑杆件形式、节点构造与连接,按表8.4.7的规定评定;
表8.4.7 支撑系统整体性等级
3 支撑系统构件长细比等级,应根据设计规定评定,符合规定时,可评定为Au级,否则,根据其不符合程度评定为Bu级或Cu级。
8.4.8 厂房钢结构支撑系统的适用性鉴定,应根据其挠曲变形程度评定等级。当支撑的最大侧向挠曲变形不超过设计规定的最大容许挠曲变形时,可评定为As级,否则,根据其挠曲变形程度评定为Bs级或Cs级。
8.4.9 吊车梁结构系统安全性鉴定,应按其整体性和承载安全性两个项目分别评定等级,并应取其中的较低等级作为安全性鉴定等级,且应符合下列规定:
1 吊车梁结构系统的整体性等级,应根据吊车梁选型、制动及辅助结构布置、整体构造与连接,按表8.4.9-1的规定进行评定。
表8.4.9-1 吊车梁结构系统整体性等级
8.4.10 吊车梁结构系统的适用性鉴定,应对吊车梁及其辅助结构的变形按表8.4.10的规定分别评定等级,并应取其中的较低等级作为适用性鉴定等级。
表8.4.10 吊车梁结构系统适用性等级
8.4.11 厂房钢结构的耐久性鉴定,应根据构件及连接节点的表面防护现状与防火现状,按本标准第8.3.6条的规定评定。
8.5 高耸钢结构可靠性鉴定
8.5.1 高耸钢结构整体性检查应包括下列内容:
1 结构实物与设计图纸的符合程度;
2 结构体系选型、柱肢及主要构件形式、主要节点构造及柱脚构造、基础结构形式;
3 结构整体侧倾、柱肢变形、柱脚变形、基础沉降、锚栓紧固状态;
4 主要构件损伤、主要节点损伤;
5 结构表面涂层质量和腐蚀状况。
8.5.2 高耸钢结构安全性鉴定,应按结构整体性和结构承载安全性两个项目分别评定等级,并应取其中的较低等级作为安全性鉴定等级。
8.5.3 高耸钢结构整体性等级,应根据结构体系、柱肢及主要构件形式、主要节点构造、柱脚构造四个项目,按本标准表8.3.3的规定评定。
8.5.4 高耸钢结构承载安全性等级,应根据柱肢、支撑、横梁及其连接节点、柱脚等承载力的理论计算结果,按本标准表8.2.2-2的规定评定。
8.5.5 高耸钢结构的适用性鉴定,应按结构整体倾斜、柱肢弯曲变形、柱脚变形或位移、结构整体角位移和有人驻留处的舒适性三个项目分别评定等级,并应取其中的最低等级作为适用性鉴定等级,且应符合下列规定:
1 结构整体倾斜、柱肢弯曲变形、柱脚变形或位移的等级,可根据现场实测结果和理论模型计算结果,按表8.5.5的规定评定,并应按其中的最低等级确定;
表8.5.5 高耸钢结构系统适用性等级
2 安装有特定设备的高耸钢结构,当结构整体角位移不超过设计容许值时,其适用性等级可评定为As级,否则,根据对设备工作状况的影响程度评定为Bs级或Cs级;
3 上人的高耸钢结构,当人驻留处结构的振动加速度幅值不超过容许值时,其适用性等级可评定为As级,否则,根据振动加速度幅值超过容许值的程度评定为Bs级或Cs级。
8.5.6 高耸钢结构的耐久性鉴定,应根据构件及连接节点的表面防护现状和防火现状,按本标准第8.3.6条的规定评定。
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9 围护结构的检测与鉴定
9.1 一般规定
9.1.1 本章适用于对整体结构可靠性有一定影响的辅助钢结构及钢构件的检测与鉴定。检测范围应包括:檩条和墙梁、屋面及墙面压型钢板、吊顶构件及其相应的连接。
9.1.2 围护结构检测前,应对其在整体结构中的作用进行界定,应复核现场实际状态和设计图纸的一致性。
9.1.3 围护结构的可靠性应根据现状检测结果、结构分析验算结果和工作形态表现进行鉴定。
9.1.4 围护结构的承载安全性应根据验算结果按本标准表5.4.2中一般构件的标准评定。
9.1.5 围护结构构件及节点腐蚀的检测与鉴定应根据本标准第5.3节的规定执行。
9.2 檩条和墙梁的检测与鉴定
9.2.1 檩条和墙梁的检测内容应包括:檩条和墙梁的几何尺寸、制作安装偏差、变形、腐蚀及损伤,檩条和墙梁连接节点的构造、尺寸、变形、腐蚀及损伤。
9.2.2 檩条与墙梁的抽检数量应为:建筑物总体中屋面和墙面各分项面积的5%,且每个检测项目不应少于3处;有损伤或严重腐蚀的部位,应全数检测。
9.2.3 檩条和墙梁及其连接节点的安全性鉴定,应按其承载安全性、节点构造以及损伤现状三个项目分别评定等级,并应取其中的最低等级作为安全性鉴定等级,且应符合下列规定:
1 檩条和墙梁的承载安全性等级,应按本标准第5.4.2条中一般构件及其连接节点的规定评定;
2 檩条和墙梁连接节点构造等级,当合理时,可评定为au级,当不合理时,根据构造现状评定为bu或cu级;
3 檩条和墙梁及其连接节点现状等级,当无损伤时,可评定为au级,当有损伤但不影响构件继续承载时,可评定为bu级,当有损伤且影响构件继续承载时,可评定为cu级,当有损伤且影响主体结构受力性能时,可评定为du级。
9.2.4 檩条和墙梁的适用性鉴定,应根据檩条和墙梁的变形评定等级。檩条和墙梁的变形,可根据实测结果及计算结果,按表9.2.4的规定评定。当有实测结果时,应以实测结果评定。当按较小的实测变形评定出较高的等级、而按较大的计算变形评定出较低等级时,则按照不利条件,应以较低等级为准。
表9.2.4 檩条和墙梁变形的等级
2 表中as级不带括号的数值为永久和可变荷载标准值产生的变形值,当有起拱或下挠时,应减去或加上起拱或下挠值;带括号数值为可变荷载标准值产生的变形值。
9.3 压型钢板的检测与鉴定
9.3.1 压型钢板系统的检测应包括下列内容:
1 压型钢板基材的材质、几何尺寸、制作安装偏差、损伤及腐蚀;
2 连接节点的构造,螺钉的材质与数量、规格尺寸、抗拉强度、抗剪强度,其他连接件的材质、尺寸、变形及损伤,腐蚀状况。
9.3.2 压型钢板系统的检测单元,可按变形缝、屋面、墙面的开间或区格进行划分。每个检验单元内压型钢板的抽检数量应为5%,且不应少于10处;连接节点的抽检数量应为节点数的1%,且不应少于3个。对于出现损伤或破坏的部位,应增加抽检数量,且必须检测已破坏的节点。
9.3.3 压型钢板系统的安全性鉴定,应按其承载安全性、节点构造以及损伤现状三个项目分别评定等级,并应取其中的最低等级作为安全性鉴定等级,且应符合下列规定:
1 压型钢板的承载安全性等级应按本标准第5.4.2条的规定评定;
2 压型钢板连接节点构造等级应根据构造是否合理评定,当合理时,可评定为au级,当不合理时,根据构造现状评定为bu或cu级;
3 压型钢板及连接节点现状等级应根据损伤状况评定,当无损伤时,可评定为au级,当有损伤但不影响继续承载时,可评定为bu级,当有损伤且影响继续承载时,根据损伤程度评定为cu或du级。
