宿迁某厂房叉车碰撞后安全性评估方法应用
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1 工程概况
本次检测范围为常州某一外企厂房新建夹层。该厂房共一层，东西方向轴线长54.00m，南北方向轴线宽18.00m，夹层楼板距室内地面±0.00处约5.49m，建筑面积约为972.00m2。该房屋结构形式为钢框架结构，柱距主要为6.00m、18.00m，基础为柱下独立基础，框架柱为十字形钢柱，其截面主要由两个H型钢构成，H型钢截面尺寸主要为H500mm×300mm×12mm×20mm、600mm×350mm×12mm×20mm；框架梁采用H型钢，截面尺寸主要为H250mm×125mm×6mm×9mm；檩条采用∟70mm×5mm角钢，楼板采用钢楼板，楼梯为钢楼梯。钢楼梯休息平台梁一端与与钢立柱采用高强螺栓连接，另一端铰接于钢吊杆上，钢吊杆上端与夹层梁铰接，其他钢结构节点连接方式主要为焊接及高强螺栓连接。梁柱钢材牌号均为Q345，檩条钢材牌号采用Q235。
2 现场查勘和检测
2.1事故调查
2018年5月份，该厂房新建夹层西侧钢楼梯与车间叉车发生碰撞，造成与钢楼梯刚性连接的夹层结构明显振动及西侧钢楼梯局部受损。
2.2 建筑的使用情况
经现场检测，受检夹层在被碰撞前后均处于正常使用状态，使用功能为办公室。经委托方介绍，受检夹层在建成后未曾发生火灾、结构大修等情况。
2.3 房屋建筑结构情况检测与复核
现场对受检夹层的建筑结构情况进行了复核，结果表明，受检夹层轴网尺寸、建筑分隔布局及结构布置、结构构件截面尺寸等均与原设计基本相符。
（1）主要轴线尺寸的检测。
现场采用DISTO TM A8激光仪对受检夹层的主要轴线间距进行抽检，检测结果详见表2.1。
表2.1 主要轴线尺寸
序号 | 检测位置 | 实测尺寸(mm) | 设计尺寸(mm) |
1 | （2-6）~（2-7）/B轴 | 17994 | 18000 |
2 | （2-7）~（2-8）/B轴 | 18004 | 18000 |
3 | （2-8）~（2-9）/B轴 | 18004 | 18000 |
4 | （2-6）/ A~B轴 | 18005 | 18000 |
5 | （2-7）/ A~B轴 | 17998 | 18000 |
检测结果表明，所抽检的轴线实际尺寸均与设计基本相符，均满足设计要求。
（2）主要结构构件截面尺寸的检测
现场采用钢卷尺、游标卡尺等对受检夹层的局部构件的截面尺寸进行测量，详见表2.2。
表2.2 主要构件截面尺寸
序号 | 轴线位置 | 实测尺寸(mm) | 设计尺寸(mm) |
1 | 底层 | （2-6）/B轴柱南北向型钢 | H501×300×11.9×20.02 | H500×300×12×20 |
2 | （2-6）/B轴柱东西向型钢 | H600×349×11.8×19.86 | H600×350×12×20 |
3 | （2-7）/B轴柱南北向型钢 | H500×302×11.8×19.82 | H500×300×12×20 |
4 | （2-7）/B轴柱东西向型钢 | H601×351×11.8×19.85 | H600×350×12×20 |
检测结果表明，所抽检的结构构件尺寸均与原设计基本相符，均满足设计要求。
2.4 房屋变形情况检测
为了解受碰撞钢楼梯所连接的钢立柱目前的变形情况，现场对夹层钢立柱进行重点检查，并采用TCR1202+R400型全站仪对钢立柱进行侧向位移检测，对碰撞区内外的钢柱变形情况进行对比分析，结果见表2.3。
表2.3 钢立柱构件变形检测结果
构件位置 | 倾斜方向 | 测量高度H（m） | 偏移量（mm） | 构件变形评级 |
底层（2-6）/B轴柱（碰撞区外） | 向北 | 4.194 | 15 | b |
向东 | 3.036 | 7 |
底层（2-7）/B轴柱 （碰撞区） | 向南 | 4.343 | 13 | b |
向东 | 4.716 | 9 |
底层（2-5）/B轴柱 （夹层区外） | 向西 | 4.169 | 12 | b |
