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    钢结构除锈刷油防腐造价计算的探讨

    2019-01-08   来源:   点击数:22次 选择视力保护色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)   合适字体大小:
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       中国钢管信息港编辑人员获悉:论证了对重要大型钢结构进行安全性监测的必要性;监测的目的是发现事故隐患、促进设计水平的提高和对于结构的性能做出科学的鉴定与评估。依据计算机技术、网络技术、光传感技术和声发射等相关技术的发展情况,本文论证了实施重要大型钢结构安全性监测的可行性,介绍了监测技术的主要组成部分。
      
      光传感声发射一、钢结构的特点与混凝土、木材和砌体结构的材料相比,钢材具有强度篼、弹性模量高和延性性能好等显著的特点。因此钢结构构件的截面尺寸小、构件轻、布置灵活,是大跨、高耸等重要大型公用建筑常用的结构形式,也是其他大跨、复杂土木构筑物常用的结构形式。
      
      但是钢结构也有其特殊的问题,如连接问题、材料局部缺陷问题、应力集中问题、冷脆问题、焊接残余应力问题,应力腐蚀问题、疲劳问题、颤振问题、稳定问题和安装偏差与大变形造成的附加应力问题,这些问题都是造成钢结构事故的原因。
      
      中国钢管信息港编辑人员获悉:构件的截面尺寸小,材料局部缺陷的影响就相对较大,易于引发事故。例如,北京航华大厦顶层装饰三角架的三条腿为螺栓球节点网架结构。2002年4月,在沙尘暴的作用下,三角架的一条腿出现明显的弯曲。检发现,该条腿中一根杆件的螺栓在球节点处产生脆断。仔细观察发现断裂面上有旧的碴口,估计可能是该螺栓本身就存在质量缺陷。在荷载的作用下,缺陷前缘局部应力过高,使杆件的螺栓产生脆断。北京航华大厦相关部门采取了及时的撑顶与杆件更换的处理措施。但是让人担心的是其他杆件是否存在类似的局部缺陷问题,是否也会产生断裂破坏,钢结构的连接部位容易产生破坏。例如,2002年4月某日12时许,甘肃省白银市某装饰陶瓷厂单层钢屋架厂房突然倒塌,造成了6人死亡10人受伤的重大责任事故。倒塌当天下雨。据说在大约10点左右时,工人曾听到钢屋架发出响声,并有尘土下落。事故调组在分析原因时认为,事故与雨后黄土地基产生湿陷、屋面防水层渗漏造成屋面荷载增大和室内篼温造成屋架应力过篼等诸多原因有关。但从现场看到,屋架杆件之间的焊缝质量极差。在坍塌的屋架上看到,有相当数量的焊缝已经开焊。估计造成坍塌的主要原因还是焊接质量差,在屋面荷重增加的情况下,焊缝破坏导致屋架塌落。关键的问题是,一第一篇建筑工程9榀屋架塌落,其他屋架非但没有对其起到限制的作用,反而随之塌落。这个事故说明,目前这种钢屋架的厂房在设计上还是存在问题。
      
      可以说,钢结构的连接部位比较容易产生破坏,连接部位包括焊缝、螺栓、高强螺栓和铆栓及其附近的部位构件材料。
      
      钢结构较大的变形会带来较大的附加应力。首都国际机场10万m3航空柴油储罐的直径30余米。罐底为锥壳。钢板厚度6~8mm,放置在沥青砂地基上。在油压力作用下沥青砂地基产生较大的变形,使设计中不考虑受力的油罐底板产生了较大的弯矩和剪力。厦门同类型的5万m3储油罐因同样问题就出现了罐底板焊缝破裂,航空柴油泄漏的事故。为防止出现漏油后的火灾,当地出动大批的武警和解放军,进行了戒严。该事故虽未造成火灾,但柴油对周围海面造成了严重的污染,经济损失也相当的大。为了避免厦门的事故在北京重演,对沥青砂地基进行了相应的处理。
      
      四川成都国际会展中心,是西部论坛大型会议的主会场,其楼面网架超载,有些设计的拉杆已经出现压屈失稳,整个网架有倒塌的危险。经过紧急治理后,才能作为会场使用。估计安装偏差和较大的变形使得杆件的实际受力状态与设计预期的状态产生较大的差异。
      