9.3.4 压型钢板系统的适用性鉴定,应根据压型钢板的变形评定等级。压型钢板的变形,可根据实测结果或计算结果,按表9.3.4的规定评定。当有实测结果时,应以实测结果评定。当按较小的实测变形评定出较高的等级、而按较大的计算变形评定出较低等级时,则按不利条件,应以较低等级为准。
表9.3.4 压型钢板变形的等级
9.4 吊顶结构的检测与鉴定
9.4.1 吊顶结构的检测内容应包括:屋面吊杆及龙骨支架的材料、几何尺寸、制作安装偏差、腐蚀,连接节点的构造、变形和损伤,腐蚀状况。
9.4.2 吊顶结构的抽检数量应取该工程分项面积的5%,且不应少于3处。
9.4.3 吊顶结构的安全性鉴定,应按承载安全性、节点构造以及损伤现状三个项目分别评定等级,并应取其中的最低等级作为安全性鉴定等级,且应符合下列规定:
1 吊顶结构的承载安全性等级应按本标准第5.4.2条的规定评定;
2 连接节点构造等级应根据构造是否合理评定,当合理时,可评定为au级,当不合理时,根据构造现状评定为bu或cu级;
3 受力构件及连接节点现状等级应根据损伤状况评定,当无损伤时,可评定为au级,当有损伤但不影响继续承载时,可评定为bu级,当有损伤且影响继续承载时,根据损伤程度评定为cu或du级。
9.4.4 吊顶结构的适用性鉴定,应根据吊顶结构的挠曲变形按本标准表9.2.4的规定评定等级。吊顶结构变形可采用实测结果或计算结果,当有实测结果时,应以实测结果评定。当按较小的实测变形评定出较高的等级、而按较大的计算变形评定出较低等级时,应按照不利条件,应以较低等级为准。
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10 钢结构抗震性能鉴定
10.1 一般规定
10.1.1 本章适用于抗震设防烈度为6度~9度地区钢结构抗震性能的鉴定,不适用于在建钢结构工程抗震性能的评定。下列情况下的钢结构,应进行抗震鉴定:
1 原设计未考虑抗震设防或抗震设防要求提高的钢结构;
2 需要改变建筑用途、使用环境发生变化或需要对结构进行改造的钢结构;
3 其他有必要进行抗震鉴定的钢结构。
10.1.2 钢结构的抗震设防类别和抗震设防标准,应按现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223的规定确定。结构所在地区的抗震设防烈度,应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定确定。有特殊要求的钢结构,应按相关规定进行专题鉴定。
10.1.3 在进行钢结构抗震鉴定时,应按下列规定确定后续使用年限:
1 在20世纪70年代及以前建造的,不应少于30年;
2 在20世纪80年代建造的,宜采用40年或更长,且不得少于30年;
3 在20世纪90年代建造的,不宜少于40年;
4 在2001年以后建造的,宜采用50年。
10.1.4 钢结构的抗震鉴定应按两个项目分别进行。第一个项目为整体布置与抗震构造措施核查鉴定;第二个项目为多遇地震作用下承载力和结构变形验算鉴定。对有一定要求的钢结构,同时包括罕遇地震作用下抗倒塌或抗失效性能分析鉴定。
10.1.5 在进行整体布置鉴定时,应核查建筑形体的规则性、结构体系与构件布置的合理性以及结构材料的适用性,按本标准第10.2节~第10.5节的规定鉴定为满足或不满足。
10.1.6 在进行抗震构造措施鉴定时,应分别对结构构件和节点、非结构构件和节点的抗震构造措施进行核查鉴定。当符合本标准的有关规定时,应鉴定为满足;否则应鉴定为不满足。
10.1.7 第二个项目应根据承载力和变形的验算结果进行鉴定。当承载力和变形的验算结果符合要求时,第二个项目可鉴定为满足,否则鉴定为不满足。承载力和变形验算应符合下列要求:
1 构件和节点的抗震承载力应按下式进行验算
式中:S——多遇地震产生的效应组合设计值,按本标准第10.1.8条计算;
R——承载力设计值;
γRE——承载力抗震调整系数,应按表10.1.7-1采用。当仅计算竖向地震作用时,各类结构构件承载力抗震调整系数均应采用1.00。
表10.1.7-1 承载力抗震调整系数
2 多遇地震作用下,结构的弹性层间位移或挠度,除另有规定外,应按下式进行验算:
式中:△ue——多遇地震作用标准值产生的楼层内最大弹性层间位移,对于大跨度钢结构为最大挠度;
[θe]——弹性层间位移角限值,对于大跨度钢结构为相对挠度限值,高耸钢结构为整体倾角,宜按表10.1.7-2采用;
h——计算楼层层高,或单层结构柱高,或大跨度结构短向跨度,或高耸结构高度。
3 罕遇地震作用下,结构的变形可采用现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011规定的方法,按下式进行验算:
式中:△up——罕遇地震作用标准值产生的楼层内最大弹塑性层间位移;
[θp]——弹塑性层间位移角或整体倾角限值,宜按表10.1.7-2采用。
表10.1.7-2 结构在地震作用下变形限值
2 大跨度钢结构悬挑端的相对挠度限值,取跨度为悬挑长度,并按表中数据乘以2确定。
10.1.8 结构构件和节点在多遇地震作用下的效应组合设计值应按下式计算:
式中:S——结构构件和节点在多遇地震作用下的效应组合设计值;
γG、γEh、γEv、γw——分别为重力荷载分项系数、水平、竖向地震作用分项系数和风荷载分项系数,应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定采用;
SGE、SEvk、Swk——分别为重力荷载代表值的效应、竖向地震作用标准值的效应和风荷载标准值的效应,应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定计算;
ψw——风荷载组合系数,应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定采用;
SEhk——水平地震作用标准值的效应,应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定计算,并应乘以按本标准第10.1.10条规定的抗震性能调整系数,当效应组合用于变形验算时,抗震性能调整系数取为1.0。
10.1.9 钢结构构件截面板件宽厚比限值,宜满足表10.1.9的要求。
表10.1.9 钢结构构件各类截面板件宽厚比限值
10.1.10 抗震性能调整系数的确定,应符合下列规定:
1 整体布置与抗震构造措施均鉴定为满足时,可根据罕遇地震作用下出现塑性铰的梁柱截面板件宽厚比的不同,分别取用下列值:
1)符合本标准表10.1.9中的C类截面的限值时,取1.0;
