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1、 第 1 页 共 29 页 铁塔失效分析报告 1 委托单位委托单位 委托单位 工程地址 2 项目名称项目名称 铁塔失效分析 3 现场检测日期现场检测日期 2016年 4 月 11日 4 检测目的 范围和内容检测目的 范围和内容 铁塔位于南通市开发区申华路 1 号 受检铁塔 1 座 高度约为 46米 据业主方 反馈 该塔架已使用了 20年 在 2016 年 1月 22日极端寒潮 摄氏零下 11度 后发现塔 架主支柱 EL108 至 EL117 处出现钢管劈裂 并有大量水从塔架开裂处流出 钻孔塔架底 部也排出部分积水和锈渣 为了解该铁塔出现裂缝的原因 业主方特委托我公司对上述铁塔进行失效分析 并给
2、 出相关处理建议 针对受检铁塔的特点和实际状况 本次检测鉴定的主要内容包括 1 塔身 框架柱垂直度 2 连接节点检测 探伤 及尺寸复核 3 理化检测 金相 硬度 4 构件完损性检测 5 建模分析 第 2 页 共 29 页 6 失效分析及建议 5 建筑结构建筑结构概况概况 受检铁塔建于 1998年 塔高约 46 米 坐落于南通市 塔身骨架为钢结构 铁塔平面大致呈正三角形 立面为塔式 底层塔基平面正三角形边长尺寸为 10 0m 顶层平面正三角形边长尺寸为 4 0m 铁塔主体结构高度为 46 0m 结构平面布置图见附件 1 附图 1 5 根据设计图纸及现场调查 塔架各杆件截面形式为圆形 其中塔柱钢管
3、用 20 号无缝 钢管 其它钢管 柱脚节点板 地脚螺栓用 Q235 B F 型钢及钢板为 Q235 A F 主要杆 件截面为 219 14 168 10 140 8 203 12 180 10 121 8 114 8等 铁塔外立面见附件 2照片 1 2所示 6 现场检测情况现场检测情况 我检测人员于 2016年 4 月 11 日对现场进行了检测 铁塔检测情况分述如下 6 1 铁塔建筑结构复核 根据委托方提供的铁塔结构图及相关原始资料 我检测室工作人员采用 Leica TCR1202 型电子全站仪 手持式激光测距仪 钢直尺 卷尺和游标卡尺对结构构件截面 尺寸 连接构造等结构概况进行了现场复核 主
4、要构件几何尺寸复核结果见表 6 1 表表 6 1 主要构件几何尺寸复核主要构件几何尺寸复核成果表成果表 序号序号 位置位置 实测值 实测值 mm 设计值 设计值 mm 备注备注 1 腿部主材 223 13 219 14 2 腿部斜材 175 10 168 10 第 3 页 共 29 页 序号序号 位置位置 实测值 实测值 mm 设计值 设计值 mm 备注备注 3 塔脚板厚度 40 40 4 标高 EL109 00 处塔身横材 150 9 140 8 5 标高 EL109 00 处塔身斜材 148 8 140 8 6 标高 EL119 00 处塔身主材 210 12 203 12 7 标高 EL
5、119 00 处塔身斜材 130 7 121 8 8 标高 EL127 00 处塔身主材 185 9 180 10 9 标高 EL127 00 处塔身斜材 112 6 108 6 10 标高 EL127 00 处塔身横材 120 8 114 8 11 标高 EL135 00 处塔身主材 146 11 140 10 12 标高 EL135 00 处塔身斜材 105 6 102 6 13 标高 EL135 00 处塔身横材 111 7 108 6 表表 6 2 连接节点连接节点复核成果表复核成果表 序号序号 位置位置 实测实测 设计设计 备注备注 1 标高 EL107 00 E L119 00 钢
