[发明专利]一种化工管廊结构安全性的检测评估方法

说明书

本发明公开了一种化工管廊结构安全性的检测评估方法，包括：针对锈蚀的管廊构件，测量其锈蚀后的剩余厚度；针对对接焊缝存在缺陷的管廊构件，采用超声波探伤测定对接焊缝的有效融透深度；计算设计板厚和实际融透深度之比；调查管廊所在环境的腐蚀影响参数，并预测管廊结构未来的腐蚀厚度损伤；计算锈蚀影响分项系数；采用梁单元建立管廊结构的有限元模型，并根据有限元模型算出管廊各构件的弯矩、轴力、剪力和斜撑的内力值；对管廊结构强度进行验算；对管廊结构稳定进行验算。本发明考虑了锈蚀影响和施工质量对管廊结构安全性的影响。

技术领域

本发明涉及建筑结构安全评估领域。

背景技术

当前，对钢结构进行安全性评估主要采用结构设计规范中的相关计算公式：其中，R代表结构的抗力，S代表荷载作用，而γR和γS分别为抗力和作用的分项系数。

荷载作用S的数值，对于简单结构可采用结构力学算得，对复杂结构则依靠有限元方法计算。结构的抗力R则先通过设计图纸确定所验算结构所采用的建筑材料，再查找设计规范中的对应表格来确定。γR和γS也是依据现行规范直接查表确定得到的。然而，目前管廊结构虽然在各化工园区大量兴建，有关部门却并未组织对管廊结构设计规范的编制工作。如采用现行其他钢结构规范评估公共管廊的安全性，则主要存在两个缺点:无法描述锈蚀以及施工缺陷对结构的影响，也不能反映管廊结构施工的特点。

发明内容

本发明针对化工管廊结构安全性，进行有效检测评估的同时，考虑锈蚀影响和施工质量影响。

实现上述目的的技术方案是：

一种化工管廊结构安全性的检测评估方法，包括：

针对锈蚀的管廊构件，测量其锈蚀后的剩余厚度D1；

针对对接焊缝存在缺陷的管廊构件，采用超声波探伤测定对接焊缝的有效融透深度；计算设计板厚H和实际融透深度之比γ_w；

调查管廊所在环境的腐蚀影响参数，并计算腐蚀厚度损伤：D＝ATⁿ；其中，T为锈蚀时间，A为管廊结构第一年的锈蚀损伤，A＝0.031+∑A_iX_i；n＝-0.079+∑n_iX_i，X_i表示锈蚀影响参数，包括环境影响参数和材料影响参数，A_i表示A与锈蚀影响参数相对应的权重系数，n为锈蚀公式的拟合参数，n_i表示n与锈蚀影响参数相对应的权重系数；

计算总锈蚀损伤D2＝(H-D1)+D；

计算锈蚀影响分项系数γ_c＝H/(H-D2)；

采用梁单元建立管廊结构的有限元模型，并根据有限元模型算出管廊各构件的弯矩、轴力、剪力；

将有限元计算得到的斜撑的内力值乘以γ₀γ₁γ_cγ_w计算应力，对管廊结构强度进行验算，其中，γ₀为结构安全性系数，γ₁为荷载分项系数；

将受压斜撑的内力值乘以γ₀γ₁γ_w计算应力，对该结构稳定进行验算。

在上述的化工管廊结构安全性的检测评估方法中，所述的剩余厚度D1以锈蚀最严重位置的测量数据为准。

在上述的化工管廊结构安全性的检测评估方法中，所述的管廊所在环境的腐蚀影响参数的调查工作，包括：

采集管廊构件不同位置的雨水，化验并换算得到各腐蚀有害化学物质在管廊结构单位面积上的日均沉降量；

测量并计算管廊的年均气温；