2)符合本标准表10.1.9中的B类截面的限值时,取0.8;
3)符合本标准表10.1.9中的A类截面的限值时,取0.7。
2 整体布置鉴定为满足,抗震构造措施鉴定为不满足,但构件截面板件的宽厚比符合本标准表10.1.9中的D类截面的限值时,取2.0。
10.1.11 钢结构抗震性能可按下列规定进行鉴定:
1 符合下列情况之一,可鉴定为抗震性能满足:
1)第一个与第二个鉴定项目均鉴定为满足;
2)第一个项目中的整体布置鉴定为满足,抗震构造措施鉴定为不满足,但满足现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018有关构造措施的规定,构件截面板件的宽厚比符合表10.1.9中的D类截面的限值,且第二个项目鉴定为满足;
3)6度区但不含建于Ⅳ类场地上的规则建筑高层钢结构,第一个项目鉴定为满足。
2 符合下列情况之一,应鉴定为抗震性能不满足:
1)第一个项目中的整体布置鉴定为不满足;
2)第二个项目鉴定为不满足;
3)构造措施不符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018的规定,或构件截面板件的宽厚比不符合表10.1.9中的D类截面的限值。
10.1.12 进行抗震鉴定的钢结构,其材料性能应符合下列规定:
1 钢材的实测屈服强度、屈强比、伸长率,应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定;
2 钢材的冲击韧性,应满足当地最低气温时的工作性能要求;
3 抗震鉴定后需要施焊的钢结构,其碳当量CE或焊接裂纹敏感指数Pcm,应符合现行国家标准《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的规定;
4 沿板厚方向受拉力的厚钢板(厚度t不小于40mm),应满足现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011对Z向性能的要求。
10.1.13 抗震设防烈度为8度~9度地区的高耸、大跨度和长悬臂钢结构,抗震承载力验算时,应计入竖向地震作用的影响。竖向地震作用标准值,8度和9度地区可分别取该结构、构件重力荷载代表值的10%和20%。
10.1.14 钢结构应按下列规定进行罕遇地震作用下的弹塑性变形验算:
1 下列结构应进行弹塑性变形验算:
1)高度大于150m的钢结构;
2)特殊设防类(甲类)建筑和重点设防类(乙类)9度区的钢结构建筑;
3)采用隔震层和消能减震设计的钢结构。
2 下列结构宜进行弹塑性变形验算:
1)高度不大于150m的钢结构;
2)竖向特别不规则的高层钢结构;
3)7度Ⅲ、Ⅳ类场地和8度区的乙类钢结构建筑。
10.1.15 钢结构抗侧力构件的连接,在进行承载力验算时,应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定执行,并应符合下列规定:
1 抗侧力构件连接的承载力设计值不应小于相连构件的承载力设计值;
2 高强度螺栓连接不得滑移;
3 抗侧力构件连接的极限承载力应大于相连构件的屈服承载力。
10.1.16 进行钢结构地震作用效应分析时,结构的阻尼比可按下列规定取值:
1 多遇地震作用时,不超过12层的钢结构可取0.035,超过12层的钢结构可取0.02,周边落地的网格结构可取0.02,设有钢或混凝土结构支承体系的网格结构可取0.03,厂房钢结构可取0.045,索结构可取0.01;
2 罕遇地震作用时,可取0.05。
10.1.17 进行钢结构地震作用效应分析时,应考虑自振周期的折减。对于多高层钢结构,折减系数可取0.8~0.9,对于大跨度钢结构、厂房钢结构和高耸钢结构,折减系数可取0.9。
10.1.18 抗震性能鉴定为不满足的钢结构或钢结构部分,应根据其不满足的程度以及对结构整体抗震性能的影响,结合后续使用要求,提出相应的维修、加固、改造或更新等抗震减灾措施。
10.2 多高层钢结构抗震性能鉴定
10.2.1 本节适用于钢框架、钢支撑框架、钢框架与钢板剪力墙或钢筋混凝土剪力墙体系等多高层建筑钢结构抗震性能的鉴定。
10.2.2 多高层钢结构的整体布置鉴定应核查下列内容:
1 建筑体型及结构布置的规则性;
2 重力荷载及水平荷载传递路径的合理性;
3 承受双向地震作用的能力;
4 梁、柱、支撑及其节点连接方式的抗震构造措施;
5 结构材料的抗震性能;
6 非结构构件与主体钢结构连接的抗震构造措施。
10.2.3 多高层钢结构出现下列情况之一时,其整体布置应鉴定为不满足:
1 建筑形体为现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011中规定的严重不规则的建筑;
2 结构整体会因部分关键构件或节点破坏丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力;
3 结构布置不能形成双向抗侧力体系;
4 甲、乙类建筑和丙类高层建筑为单跨框架结构;
5 结构体系采用部分由砌体墙承重的混合形式;
6 钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值大于0.85,且应力-应变关系曲线中没有明显的屈服台阶,伸长率小于20%;
7 出现对结构整体抗震性能有严重不利影响的其他情况。
10.2.4 多高层钢结构未出现本标准第10.2.3条所列任一情况时,其整体布置可鉴定为满足,但仍应按下列规定进一步检测、鉴定,对鉴定不符合要求的,应提出相应的改进意见:
1 平面扭转不规则的结构,应满足楼层最大弹性水平位移不大于楼层水平位移平均值的1.5倍、结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比不大于0.9的要求;
2 对于楼板有效宽度小于该层楼面宽度的50%或开洞面积大于该层楼面面积的30%或有较大楼层错层的楼面,应满足在楼板边缘和洞口边缘设置边梁、暗梁、楼板适当加厚和合理布置钢筋等附加构造措施的要求;
3 抗侧力构件竖向不连续时,应有水平转换构件将其内力向下传递,所传递的内力应根据水平转换构件的类型乘以1.25~2.0的增大系数;
4 侧向刚度不规则的结构中的薄弱楼层应有加强措施,使该层的侧向刚度不小于相邻上一层的60%,该层的抗剪承载力不应小于相邻上一楼层的65%;
5 竖向不规则结构的薄弱层的地震剪力,应乘以不小于1.15的增大系数;
6 中心支撑不宜采用K形支撑,不应采用只能受拉的同一方向的单斜杆体系,应采用交叉支撑、人字支撑或不同倾斜方向的只能受拉的单斜杆体系;
