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钢结构厂房安全问题分析及监测
2025 / 11 / 17

钢结构厂房因其强度高、自重轻、施工周期短等优点,在工业建筑领域得到广泛应用。但钢材在长期使用过程中易受环境、温度、荷载及材料老化等多种因素耦合作用下,出现腐蚀、变形、连接节点松动等问题,可能导致结构性能退化甚至出现安全隐患。采用传统的检测手段检测厂房结构的安全状态,无法实时获取结构相关信息,技术人员也无法远程在线判断结构情况,预测结构未来变形发展规律。因此对钢结构厂房进行全面、持续的安全监测,是确保其安全性与耐久性的关键环节。


01钢结构厂房概述

钢结构厂房的搭建主要是由基础预埋件、钢柱和钢梁、墙屋面、钢屋盖这四大部分组成。

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1、基础预埋件,一般埋在地下,主要用处是固定钢梁,可以起到稳定钢结构厂房主体结构的作用。

2、钢柱和钢梁是厂房的主要承重构件,主要承担整个钢结构纵向负荷,其作用是承受钢结构厂房来自于外界和车间行车负荷,确保钢结构厂房骨架的纵向不变,承受纵向压力。

3、墙体屋面,主要承担厂房外界的横向负荷。它一方面与钢柱和钢梁等组成纵向结构,提供水平牵引力;另一方面又把独立的平面结构连成空间整体结构,提供了厂房所必需的纵向刚度、整体性和稳定性。厂房的屋盖结构对整个结构的稳定性起着至关重要的作用。

4、钢屋盖,主要承担厂房外界纵向负荷。除了为厂房遮风挡雨,它的主要作用还有承担和传递水平荷载,保证结构的空间整体作用。


02钢结构厂房主要病害


1.锈蚀问题

主要表现:表面锈蚀、截面锈蚀、连接部位锈蚀、隐蔽部位锈蚀等。

严重后果:使得构件强度低,结构承载力不足,显著影响结构正常使用功能和抗震能力。

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2.变形与损伤:

主要表现:主梁下挠、柱侧弯、腹板、翼缘局部失稳、超载使用导致的永久变形等。

严重后果:承载力进一步下降,造成恶性循环,钢构件产生局部失稳,甚至引发局部或整体坍塌。

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3.连接节点问题

主要表现:高强螺栓松动、断裂、缺失;焊缝开裂;节点板变形、撕裂;连接板滑移、错位等。

严重后果:连接部位的缺陷严重影响钢结构系统的整体性,影响结构传力路径的完整性、可靠性和系统的承载能力,最终导致厂房失稳坍塌。

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4.基础与支座问题

主要表现:基础不均匀沉降、地脚螺栓松动、锈蚀、支座偏移或变形等。

严重后果:当主体结构出现不均匀沉降时,肉眼可观测到室内地坪会出现明显不平整现象,钢梁明显出现高低不平,甚至厂房柱出现可视倾斜等现象。

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03钢结构厂房主要监测内容与方法

根据工程的特点,监测内容如下:


1.变形与位移监测:采用全站仪测量,对墙角、柱底,其他有代表性的部位测出竖向沉降与水平位移等,及时发现钢结构厂房位移情况并制定有效措施;

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全站仪及监测系统


2.结构应力(应变)监测:采用应变计,对受拉、受压、受剪等关键部位进行应力(应变)监测,及时发现结构变形及判断发展趋势,并制定有效措施;

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振弦式表面应变计


3.结构柱倾斜监测:采用倾角测量仪,对结构柱进行倾斜监测,以预防因地基不均匀沉降可能引发的结构状态异常;

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倾角测量仪


4.钢结构振动特性:通过三轴测振仪对主体结构屋盖处振动特性的测试与分析,及时识别疲劳损伤及共振风险;

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三轴测振仪


5.钢结构温度监测:采用弦式表面应变计,对结构温度进行监测;


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弦式表面应变计


6.环境监测:通过超声波风速风向仪,精确监测所处环境风速风向等,为结构抗风设计提供数据支持。


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超声波风速风向仪


钢结构厂房在使用过程中不可避免会存在一些安全和使用问题,大量工业建筑安全事故应引起我们对工业建筑安全的高度重视,厂房如果存在安全隐患又疏于管理,可能会导致重大安全事故。因此,对钢结构厂房建议加强管理,长期对工业建筑进行监测,对重点问题应进行专项评估,争取把隐患消除在萌芽状态。