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既有钢管混凝土指挥塔结构安全性检测与鉴定方法

本文探讨了自立式钢结构综合指挥塔结构安全性检测与鉴定的内容,以某既有自立式钢结构综合指挥塔检测为背景研究了结构安全性检测与鉴定的方法。一、结构安全性检测与鉴定1、检测与鉴定内容根据钢结构安全性检测及鉴定内容和塔体结构特点,其现场结构检测内容主要包括:1)建筑、结构使用情况调查2)建筑平面及层高复核3)地基基

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既有钢管混凝土指挥塔结构安全性检测与鉴定方法概括

既有钢管混凝土指挥塔结构安全性检测与鉴定方法主要内容

本文探讨了自立式钢结构综合指挥塔结构安全性检测与鉴定的内容,以某既有自立式钢结构综合指挥塔检测为背景研究了结构安全性检测与鉴定的方法。


一、结构安全性检测与鉴定

1、检测与鉴定内容

根据钢结构安全性检测及鉴定内容和塔体结构特点,其现场结构检测内容主要包括:

1)建筑、结构使用情况调查

2)建筑平面及层高复核

3)地基基础调查;

4)塔体结构实际空间布置、构件实际规格测量;

5)塔体结构整体侧向变形及构件局部变形检测;

6)连接构造及连接节点缺陷检查;

7)结构构件及连接节点损伤及锈蚀情况检测;

8)结构材料强度及钢构件表面涂层厚度测量;

9)塔内建筑门窗、地面以及设备布置完损及使用情况调查;

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2 结构分析

2.1分析模型

自立式钢结构塔体一般采用整体空间钢架法进行结构分析。计算分析所需的各构件尺寸、材料特性参数、附加恒载、楼地面活载等应根据原有施工图纸结合现场调查、检测结果取值。框架柱与框架梁之间、框架梁与次梁之间、主体结构与斜撑之间以及桁架腹杆与腹杆之间的连接,应按实际连接构造情况视为刚接或铰接。

2.2分析荷载

自立式钢结构塔体上的荷载根据《高耸结构设计标准》(GB50135-2019)一般包括永久荷载、活荷载、风荷载、覆冰荷载、雪荷载以及温度作用和地震作用等。其中在风荷载和地震作用下 ,应考虑多种作用方向,如图1所示:

                         图 I 塔体水平作用方向

2.3结果分析

塔体结构分析结果可用于结构构件及节点的承载能力验算(确定塔体结构的抗力与作用效应之比)和长细比验算。

承载能力验算应包括强度和整体稳定验算。结构构件的允许长细比、板件宽厚比等可参考《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ 99-2015)的规定:框架柱的长细比,一级不应大于60,二级不应大于70,三级不应大于80,四级及非抗震设计不应大于100。

中心支撑斜杆的长细比按压杆设计时不应大120。拉杆的长细比不应超过180。其梁柱及中心支撑板件宽厚比限值如下图2所示:

二、工程实例

1工程概况

某综合指挥塔位于江苏省连云港市,结构形式为钢管混凝土框架支撑结构体系,已投入使用约9年。

2 现场检测

结合现场检测条件,采用SW-T130型涂层测厚仪对本次受检指挥塔各钢构件表面防腐涂层厚度进行测量。实测结果各抽检钢构件防腐涂层厚度最小值为159.1mm基本满足《钢结构现场检测技术标准》(GB/T 50261-2010)最低厚度不小于150mm的要求。

3 建模分析

该塔架各杆件之间采用焊接或螺栓连接,为了更加接近实际结构,将部分连接视为铰接,进行单元释放,单元释放方法如下 :

1)  主框架梁柱之间的连接无单元释放 ;

2)  框架梁与次梁之间的连接单元释放;

2)横杆与主框架连接端单元释放 ;

3)斜杆与主框架和横杆连接端单元释放 ;

4)横隔杆和辅助杆与主框架、横杆和斜杆连接端单元释放。

整个模型节点总数为1306,如图4所示

对建立的有限元模型进行计算分析,表2列出了前3阶振型对应的周期 ,图 4为一阶弯曲振型。计算分析结果表明,第 1、2阶振型分别为前后、左右摇摆的弯曲振型,由表2可以看出,两个方向的弯曲振动频率相近;第3阶振型为扭转振型。

本文介绍了目前较为常见的高耸结构指挥塔结构安全性检测与鉴定的内容 ,以某既有塔楼为例阐述现场检测、结构分析及安全性等级评定等钢结构指挥塔结构安全性检测与鉴定中的主要工作内容。可为类似高耸结构结构安全性 检测与鉴定的实施提供参考。

参  考  文  献

【1】《建筑结构检测技术标准》(GB/T50344-2019);

【2】《钢结构现场检测技术标准》(GB/T50621-2010);

【3】《钢结构工程施工质量验收标准》(GB50205-2020);

【4】《建筑变形测量规范》(JGJ 8-2016);

【5】《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-2015);

【6】《建筑结构可靠性设计统一标准》(GB50068-2018);

【7】《工程结构通用规范》(GB 55001-2021);

【8】《钢结构设计标准》(GB50017-2017);

【9】《高耸结构设计标准》(GB 50135-2019);

【10】《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011);

【11】《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010,2016版);

【12】《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012);

【13】《组合结构设计规范》(JGJ 138-2016);

【14】《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ 99-2015)

【15】《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-2015)



常见问题

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