7 非结构构件与主体结构的连接应满足抗震要求。
10.2.5 多高层钢结构构件的抗震构造措施不符合下列规定之一时,应鉴定为不满足:
1 钢框架梁、柱截面板件的宽厚比不应超过本标准表10.1.9中D类截面的限值;
2 框架柱的长细比,7度、8度不应大于120 ,9度不应大于80 ;
3 梁柱构件的受压翼缘及可能出现塑性铰的部位,应有侧向支撑或防止局部屈曲的措施,梁柱构件两相邻侧向支承点间构件的长细比,应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的有关规定;
4 中心支撑杆件的长细比,当为按压杆设计时,不应大于120 ,在7度、8度区当按拉杆设计时,长细比不应大于180,在9度区不应按拉杆设计;
5 中心支撑杆件的板件宽厚比,不应大于表10.2.5-1规定的限值;
表10.2.5-1 中心支撑杆件的板件宽厚比限值
6 偏心支撑框架消能梁段钢材的屈服强度不应大于345MPa,消能梁段及与消能梁段在同一跨内的非消能梁段,其板件的宽厚比不应大于表10.2.5-2规定的限值;
表10.2.5-2 偏心支撑框架梁的板件宽厚比限值
7 偏心支撑框架支撑杆件的长细比不应大于120 ,支撑杆件的板件宽厚比不应超过现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017规定的轴心受压构件在弹性设计时的宽厚比限值。
10.2.6 多高层钢结构连接节点的抗震构造措施不符合下列规定之一时,应鉴定为不满足:
1 工字形柱绕强轴方向和箱形柱与梁刚接时,应符合下列规定:
1)梁翼缘与柱翼缘间应采用全熔透坡口焊缝;
2)柱在梁翼缘对应位置应设有横向加劲肋。
2 梁与柱刚性连接时,柱在梁翼缘上下各500mm范围内,柱翼缘与柱腹板或箱型柱壁板间的连接焊缝均应为坡口、全熔透焊缝;
3 柱与柱的工地拼接,在接头上下各100mm范围内,柱翼缘与腹板间的焊缝应为全熔透焊缝;
4 结构高度超过50m时,中心支撑两端与框架应为刚接构造,梁柱与支撑连接处应有加劲肋,9度时,工字形截面支撑的翼缘与腹板的连接应为全熔透连续焊缝;
5 偏心支撑消能梁段翼缘与柱翼缘之间应为坡口全熔透对接焊缝连接;
6 偏心支撑框架的消能梁段两端上下翼缘、非消能梁段上下翼缘,应有侧向支撑。
10.2.7 在多遇地震作用下,多高层钢结构的抗震承载力可按本标准第10.1.7条第1款的规定进行验算。
10.2.8 在多遇地震及罕遇地震作用下,多高层钢结构的层间位移可按本标准第10.1.7条第2、3款的规定进行验算。当非结构构件与主体结构为柔性连接时,弹性层间位移角限值[θe]可取为1/200。
10.3 大跨度及空间钢结构抗震性能鉴定
10.3.1 本节适用于拱、平面桁架、立体桁架、网架、网壳、张弦结构、索结构等基本形式及其组合等体系的大跨度钢屋盖结构抗震性能的鉴定。跨度大于120m、结构单元长度大于300m或悬挑长度大于40m的大跨度及空间钢结构以及其他特殊形式的大跨度及空间钢结构的抗震性能鉴定,应进行专项评估。
10.3.2 大跨度及空间钢结构的整体布置鉴定应检查下列内容:
1 结构体系与结构布置的合理性;
2 重力荷载与水平作用传递路径的合理性;
3 承受三向地震作用的能力;
4 支承结构的抗震性能;
5 主要构件和节点以及支座的抗震构造措施;
6 非结构构件与主体结构连接的抗震构造措施。
10.3.3 大跨度及空间钢结构出现下列情况之一时,其整体布置应鉴定为不满足:
1 建筑体型为现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011中规定的严重不规则建筑;
2 整个结构会因部分结构或构件破坏而丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力;
3 单向传力体系,其平面外未设置可靠支撑体系;
4 采用下弦节点支承的单向传力体系的桁架结构,没有采取可靠措施防止桁架在支座处发生平面外扭转;
5 单层网壳的节点评定为铰接;
6 支座节点出现严重损伤或损坏;
7 出现其他对结构整体抗震性能有严重不利影响的情况。
10.3.4 大跨度及空间钢结构未出现本标准第10.3.3条所列出任一情况时,其整体布置可鉴定为满足,但仍应按下列规定进一步检测与鉴定,对鉴定不符合要求的,应提出相应的改进意见:
1 应能将屋盖的地震作用有效传递到下部支承结构;
2 应具有合理的刚度和质量分布,屋盖及其支承的布置均匀对称;
3 应有两个方向刚度均衡的传力体系;
4 结构布置没有因局部削弱或突变而形成的薄弱部位;
5 下部支承结构应布置合理,屋盖不致产生过大的地震扭转效应;
6 空间传力体系的结构布置,符合下列规定:
1)平面形状为矩形且三边支承一边开口的结构体系,其开口边有加强措施,并保证其刚度足够;
2)两向正交正放网架、双向张弦结构,沿周边支座设有封闭的水平支撑。
7 当屋盖分区域采用不同的结构形式时,交界区域的杆件和节点应有加强措施,也可用防震缝分离,缝宽不宜小于150mm;
8 多点支承网架的柱顶支点处,宜有柱帽;
9 屋面围护系统、吊顶及悬吊物等非结构构件应与结构可靠连接,其抗震措施应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定。
10.3.5 大跨度及空间钢结构构件的抗震构造措施不符合下列规定之一时,应鉴定为不满足:
1 构件的截面尺寸规格:普通角钢不应小于∟50×3,钢管不应小于Φ48×3,结构跨度大于60m时,钢管不应小于Φ60×3.5;
2 后续使用年限大于或等于50年时,构件的长细比不应超过表10.3.5-1规定的限值,后续使用年限小于50年时,构件的长细比不应超过表10.3.5-2规定的限值;
表10.3.5-1 大跨屋盖钢结构杆件的长细比限值
杆件类型 | 轴拉、拉弯 | 轴压 | 压弯 |
一般杆件 | 250 | 180 | 150 |
主要杆件 | 200 | 150(120) | 150(120) |
表10.3.5-2 大跨屋盖钢结构杆件的长细比限值
3 构件截面板件的宽厚比不应超过本标准表10.1.9中D类截面的限值。
10.3.6 大跨度及空间钢结构节点的抗震构造措施不符合下列规定之一时,应鉴定为不满足:
1 杆件或杆件轴线宜相交于节点中心;
2 连接各杆件的节点板厚度不宜小于连接杆件最大壁厚的1.2倍;
3 相贯节点,内力较大方向的杆件贯通,贯通杆件的壁厚不应小于焊于其上各杆件的壁厚;
4 焊接球节点,球体壁厚不应小于相连杆件最大壁厚的1.3倍,空心球的外径与主钢管外径之比不宜大于3,空心球径厚比不宜大于45,空心球壁厚不宜小于4mm;
