某大型国际会展中心综合检测技术应用综述

余加坤 亓 涛
　　（上海宝冶集团有限公司，上海 200941）
　　摘 要：通过对某大型国际会展中心综合检测的工程实践，简要介绍了多种检测技术在大型既有房屋检测中的运用。
　　关键词：会展中心；综合检测；计算分析

　　0 引言
　　随着科学技术的进步，城市建设的快速发展，大型公共建筑的数量越来越多，但随着时间的推移，这些“庞然大物”的建筑寿命和使用过程中的安全性也越来越受到业内关注，近些年来，公共建筑的工程质量和结构安全问题引起了有关主管部门的高度重视。
　　公共建筑使用环境往往比较特殊，结构容易发生混凝土腐蚀、钢材锈蚀等耐久性问题从而引发结构安全问题。因此，房屋质量综合检测对大型既有建筑使用中的安全性起到监测把脉的作用。本文以某国际会展中心综合检测为例，介绍了多种检测技术在大型既有公共建筑检测中的应用。
　　1 概述
　　该国际会展中心位于某市发展迅速的新城区中心地带，由主建筑、会展广场、行政综合楼等组成。会展中心主建筑由会议、展览和大型宴会厅三部分组成，会议部分包括会议中心、多功能厅、办公场所等，拥有十四个大小不同的会议厅；展览部分有两层展厅，共有十五个不同规格的展厅，可容纳3360个国际标准展位。
　　其主建筑展厅主体为钢筋混凝土结构，屋顶为钢结构，多功能厅上空的穹顶为旋转双曲面网壳钢结构，该穹顶为旋转双曲面网壳钢结构，内外均采用PTFE张拉膜封闭，展厅屋面均为大跨度空间钢网壳结构。
　　2 结构现场检测
　　结构的现场检测是对结构安全评定的最重要的环节，为结构承载能力验算提供真实可靠的依据。现场检测项目包括：主要受力构件的结构体系复核、变形检测、材料性能检测、结构损伤检查等。
　　2.1 现场调查
　　该国际会展中心自建成投入使用已近10年，主建筑的建筑结构现状与原设计图纸相符，使用功能未发生改变，使用荷载情况未发生改变。对该建筑主要钢结构杆件、支座节点、螺栓及屋面板的破损、变形、锈蚀、歪闪等进行了复核检测，未发现有异常情况，但部分钢结构杆件及连接处积水，在干湿交替影响部位以及隐蔽部位进行防腐涂层有损伤。
　　2.2 结构主要几何尺寸复核
　　对主要受力构件的结构体系布置、截面尺寸、轴网尺寸、支座位置等进行复核，并对于钢结构管壁厚、钢板厚度等采用超声波测厚仪检测。通过检查，支座垫板未发现有滑移现象，螺栓连接可靠，所测构件尺寸与原设计偏差基本满足规范要求。
　　2.3 变形检测
　　变形检测通常包括混凝土柱倾斜值、相对不均匀沉降值、钢结构屋架挠度、钢梁挠度值，本工程采用全站仪对主要受力杆件的挠度进行测量，并检查支座底板是否有滑移、变形及螺栓连接情况，其挠度值变形在规范允许范围之内，支座底板未发现有滑移现象，螺栓连接良好。
　　因竖向构件的垂直度是衡量构件使用性能的重要指标，同时还会影响构件的承载力，现场对柱的垂直度进行了检测，结构大部分构件属于BS级以上，满足规范评定要求，且结构受力柱的不均匀沉降满足《建筑地基基础设计规范》中要求。
　　2.4 材料性能检测
　　材料性能检测主要包括对混凝土和钢筋、钢材等主要材料抗压/拉强度、硬度、配置情况等的检测，本工程对混凝土的抗压强度主要采用超声回弹综合法检测，综合法在一定程度上克服了单一检测指标的局限性，将声速和回弹值进行合理综合后，根据计算的回弹平均值及超声声速平均值换算测区的强度值，并按照相关要求推定结构或构件混凝土的强度值满足规范要求。
　　对主要混凝土柱中钢筋位置、直径采用钢筋探测仪进行检测，并与图纸进行复核，结果表明，混凝土柱主要配筋情况和保护层厚度与原设计图纸相符。
　　2.5 钢结构防火涂装检测
　　钢结构属于不耐高温的建筑材料，其机械性能如屈服点、弹性模量、抗压强度、荷载能力等均会应温度的升高而急剧下降，因此，防火涂料对其保护作用也相当重要。现场检查发现钢构件表面涂装出现松散脱落，局部出现脱层起皮，较为严重的构件已出现锈蚀。抽取了展厅内部方钢管及展厅室外部分轴线钢管进行防火涂装附着力检测，结果表明，钢构件表面涂装附着力破坏模式符合《色漆和清漆拉开法附着力试验》的要求。