6、管裂缝处 第 4 页 共 29 页 经过现场检测复核表明各构件截面尺寸 结构布置基本与原设计图纸相符 但柱与斜 杆的连接节点与设计不符 原设计节点板与钢管柱是侧面角焊缝 但现场实测发现节点板 穿透了钢管柱 详见检测照片 23 24 6 2 铁塔完损检测 为明确受检铁塔完损状况 现场对受检铁塔能进入的各部位均进行了仔细调查 检测 结果显示 结构主要受力构件基本完好 构件连接完好 螺栓齐全 焊缝外观饱满 个别 附属构件锈蚀严重 标高 EL107 00 EL119 00 范围内 柱主材存在裂缝 长度约 10m 已 用焊缝修复 具体检测结果详见表 6 3 表表 6 3 铁塔完损检测结果铁塔完损检测结果
7、表表 序序 号号 构件位置构件位置 完完 损损 描描 述述 照照 片片 1 塔底柱基 塔底基座法兰连接 照 3 2 塔底柱基 塔底柱基螺栓锈蚀 照 4 3 塔底柱基 塔底柱基底板锈蚀 照 5 4 塔底柱基 塔底基座法兰螺栓锈蚀 照 6 5 柱基至 8 250m平台 塔身柱钢管损伤并用焊缝修复 焊缝饱满 照 7 6 柱基至 8 250m平台 塔身柱钢管损伤并用焊缝修复 焊缝饱满 照 8 7 8 250m平台 平台底板锈蚀 照 9 8 13 500m平台 平台底板锈蚀 照 10 9 18 500m平台 塔身斜杆破损 照 11 10 18 500m平台 塔身斜杆轻微锈蚀 照 12 11 18 500
8、m平台 塔身斜杆破损 照 13 12 18 500m平台 平台梁锈蚀 照 14 13 26 500m平台 平台栏杆破损 照 15 14 26 500m平台 平台底板破损 照 16 第 5 页 共 29 页 15 26 500m平台 节点锈蚀 照 17 16 26 500m平台 节点现状 照 18 17 24 500m平台 平台斜杆锈蚀 照 19 18 24 500m平台 平台节点锈蚀 照 20 19 32 500m平台 平台底板破损 照 21 20 32 500m平台 平台锈蚀 照 22 21 40 500m平台 平台梁锈蚀 照 23 22 40 500m平台 平台节点现状 照 24 6 3
9、钢材金相 硬度检测 现场对钢材金相 硬度进行抽检 采用金相覆膜法对塔架钢柱进行显微组织覆膜 镀膜 并在显微镜下观察 金相组织 照片参见附件 3 检测结果如下 1 钢柱母材显微组织为铁素体 珠光体 热影响区组织为铁素体 珠光体 焊缝区组织 为铁素体 珠光体 未见异常 2 钢柱母材显微组织为铁素体 珠光体 未见异常 3 钢柱母材显微组织为铁素体 珠光体 未见异常 根据铁塔的现场实际情况 采用里氏硬度计 参照 金属材料 里氏硬度试验 第 1 部 分 试验方法 GB T 17394 1 2014 进行钢结构硬度现场抽样检测 钢构件的强度基本 满足设计要求 钢构件强度检测结果见表 6 3 表 6 5 表
10、表 6 3 钢构件硬度钢构件硬度检检测结果测结果 项目名称 硬度 试样编号 如下 试样材质 20号 历史使用情况 检验日期 2016 年 4 月 11 日 热处理状态 执行标准 GB T 17394 1 2014 腐蚀溶液 检验项目 里氏硬度 HLD 第 6 页 共 29 页 检测钢柱位置 腿部主材 检测结果 硬度检测结果未见明显异常 硬度测试值如下 HLD 1号柱 384 386 396 384 383 388 377 388 397 393 强度推定值为 430Mpa 410Mpa 20号无缝钢管强度设计值 2号柱 414 414 417 414 418 418 427 423 411 4
11、24 强度推定值为 489Mpa 410Mpa 20号无缝钢管强度设计值 3号柱 414 410 403 415 416 408 423 417 417 426 强度推定值为 482Mpa 410Mpa 20号无缝钢管强度设计值 备注 无 表表 6 4 钢构件硬度钢构件硬度检检测结果测结果 项目名称 硬度 试样编号 如下 试样材质 Q235 B F 历史使用情况 检验日期 2016 年 4 月 11 日 热处理状态 执行标准 GB T 17394 1 2014 腐蚀溶液 检验项目 里氏硬度 HLD 检测构件位置 标高 8 50m 处横材 检测结果 硬度检测结果未见明显异常 硬度测试值如下 HL