5 螺栓球节点,球体不应出现裂缝,套筒不应偏心受力,螺栓轴线应通过螺栓球中心;
6 支座的抗震构造应符合下列规定:
1)支座节点构造传力可靠、连接简单、符合计算假定,未产生不可忽略的变形;
2)水平可滑动的支座,具有足够的滑移空间,并设有限位措施;
3)8度、9度时,多遇地震作用下只承受竖向压力的支座,应为拉压型构造;
4)固定铰支座,有可靠的水平反力传递机制,预埋件锚固承载力不应低于连接件;
5)屋盖结构采用隔震及减震支座时,其性能参数、耐久性及相关构造应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定。
10.3.7 结构分析时,网架、双层网壳的节点可假定为铰接,构件为杆单元;单层网壳节点应假定为刚接,构件为梁柱单元;当结构中的拉索为钢丝束、钢丝绳、钢绞线或钢棒时,可假定为只受拉单元;索构件如果采用型钢,则简化为刚性索,可承受拉力和部分弯矩。
10.3.8 在多遇地震作用下,大跨度及空间钢结构的抗震承载力,可按本标准第10.1.7条第1款的规定进行验算,抗震性能调整系数取1.0。在验算构件的承载力时,关键构件、节点的地震组合内力设计值应乘以增大系数,增大系数取值按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定采用。
10.3.9 在多遇地震作用下,大跨度及空间钢结构的变形,可按本标准第10.1.7条第2款的规定进行验算。罕遇地震作用下的抗震性能宜通过结构整体失效分析鉴定,可按结构形成塑性机构或达到弹塑性动力失稳极限状态确定其抗失效承载力。
10.4 厂房钢结构抗震性能鉴定
10.4.1 本节适用于承重结构由实腹式或格构式钢柱、钢桁架或钢梁等组成的单跨和多跨单层钢结构厂房的抗震性能检测与鉴定。
10.4.2 厂房钢结构的整体布置鉴定应重点核查下列内容:
1 结构体系的合理性,应包括主框架、天窗架、气楼架、墙架和吊车梁系统的布置;
2 屋盖和柱间支撑的完整性;
3 防震缝设置的合理性;
4 围护结构、辅助结构等非结构构件与主体结构连接的抗震构造措施。
10.4.3 厂房钢结构出现下列情况之一时,其整体布置应鉴定为不满足:
1 整个结构会因部分结构或构件破坏而丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力;
2 主体结构、屋面支撑和柱间支撑布置不能形成具有抵抗三向地震作用能力的结构体系;
3 围护系统与主体结构的连接存在构造不合理或承载力不足,或围护系统自身存在坍塌的隐患,或围护系统存在危及主体结构安全的隐患;
4 结构的主要构件、主要节点或支座等存在会严重影响主体结构抗震能力的缺陷或损伤;
5 厂房有严重的不均匀沉降;
6 出现对结构整体抗震性能有严重不利影响的其他情况。
10.4.4 厂房钢结构未出现本标准第10.4.3条所列任一情况者,其整体布置可鉴定为满足,但仍应按本标准第10.4.5条~第10.4.7条的规定分别对厂房的结构体系及布置、屋盖支撑的布置及构造、柱间支撑的布置及构造进一步检测与鉴定,对鉴定不符合要求的,应提出相应的改进意见。
10.4.5 厂房钢结构的结构体系及布置应按下列规定进一步检测鉴定:
1 厂房的横向抗侧力体系,可由各类框架结构体系等组成。厂房的纵向抗侧力体系,8度、9度应设柱间支撑;6度、7度宜设柱间支撑,也可为刚接框架。
2 厂房内设有桥式起重机时,吊车梁系统的构件与厂房框架柱的连接应能可靠地传递纵向水平地震作用。
3 高低跨厂房不宜在一端开口。
4 厂房的贴建房屋和构筑物不宜设在厂房角部和紧邻防震缝处。
5 厂房体型复杂或有贴建房屋和构筑物时,宜设有防震缝;两个主厂房间的过渡跨,至少一侧应有防震缝与主厂房脱开。防震缝宽度不宜小于150mm。
6 厂房内登上起重机的钢梯不应靠近防震缝设置;多跨厂房各跨登上起重机的钢梯不宜设在同一横向轴线附近。
7 厂房内的工作平台、刚性工作间宜与厂房主体结构脱开或采用柔性连接。
8 厂房的同一结构单元内,不应有不同的结构形式;厂房单元内不应用横墙和框架混合承重。
9 各柱列的侧移刚度宜均匀,当有抽柱时,应有抗震加强措施。
10 8度和9度时,天窗架宜从厂房单元端部第三柱间开始设置;不应用端壁板代替端天窗架。
11 8度(0.30g)和9度时,跨度大于24m的厂房不宜采用大型屋面板。
12 砖围护墙宜为外贴式,不宜为一侧有墙另一侧敞开或一侧外贴而另一侧为嵌砌等;8度、9度时不应采用嵌砌式;砌体围护墙贴砌时,应与柱柔性连接,并应有措施使墙体不妨碍厂房柱列沿纵向的水平位移;围护墙抗震构造应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的相关规定鉴定。
13 各类顶棚的构件与楼板的连接件,应能承受顶棚、悬挂重物和有关机电设施的自重和地震附加作用,其锚固的承载力应大于连接件的承载力;悬挑雨篷或一端由柱支承的雨篷,应与主体结构可靠连接;玻璃幕墙、预制墙板、附属于楼屋面的悬臂构件和大型储物架的抗震构造,应符合设计规定。
10.4.6 厂房钢结构屋盖支撑的布置与构造应按下列规定进一步检测鉴定:
1 无檩和有檩屋盖的支撑布置以及具有中间井式天窗无檩屋盖的支撑布置,应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定,不应缺少支撑;
2 屋盖支撑尚应符合下列规定:
1)天窗开洞范围内,在屋脊点处应有上弦通长水平系杆。
2)屋架跨中竖向支撑沿跨度方向的间距,6度~8度时宜不大于15m,9度时宜不大于12m;当跨中仅有一道竖向支撑时,宜位于屋架跨中屋脊处;当有两道时,宜沿跨度方向均匀布置。
3)当采用托架支承屋盖的桁架或横梁结构时,应沿厂房全长设置纵向水平支撑。
4)对于高低跨厂房,在低跨屋盖横梁端部处,应沿屋盖全长设置纵向水平支撑。
5)纵向柱列局部柱间采用托架支承屋盖桁架或横梁时,应沿托架的柱间及向其两侧至少各延伸一个柱间设置屋盖纵向水平支撑。
6)8度、9度时,横向支撑的横杆应符合压杆要求,交叉斜杆在交叉处不宜中断。
10.4.7 厂房钢结构柱间支撑的布置与构造应按下列规定进一步检测鉴定:
1 在厂房单元各纵向柱列的中部应设有一道下柱柱间支撑;在7度区厂房单元长度大于120m(采用轻型围护材料时为150m)时以及8度、9度区厂房单元长度大于90m(采用轻型围护材料时为120m)时,应在厂房单元的1/3区段内各设一道下柱支撑;当柱数不超过5个且厂房长度小于60m时,可在厂房两端设下柱支撑;上柱柱间支撑应设在厂房单元两端和具有下柱支撑的柱间;柱间支撑宜为X形,也可为V形、A形及其他形式;X形支撑斜杆交点的节点板厚度不应小于10mm,斜杆与节点板应焊接,与端节点板宜焊接。