　　而钢结构涂层厚度由于屋面钢构件局部表面涂装脱落，多数构件表面涂装漆膜厚度不能满足设计要求。其钢构件防火涂装也出现不同程度的粉化、老化及脱落现象，尤其主建筑一期展厅竣工较早，涂装粉化脱落更为严重。
　　根据现场条件，将截取的小钢梁送实验室耐火试验炉内进行耐火试验，主要是以测定小钢梁内部达到临界温度的时间为基准来确定耐火极限。根据实验室提供的测试时间，小钢梁的耐火极限大致为50~60min，与设计要求的1.5h相比，其防火性能已有较大程度的降低。2.6结构损伤情况检测
　　主建筑展厅方钢管局部油漆脱落，出现不同程度锈蚀现象，在连接焊缝处锈蚀较为普遍，梁柱节点、屋面钢梁及支撑节点、节点板、檩条连接处、连接钢梁、展厅拉结处、螺栓连接等局部出现锈蚀现象；钢结构主要连接节点首先采用目测法进行焊缝外观质量普查，并采用无损探伤法抽查检测焊缝缺陷，检测结果显示，焊缝外观完好，无表面夹渣和表面气孔；局部粉刷层脱落，个别玻璃幕墙钢立柱出现油漆脱落。
　　混凝土结构构件未见大面积损伤情况。
　　3.结构计算及评定
　　结合现场检测数据及原设计图纸，（一般有限元分析软件包括PKPM，sap2000，midas，ansys等）本工程采用MidasGEN软件对现有结构进行建模计算分析，验算结构在正常使用条件下是否满足规范要求。
　　3.1 主要计算内容
　　① 验算各荷载组合下，网架钢结构的强度；
　　② 验算各荷载组合下，网架钢结构的变形；
　　③ 验算各荷载组合下，网架钢结构的整体稳定性。
　　④ 实际荷载施加位置根据现场检测情况确定。
　　3.2 计算模型
　　① 建立计算模型时，考虑材料的实际力学性能；
　　② 构件采用实测截面尺寸，并考虑构件实测变形情况；
　　③ 定义支座及节点约束时根据现场实际情况及设计图纸确定；
　　会展中心一期、二期主建筑展厅结构整体计算模型以委托方提供的图纸为基础，并辅以现场检测数据，采用MidasGEN软件建立。
　　3.3 计算分析
　　结构在风荷载作用下的顶点位移与建筑高度比值、层间位移角均满足规范要求。主建筑展厅下部混凝土结构在最不利荷载组合下所有混凝土构件截面验算均合理，混凝土结构承载安全性满足要求；主建筑展厅上部屋盖钢结构在各种荷载组合下验算结果满足使用要求。
　　4 结语
　　通过对该国际会展中心现场检测与安全性计算，其主建筑展厅混凝土柱倾斜值、相对不均匀沉降值、钢结构屋架挠度、钢梁挠度值满足现行规范要求；主建筑展厅网架方钢管对接焊缝超声波探伤检测未发现缺陷，焊缝质量符合规范要求；主建筑展厅屋面钢结构杆件、柱顶支座、焊缝连接处、高强螺栓连接、排水槽等表面涂装脱落部位存在一定程度的锈蚀，局部影响建筑物的耐久性和安全性。结构计算表明，整体结构的振型分布合理、扭转效应较小；整体结构在风荷载和地震作用下的变形满足规范要求。
　　建议屋面钢构件、连接节点螺栓和焊缝锈蚀部位采取除锈措施，涂刷防锈漆并加强维护，为达到防火设计要求，对屋面钢构件表面重新涂刷防火涂料并采取加强维护措施并缩短此处的构件维护周期。
　　参考文献
　　[1] 《建筑结构检测技术标准》[S].(GB/T50344-2004)；
　　[2] 《民用建筑可靠性鉴定标准》[S].（GB50292-1999）；
　　[3] 《混凝土中钢筋检测技术规程》[S].(JGJ/T152-2008)；
　　[4] 《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》[S].（CECS 02:2005）；
　　[5] 《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》[S].（GB11345-89)；
　　[6] 《建筑变形测量规范》[S].(JGJ8-2007)。
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