12、 D 横材1 365 361 374 367 382 362 386 395 365 365 强度推定值为 404Mpa 375Mpa Q235钢抗拉强度设计值 横材2 379 359 351 346 358 354 352 367 371 368 强度推定值为 384Mpa 375Mpa Q235钢抗拉强度设计值 横材3 365 350 353 355 376 358 373 367 367 346 强度推定值为 384Mpa 375Mpa Q235钢抗拉强度设计值 备注 无 表表 6 5 钢构件硬度钢构件硬度检检测结果测结果 项目名称 硬度 试样编号 如下 第 7 页 共 29 页 试样材
13、质 Q235 B F 历史使用情况 检验日期 2016 年 4 月 11 日 热处理状态 执行标准 GB T 17394 1 2014 腐蚀溶液 检验项目 里氏硬度 HLD 检测构件位置 标高 13 50m处斜材 检测结果 硬度检测结果未见明显异常 硬度测试值如下 HLD 横材1 365 371 371 362 383 352 384 375 365 375 强度推定值为 399Mpa 375Mpa Q235钢抗拉强度设计值 横材2 363 369 375 365 370 368 354 362 371 368 强度推定值为 393Mpa 375Mpa Q235钢抗拉强度设计值 横材3 367
14、 370 383 342 336 368 368 367 374 371 强度推定值为 390Mpa 375Mpa Q235钢抗拉强度设计值 6 4 铁塔变形检测 现场采用WILD NA2型水准仪 对铁塔选取设计处于同一水平面的柱底塔基顶面进行 沉降差检测 高于基准点为正值 低于基准点为负值 检测结果见表6 6 表表6 6 沉降差测量结果沉降差测量结果 测点号 1 2 3 1 测量数值 mm 0 11 19 0 测量距离 mm 10000 10000 10000 沉降差 mm 11 8 19 相对倾斜率 1 1 0 8 1 9 第 8 页 共 29 页 由表 6 6 检测结果得出 相邻柱基的沉
15、降差小于 建筑地基基础设计规范 GB50007 2011 中限值 3 注 沉降观测包含施工误差 6 5 结构连接节点检测 现场对受力的重点区域的构件连接焊缝 梁柱连接焊缝 钢支撑与梁柱连接焊缝 梁 柱构件对接焊缝等进行外观检测 焊缝饱满 标高 EL107 00 EL119 00 范围内主材裂缝处 的修补焊缝外观完好 6 6 高强螺栓现场检验 通过外观普查 梁 柱高强螺栓节点基本完好 现场采用扭矩扳手对受力重点区域构 件的高强螺栓现场检验 先用小锤敲击每一个螺栓螺母的一侧 同时用手指按住相对的另 一侧 以检查高强度螺栓有无漏拧 对于扭矩系数的检查 每个节点先在螺杆端面和螺母 上画一直线 然后将螺
16、母拧松 再用扭矩扳手重新拧紧 使二线重合 此时测得的扭矩值 应在 0 9Ms 1 1Ms 范围内 按下式计算 Ms K P D 式中 Ms 检查扭矩 K 扭矩系数 D 螺栓公称直径 P 高强度螺栓设计预拉力 第 9 页 共 29 页 现场未发现高强螺栓漏拧及扭矩不合格现象 7 主体结构承载力计算分析主体结构承载力计算分析 根据国家标准 建筑结构荷载规范 GB50009 2012 钢结构设计规范 GB 50017 2003 我方结合现场测绘数据 采用同济大学钢结构软件 3D3S v12 1对结构的安 全性进行建模计算分析 7 1 荷载取值 结合现场检测结果及荷载实际分布情况 按 建筑结构荷载规范 GB50009 2012 规定取值 恒荷载取结构自重 配件自重 固定设备重等 装饰及次结构构件 取 2 5KN 风荷载 基本风压 0 50kN m2 地面粗糙度为 B类 活荷载 按 建筑结构荷载规范 GB50009 2012 中的有关规定 平台等效均布活 荷载荷载取 2 0 kN m2 抗震设计信息 按 石油化工排气筒和火炬塔架设计规范 SH T3029 2014 中的 有关规定抗震设防为标准设