2 柱间支撑杆件的长细比限值,应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的规定。
3 柱间支撑宜为整根型钢,当热轧型钢超过材料最大长度规格时,可为拼接等强接长。
10.4.8 厂房钢结构构件的抗震构造措施不符合下列规定之一时,应鉴定为不满足:
1 厂房柱的长细比,轴压比小于0.2时,不宜大于150 ,轴压比不小于0.2时,不宜大于120 ;
2 厂房梁、柱截面板件的宽厚比,不应大于本标准表10.1.9中D类截面的限值。
10.4.9 厂房钢结构节点的抗震构造措施不符合下列规定之一时,应鉴定为不满足:
1 檩条在屋架或屋面梁上的支承长度不宜小于50mm,且应与屋架或屋面梁可靠连接,轻质屋面板等与檩条的连接件不应缺失或严重腐蚀;
2 7度~9度时,大型屋面板在天窗架、屋架或屋面梁上的支承长度不宜小于50mm,且应三点焊牢;
3 天窗架与屋架、屋架及托架与柱子、屋盖支撑与屋架、柱间支撑与柱之间,应有可靠连接;
4 8度、9度时,吊车走道板的支承长度不应小于50mm;
5 山墙抗风柱与屋架上弦或屋面梁应有可靠连接,当抗风柱与屋架下弦连接时,连接点应设在下弦横向支撑节点处;
6 柱脚宜为埋入式、插入式或外包式柱脚,6度、7度时也可为外露式柱脚;
7 实腹式钢柱采用埋入式、插入式柱脚的埋入深度,不应小于钢柱截面高度的2.5倍;
8 格构式柱采用插入式柱脚的埋入深度,不应小于单肢截面高度或外径的2.5倍,且不应小于柱总宽度的0.5倍;
9 采用外包式柱脚时,实腹H形截面柱的钢筋混凝土外包高度不宜小于钢结构截面高度的2.5倍,箱型截面柱或圆管截面柱的钢筋混凝土外包高度不宜小于钢结构截面高度或圆管截面直径的3.0倍;
10 采用外露式柱脚时,柱脚承载力不宜小于柱截面塑性屈服承载力的1.2倍,柱脚锚栓不宜承受柱底水平剪力,柱底剪力应由钢底板与基础间的摩擦力或设置抗剪键及其他措施承担,柱脚锚栓应可靠锚固。
10.4.10 在多遇地震作用下,厂房钢结构的抗震承载力,可按本标准第10.1.7条第1款的规定进行验算。
10.4.11 在多遇地震作用下,厂房钢结构可按本标准第10.1.7条第2款的规定,进行弹性变形验算。
10.4.12 7度Ⅲ、Ⅳ类场地和8度Ⅰ、Ⅱ类场地的厂房钢结构,宜进行罕遇地震作用下的弹塑性变形验算;8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时的厂房钢结构,应进行罕遇地震作用下的弹塑性变形验算。
10.4.13 在罕遇地震作用下,厂房钢结构可按本标准第10.1.7条第3款的规定,进行弹塑性变形验算。
10.5 高耸钢结构抗震性能鉴定
10.5.1 本节适用于包括电视塔、通信塔、导航塔、输电塔、石化塔、大气监测塔、烟囱、排气塔、矿井架、风力发电塔等高耸钢结构抗震性能的检测与鉴定。
10.5.2 高耸钢结构的整体布置鉴定应重点核查下列内容:
1 建筑形体及其构件分布的规则性;
2 结构体系布置的合理性;
3 重力荷载及水平荷载传递的有效性;
4 承受双向地震作用的能力;
5 柱脚构造、锚栓紧固状态、节点连接方式的抗震性能;
6 非结构构件与主体钢结构连接的构造措施。
10.5.3 高耸钢结构出现下列情况之一时,其整体布置应鉴定为不满足:
1 整个结构会因部分结构或构件破坏而丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力;
2 结构布置不能形成具有抵抗三向地震作用能力的结构体系;
3 结构的主要构件、主要节点或支座等存在明显的失稳弯曲、裂缝、严重腐蚀和损伤,严重影响高耸钢结构的抗震能力;
4 高耸钢结构有严重的不均匀沉降,结构出现明显的具有危险的倾斜;
5 出现对结构整体抗震性能有严重不利影响的其他情况。
10.5.4 高耸钢结构未出现本标准第10.5.3条所列出任一情况者,其整体布置可鉴定为满足,但仍应按下列规定进一步检测与鉴定,对鉴定不符合要求的,应提出相应的改进意见:
1 结构平面布置宜为规整、对称;抗侧力构件的截面尺寸和材料强度自下而上宜为逐渐减小;结构的侧向刚度沿竖向宜为均匀变化。
2 结构横截面横膈的间距不宜大于3个节间;在立柱或塔柱变坡处、拉索节点处或其他主要连接节点处,结构横截面宜有横膈,且横膈应有足够的刚度。
3 结构截面刚度突变处,宜有减缓刚度突变的构造措施。
10.5.5 高耸钢结构构件的抗震构造措施不符合下列规定之一时,应鉴定为不满足:
1 构件的截面尺寸规格:普通角钢不应小于∟45×4,钢管壁厚不应小于4mm,圆钢不应小于Φ16;
2 构件的长细比不应超过表10.5.5规定的限值;
表10.5.5 高耸钢结构构件的长细比限值
3 构件截面板件的宽厚比不应超过表10.1.9中D类截面的限值。
10.5.6 高耸钢结构构件节点的抗震构造措施不符合下列规定之一时,应鉴定为不满足:
1 节点处各构件或构件轴线宜相交于一点。
2 角钢塔的腹杆应伸入柱肢连接。用节点板连接时,节点板的厚度不应小于腹杆的厚度,且不应小于5mm。
3 构件与节点采用螺栓连接时,螺栓的直径不应小于12mm,螺栓数不应少于2个;连接法兰盘的螺栓数不应少于3个;拉杆的销轴连接可为单销轴;柱肢角钢拼接时,在接头一端的螺栓数不宜少于6个。
4 受剪螺栓的剪切面宜无螺纹,受拉螺栓应有防松措施。
5 支座节点构造形式应具备传递水平反力、向下和向上竖向反力的机制,并应符合计算假定。
6 焊接球、螺栓球、相贯节点的抗震构造措施应符合本标准第10.3.6条的规定。
10.5.7 在多遇地震作用下,高耸钢结构的抗震承载力可按本标准第10.1.7条第1款的规定进行验算。
10.5.8 在多遇地震及罕遇地震作用下,高耸钢结构的变形可按本标准第10.1.7条第2款和第3款的规定进行验算。
10.5.9 高耸钢结构的抗震验算,尚应符合下列规定:
1 6度、7度时,可仅考虑水平地震作用,8度、9度时,宜同时考虑竖向地震作用和水平地震作用的不利组合;
2 除验算结构两个主轴方向的水平地震作用外,尚应验算两个正交的非主轴方向的水平地震作用;
3 高度200m以下的结构,可采用振型分解反应谱法,高度200m及以上的结构,除采用振型分解反应谱法外,尚宜采用时程分析法进行补充验算。
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附录A 钢结构性能的静力荷载检验
A.1 一般规定