      大连重型机械厂会议室楼面倒塌,造成伤亡百余人。据说是轻型钢屋架使用了重屋盖,发生了不稳定的问题。
      
      北京某钢结构的人行过街桥,跨度为47m.桥建成后实测结构的振动频率为2.2 ~2.3Hz,与人步行的频率1.8 ~2.0Hz接近。行人过桥时桥产生共振,使人感到极不舒服。
      
      重要的大型钢结构建筑或构筑物,如会议中心、商业中心、大跨桥梁、篼耸构筑物、储油和储气罐、大坝的闸门、通讯枢纽、交通枢纽和城市生命线等,一旦出现事故,其影响大,经济损失也是非常之大的。
      
      二、安全性监测的目的任何结构在出现事故之前都会有预兆,如出现异常的位移或倾斜,发出异常的响声或结构构件的某些特征发生明显的变化。如果能抓到这些异常的信号,准确判定原因并及时进行处理,就可以避免发生恶性事故。而实施重要大型钢结构监测就是要发现这些信号并进行科学的判定,发现结构存在的安全隐患,及时发出预警,使有关单位能够采取有效的措施,排除隐患,避免恶性事故的发生。
      
      重要大型钢结构安全性监测的另一个目的就是对设计预期的受力状态进行校核,发现设计中可能考虑不周的问题,及时予以调整,使设计水平不断提高。安全性监测工作是要测定结构或结构构件在实际作用下的实际响应情况。这项工作与目前常见的设计审查、施工监理以及工程质量检测与鉴定有着明显的区别。结构设计依据的是结构的设计规范和成功的工程事例。设计规范则是以一些基本的力学原理、基本假定、试验研究和成功的工程事例为基础。设计审查也是以设计规范和工程经验为依据。施工监理是以设计图纸为依据,对施工质量的监督;结构性能和工程质量检测与鉴定也是以设计图纸和设计规范为依据。这一系列严格的与结构安全相关的工作最终都基本上归于结构的设计规范。实际上,成功的事例也会掩盖一些错误,而结构设计规范本身也有局限性。这里所要说的是,结构设计规范不是万能的,不是绝对正确的。也就是说,即使严格满足结构设计规范要求的结土木工程与离新技术构也不一定就是绝对安全的。规范是对已知问题认识的总结。那么,肯定存在一些问题对于我们来说是未知的。例如76年唐山地震以前,建筑和构筑物的抗震问题就没有被认识到,规范就没有充分反映建筑和构筑物的抗震设计问题。现在的规范肯定也有类似的问题。因此可以说,目前缺乏一个超出结构设计规范束缚经,以结构实际的性能和状况来评价结构安全性的有效措施。
      
      特别是对于重要和大型钢结构来说,监测工作显得由为重要。重要的大型钢结构往往是结构体系复杂,新的结构体系、新的结构材料和新技术应用得相对比较集中。这些问题都是目前结构设计规范不能恰当控制和设计计算手段难于准确反映的,同时又是结构设计人员难于正确把握的。在这种情况下,更应该以结构的实际性能和状况作为结构的安全性评价基本的依据。通过监测了解新结构体系、新结构材料和新技术存在的问题,便于设计人员及时调整与改善。
      
      总的来说,重要大型钢结构安全性监测就是要测定结构在实际作用下,特别是在极端的作用下结构的实际性能和状况,通过有针对性的分析,做出符合实际情况的结构安全性评价。
      
      三、安全性监测的项目与监测方法2001年10月,国家自然科学基金委员会召开了《重大工程灾变行为与健康监测学术研讨会》。在研讨会上,清华大学、同济大学、哈尔滨工业大学、交通部公路研究院等三十多个单位都表示出对开展重大工程监测技术研究工作的积极性,并介绍了相应的研究成果和工程实践经验。从目前的情况来看,开展重大工程安全性监测技术的研究和工程实践已经具备了基本的条件,特别是对重要大型钢结构进行安全性监测可能更为现实。
      