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测量结果表明，碰撞区内外钢立柱变形无明显差别（变形测量包含施工误差），且均满足《工业建筑可靠性鉴定标准》（GB50144-2008）关于钢构件变形b级的规定，钢立柱变形不影响结构的正常使用。
2.5 房屋完损状况检测
为明确碰撞造成的损伤情况，现场对碰撞区的完损状况进行了重点检查，并对碰撞区外房屋夹层整体进行了完损检测。经检测，碰撞区楼梯局部存在损伤，部分焊缝不饱满，除此之外，均未发现其他构件存在明显变形及损伤；碰撞区外夹层结构整体性良好，各结构构件及连接节点基本完好，围护墙体及门窗也未见明显损伤。
2.6 钢结构探伤及螺栓检查
现场采用渗透法对碰撞区钢构件的焊缝进行检测，结果显示，碰撞区焊缝无明显新裂纹出现。现场对碰撞区钢构件节点处的螺栓及节点板进行检查，结果显示，节点板基本完好，连接螺栓无明显变形、划痕，连接基本牢固。
3．结构安全性分析
受检夹层共一层，东西方向轴线长54.00m，南北方向轴线宽18.00m，夹层楼板距室内地面±0.00处约5.49m，建筑面积约为972.00m2。夹层结构形式为钢框架结构，基础为柱下独立基础，框架柱为十字形钢柱，其截面主要由两个H型钢构成，框架梁采用H型钢，檩条采用∟70mm×5mm角钢，楼板采用钢楼板，楼梯为钢楼梯。钢楼梯休息平台梁一端与与钢立柱采用高强螺栓连接，另一端铰接于钢吊杆上，钢吊杆上端与夹层梁铰接，其他钢结构节点连接方式主要为焊接及高强螺栓连接。梁柱钢材牌号均为Q345，檩条钢材牌号采用Q235。
根据现场检测结果，受检夹层目前均处于正常使用状态，使用功能为办公室，使用荷载较碰撞前无增加。受检夹层碰撞区钢立柱脚基本完好，未见明显损伤及倾斜变形，因此可认定基础承载力满足使用要求。
根据现场检测结果，新建夹层所抽检的主要轴线间距、构件尺寸均与设计图纸要求基本相符，结构布置情况与设计基本符合。夹层主体结构整体性良好，钢构件节点板基本完好，连接螺栓无明显变形、划痕，连接基本牢固，碰撞区焊缝无明显新裂纹出现，围护墙体及门窗也未见明显损伤。因此，可认定夹层上部结构承载力满足要求。
钢结构是一种抗振性能良好的材料，具有较高的强度、韧性。在叉车碰撞钢楼梯时，整个夹层结构通过振动消耗机械能，外力消失后，夹层恢复至原样，且无明显损伤，表明夹层振动产生的变形为弹性变形，振动不影响夹层结构的承载力。叉车碰撞钢楼梯导致楼梯平台梁下翼缘发生塑性变形，对楼梯平台梁的承载力有一定影响，但不影响整个夹层结构的承载力，条件允许时，建议对其进行更换处理。
综上所述，叉车碰撞引起的振动对夹层结构安全性无影响。在目前的荷载状况下，夹层基础及上部结构承载力均满足要求，受检夹层结构安全性满足要求。
4．检测结论及建议
4.1 检测结论
通过对受检厂房新建夹层的检测，得出以下结论：
（1）受检夹层结构形式为钢框架结构，钢楼梯休息平台梁一端与与钢立柱采用高强螺栓连接，另一端铰接于钢吊杆上，钢吊杆上端与夹层梁铰接，其他钢结构节点连接方式主要为焊接及高强螺栓连接。梁柱钢材牌号均为Q345，檩条钢材牌号采用Q235。
（2）2018年5月份，夹层西侧钢楼梯与车间叉车发生碰撞，造成夹层结构明显振动及楼梯局部破损。经现场调查，受检夹层目前均处于正常使用状态，使用功能为办公室，夹层在建成后均未曾发生火灾、结构大修等情况。
（3）经现场检测，本次所抽检的主要轴线间距、构件尺寸均与设计图纸要求基本相符，夹层结构布置情况与设计基本符合。
（4）经现场检测，夹层碰撞区内外钢立柱变形无明显差别，且均满足规范要求。
（5）经检测，碰撞区楼梯局部存在损伤，部分焊缝不饱满，碰撞区外结构整体性良好，各结构构件及连接节点基本完好，围护墙体及门窗也未见明显损伤。
（6）经检测，碰撞区焊缝无明显新裂纹出现，钢构件节点板基本完好，连接螺栓无明显变形、划痕，连接基本牢固。
（7）综合检测结果，在目前的荷载状况下，可认为受检夹层结构安全性满足要求。
4.2 建议
（1）条件允许时，建议对夹层西侧楼梯受损的平台梁进行更换；
（2）建议在后续使用过程中对受检夹层进行定期外观质量及变形监测，若发现原结构使用过程中有异常情况并存在安全隐患时，应及时采取有效处理措施。
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