A.1.1 本附录适用于普通钢结构性能的静力荷载检验,不适用于冷弯型钢和压型钢板以及钢-混凝土组合结构性能和普通钢结构疲劳性能的检验。
A.1.2 钢结构性能的静力荷载试验检验可分为使用性能检验、承载力检验和破坏性检验。
A.1.3 检验装置和设置,应能模拟结构实际荷载的大小和分布,应能反映结构或构件实际工作状态,加载点和支座处不得出现不正常的偏心,同时,应保证构件的变形和破坏不影响检测数据的准确性,不造成检验设备的损坏和人员伤亡事故。
A.1.4 试验荷载应分级施加,每级荷载不宜超过最大荷载的20%。每级荷载施加后,应保持足够的静止时间,并检查构件是否存在断裂、屈服、屈曲的迹象。
A.1.5 变形测试试验,应考虑支座沉降变形的影响。正式检验前,应施加一定的初始荷载,然后卸载,使构件和检验装置正确到位。加载过程中,应记录荷载-变形曲线,当曲线表现出明显的非线性时,应减小荷载增量。
A.1.6 达到使用性能或承载力检验的最大荷载后,应持续至少1h,每隔15min测取一次荷载和变形值,直至变形值在15min内不再明显增加为止,然后,分级卸载,在每一级卸载和全部卸载后测取变形值。
A.1.7 采用模型试验时,应对模型实际采用的材料进行材料性能试验。材料性能试验内容,应根据试验模型承载性能分析中需要的材料性能指标来确定。
A.2 使用性能检验试验
A.2.1 使用性能检验试验,用于验证结构或构件在规定荷载作用下出现设计允许的弹性变形,经过检验且满足要求的结构或构件应能正常使用。
A.2.2 在规定荷载作用下,某些结构或构件可能会出现局部变形,但这些变形的出现应是事先确定的,且不表明结构或构件受到损伤。
A.2.3 检测的荷载,在无明确要求的条件下,应取1.0×实际自重+1.15×其他恒载+1.25×可变荷载。
A.2.4 经检验的结构或构件,应满足下列要求:
1 荷载-变形曲线,应基本为线性;
2 卸载后,残余变形不应超过所记录到最大变形值的20%。
A.2.5 当不满足本标准A.2.4条要求时,可重新进行检验试验。第二次检验试验中的荷载-变形基本上呈线性,新的残余变形不得超过第二次检验中所记录到的最大变形的10%。
A.3 承载力检验试验
A.3.1 承载力检验试验,用于验证结构或构件的设计承载力。
A.3.2 在进行承载力检验试验前,宜先进行本标准第A.2节所述使用性能检验试验,且结构检验应满足相应的要求。
A.3.3 承载力检验的荷载,应采用永久荷载和可变荷载适当组合的承载力极限状态设计荷载的1.2倍。
A.3.4 承载力检验结果的鉴定,在检验荷载作用下,结构或构件的任何部分不应出现屈曲破坏或断裂破坏,卸载后,结构或构件的残余变形不应超过总变形量的20%。
A.4 破坏性检验试验
A.4.1 进行破坏性检验试验前,宜先进行设计承载力的检验,并应根据检验情况估算被检验结构的实际承载力。
A.4.2 破坏性检验的加载,应先分级加到设计承载力的检验荷载,根据荷载-变形曲线确定随后的加载增量,然后加载到不能继续加载为止,此时的承载力即为结构的实际承载力。
A.5 结构构件现场荷载试验方法
A.5.1 现场试验宜采用均布加载,对大跨度复杂钢结构体系如钢屋架、桁架、网架等,也可采用集中吊载,对小型构件还可根据自平衡原理,设计专门的反力装置,利用千斤顶进行集中加载。当试验荷载与目标使用期内的荷载形式不同时,应按荷载等效原则换算。
A.5.2 均布荷载宜用荷重块,可以采用现场经计量后的袋砂、袋石子、袋水泥或砖块等。荷重块应按区格成垛堆放,垛与垛之间的间隙不宜小于50mm,以免形成拱作用。
A.5.3 对于构件中的单向连续板,应分三种情况进行均布加载(图A.5.3-1),承载力检验荷载实测值取三者的最低值;对于构件中的双向连续板,应分两种情况进行均布加载(图A.5.3-2),承载力检验荷载实测值取两者中的较低值。
图A.5.3-1 单向板均布加载情况(阴影部分为加载范围)
A.5.4 对于构件中的连续梁,应分两种情况进行均布加载(图A.5.4),承载力检验荷载实测值取二者的较低值。
A.5.5 试验应采用分级加载,每级荷载不应大于最大试验荷载的20%。构件的自重应作为第一级加载的一部分。加载至最大试验荷载后,应分级卸载。
图A.5.3-2 双向板均布加载情况(阴影部分为加载范围)
图A.5.4 连续梁均布加载情况(阴影邵分为加载范围)
A.5.6 每级加、卸载完成后,应持续15min;在最大试验荷载作用下,应持续1h以上。在持续时间内,应观察试验构件的反应。持续时间结束时,应观察并记录各项读数。
A.5.7 当在规定的荷载持续时间内出现标志性破坏如屈服、失稳、断裂、变形超限等时,应取本级荷载值与前一级荷载值的平均值作为其承载力检验荷载的实测值;当在规定的荷载持续时间结束后出现上述标志性破坏时,应取本级荷载作为其承载力检验荷载实测值。
A.5.8 构件的挠度可用百分表、位移传感器、水平仪等进行测量。当采用等效集中荷载模拟均布荷载进行试验时,挠度实测值应乘以修正系数。当采用三分点加载时,修正系数取0.98;当采用其他形式集中加载时,修正系数应经计算确定。
A.5.9 钢结构构件应力检测,可根据实际条件选用应力磁测仪或电阻应变仪进行实际应力监测。电阻应变仪可测得加、卸载过程中的应力变化情况;应力磁测仪可测得当前状态的总应力。
A.5.10 试验过程中应采用有效的防护措施保护试验人员和仪表安全。
A.6 基于试验的设计指标确定
A.6.1 基于试验的承载力设计值,应由下式确定:
式中:Rd——基于试验的承载力设计值;
Rmin——承载力试验结果的最小值;
kt——考虑结构试件变异性的因子,根据结构特性变异系数ksc按表A.6.1取用;
——基于试验的抗力分项系数,可依据试验原型设计时对应的可靠指标β确定, =1.0+0.15(β—2.7)。
表A.6.1 考虑结构试件变异性的因子kt
A.6.2 结构特性变异系数ksc,可由下式计算
式中:kf——几何尺寸不定性变异系数,对于连接可取0.10;
km——材料强度不定性变异系数,对于连接可取0.10。
附录B 钢结构的动力检测
B.0.1 钢结构动力检测内容应包括:动力特性检测和动力响应检测。
B.0.2 下列钢结构宜进行动力检测:
1 需要进行抗震、抗风、工作环境或其他激励下动力响应计算的结构;
2 需要通过动力参数进行损伤识别的结构;
3 需要确定实际动力性能的大型、复杂、重要和新型钢结构体系;
4 在某种动外力作用下,某些部分动力响应过大的结构;
5 其他需要获取结构动力性能参数的结构。
B.0.3 钢结构的动力测试,可根据测试目的选择下列方法:
1 测试结构基本模态时,宜选用环境激励法。在满足测试要求的前提下,也可选用初始位移法、重物撞击法等方法。
2 测试结构平面内多个模态,或结构模态密集,或结构特别重要且条件许可,宜选用环境激励法或稳态正弦激振方法。
3 测试结构空间模态、扭转模态或结构模态密集,或结构特别重要且条件许可,宜选用环境激励法、多振源相位控制同步的稳态正弦激振方法或初速度法。
4 评估结构的抗震性能时,可选用随机激振法或人工爆破模拟地震法。
5 对于单点激励法测试结果,可采用多点激励法进行校核。对于大型复杂结构宜采用多点激励方法。
B.0.4 结构动力性能检测前,应根据试验目的制定测试方案,并应进行计算。
B.0.5 结构动力检测的设备,应符合下列规定:
1 选用的激振器宜体积小、重量轻;
2 应事先估计被测量参数的最大值,并应据此调整分析仪器的量程,应使最大值落在量程的1/2到2/3之间,以获得最大信噪比;
3 根据结构振动特性选择位移计、速度计或加速度计,应使被测频率处于传感器的可用频率范围之内;
4 进行瞬态过程测试时,测试仪器的可使用频率范围应比稳态测试时大一个数量级;
5 仪器的灵敏度,应满足测试工作要求;
6 仪器的分辨率,应根据被测试结构的最小振动幅值确定;
7 记录仪器或数据采集分析系统、电平输入及频率范围应与测试仪器的输出匹配;
8 当测试仪器对测试系统质量和刚度有明显的影响时,可通过修正方法予以消除。
B.0.6 结构动力性能检测测试,应符合下列规定:
1 采用模型试验时,应根据相似理论制作模型,且应正确模拟被测结构的边界条件。
2 测点布置应尽量避开振型节点和峰点处。多点激励时,应能反映结构的动力特性,且显示结构的模态振型,测点数宜为所测模态阶数的2倍。
3 结构动力测试作业,应保证不产生对结构性能有明显影响的损伤。
4 试验测试时,应避免环境及系统干扰。
5 采样间隔应满足采样定理的基本要求。
6 采用环境随机振动激励法试验时,应根据采样率确定测试记录时间长度。测量模态和频率时不应少于5min,测试阻尼时不应少于30min。
7 当因测试仪器数量不足需多次测试时,每次测试应至少保留一个共同参考点。
B.0.7 结构动力性能检测数据处理,应符合下列规定:
1 时域数据处理,应对试验数据进行零点漂移、记录波形和记录长度的检验;
2 频域数据处理,应进行低通滤波并加窗函数处理;
3 采用基于HHT变换的模态识别方法时,应消除边缘效应;
4 试验数据处理后,应提供试验结构的自振频率、阻尼比和振型以及动力反应最大幅值、时程曲线、频谱曲线。
B.0.8 当按通常方法建模计算得到的结构模态和测试结果有差异时,可根据结构动力性能检测结果,对结构有限元模型进行修正。
B.0.9 当结构有损伤时,可根据获取的结构动力性能变化,识别结构损伤位置。
附录C 常见材料的燃点、变态温度
C.0.1 玻璃、金属材料、塑料的变态温度,应按表C.0.1取值。
表C.0.1 玻璃、金属材料、塑料的变态温度
C.0.2 常见材料的燃点,应按表C.0.2取值。
表C.0.2 部分材料燃点
C.0.3 涂装用油漆在不同温度下的烧损状况,可按表C.0.3确定。
表C.0.3 油漆烧损状况
温度(℃) | <100 | 100~300 | 300~600 | >600 | |
烧损状况 | 一般油漆 | 表面附着黑烟 | 有裂缝和脱皮 | 变黑、脱落 | 烧光 |
防锈油漆 | 完好 | 完好 | 变色 | 烧光 |
C.0.4 普通热轧结构钢在高温下及高温过火冷却后的屈服强度降低系数,应按表C.0.4取值。
表C.0.4 普通热轧结构钢在高温下及高温过火冷却后的屈服强度降低系数
本标准用词说明
1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1)表示很严格,非这样做不可的:
正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。
引用标准名录
《建筑结构荷载规范》GB 50009
《建筑抗震设计规范》GB 50011
《钢结构设计规范》GB 50017
《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB 50018
《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205
《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223
《钢的成品化学成分允许偏差》GB/T 222
《钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法》GB/T 226
《金属材料 拉伸试验第1部分:室温试验方法》GB/T 228.1
《金属材料 夏比摆锤冲击试验方法》GB/T 229
《金属材料 弯曲试验方法》GB/T 232
《碳素结构钢》GB/T 700
《低碳钢热轧圆盘条》GB/T 701
《桥梁用结构钢》GB/T 714
《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/T 1231
《低合金高强度结构钢》GB/T 1591
《钢材断口检验法》GB/T 1814
《结构钢低倍组织缺陷评级图》GB/T 1979
《钢丝验收、包装、标志及质量证明书的一般规定》GB/T 2103
《焊接接头冲击试验方法》GB 2650
《焊接接头弯曲试验方法》GB/T 2653
《合金结构钢》GB/T 3077
《紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱》GB/T 3098.1
《紧固件机械性能 螺母》GB/T 3098.2
《焊接用钢盘条》GB/T 3429
《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T 3632
《耐候结构钢》GB/T 4171
《焊接用不锈钢盘条》GB/T 4241
《厚度方向性能钢板》GB/T 5313
《金属熔化焊接头缺欠分类及说明》GB/T 6417.1
《焊接结构用钢铸件》GB/T 7659
《结构用无缝钢管》GB/T 8162
《金属显微组织检验方法》GB/T 13298
《钢的显微组织评定方法》GB/T 13299
《直缝电焊钢管》GB/T 13793
《熔化焊用钢丝》GB/T 14957
《结构用不锈钢无缝钢管》GB/T 14975
《钢网架螺栓球节点用高强度螺栓》GB/T 16939
《建筑结构用钢板》GB/T 19879
《钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法》GB/T 20066