      近些年来,现场检测技术、计算机技术、信息技术、网络技术、全球卫星定位系统、光传感技术、红外测试技术、激光测试技术、声发射测试技术、监测信号的无线发射与接收技术以及结构分析的相应技术都得到了较大的发展。这些技术的发展为采用先进技术实施结构安全性监测奠定了基础。这些先进的技术与传统的技术相结合可以基本上实现重要大型钢结构的安全性监测工作。传统的技术包括:构件挠度测试技术、材料应变测试技术、结构动力性能测试技术、材料强度、节点及连接质量测试技术等。
      
      根据这些情况,重要大型钢结构安全性监测系统可以分成现场检测工作、监测前的计算模拟工作、建立必要的信息库、现场监测数据的采集工作、数据的传输工作、数据分析作和监测结论与信息的反馈等工作。
      
      通过现场检测工作了解结构的实际状况,包括施工质量、结构的损伤、特别是实际结构的情况与设计情况的差异。现场可进行的检测项目可简述如下。
      
      (1)钢材强度的测试。钢材的强度可以用无损检测的硬度法测定,也可取样进行化学元素分析判定,还可取样直接测定钢材的强度。
      
      (2)构件实际应力的测定。构件实际应力的测定可采用盲孔法、磁回弹法、光弹法和振动法测定。
      
      (3)连接的质量。连接的质量包括焊接、螺栓连接、高强螺栓连接和铆接。焊缝的质量可以用超声法、x射线法等方法检测,其他连接的质量可以通过敲击或其他方法检测。
      
      第一篇建筑工程11(4)钢材的缺陷与损伤。钢材的缺陷与损伤可以用实测和磁粉探伤技术测定。
      
      (5)尺寸与偏差。可采用相应超声测厚仪、激光测距仪和尺量等方法测定。
      
      (6)结构的动力性能测试。如振动频率、振幅等。
      
      中国钢管信息港编辑人员获悉:编制专用的计算软件,在计算机上进行计算模拟。计算应考虑构件实际的荷载情况、构件的尺寸偏差、安装偏差、缺陷与损伤和实测应力情况和动力特性。经过必要的计算调整后,模拟预期的荷载情况和构件的应力、变形与位移状况。通过模拟计算确定监测的重点项目和测试位置。
      
      通过试验室的试验和必要的模型试验建立必要的信息库。信息库包括钢材疲劳断裂、连接破坏、稳定破坏等典型破坏的相关信息,以便与监测信息进行比对。
      
      监测信息包括图像、应变、变形与位移、压力或拉力、构件的动力特征以及断裂破坏发出的声音等。
      
      (2)应变可采用传统的技术与现代的技术相结合的方法测定。传统的方法有电阻应变片和电子位移计等,现代的技术可以有光传感技术和振弦技术等。
      
      (3)结构关键部位作用变化情况,可用压应力传感器和荷载(拉力和压力)传感器、温度传感器测定。
      
      (4)构件的变形与位移也可采用传统的技术与现代的技术相结合的方法。现代的技术有全球卫星定位系统和光传感技术等,传统的技术有电子位移计等。
      
      (5)构件受力状态,传统的动力参数极其变化指标测试。
      
      (6)声发射测试技术。利用声发射技术判定破损发生的部位、种类和程度。
      
      在监测信息的采集技术中,监测信号的中短距离的无线发射与接收技术是一项不可忽视的。监测信号的中短距离的无线发射与接收可以解决监测现场大量的布线问题。
      
      监测工作可分成工程质量的监测和已有结构性能的监测。监测要有一定的周期,在监测周期内应包括结构受到的典型作用。例如对于水坝等,监测应包括洪峰的出现等。
      
      在监测信息处理中心可聚集试验研究、设计、规范编制、检测与鉴定、相关理论研究、计算分析和相关结构形式的篼级专门人才,借助专用分析模拟软件和模型试验模拟对监测信息进行综合处理,将监测的数据与预先计算的结果进行比较,将异常信息与已有数据库的信息进行比对。
      
      现行定额中仍然有一些不尽合理的地方,比如:金属结构的定额测定面积一般与实际面积有较大的出入,以下对此问题进行探讨。
      
      1计算方法的比较平顶山飞行化工集团有限责任公司尿素合成分解蒸发设备的钢结构,除了按定额要求(全国统一安装工程预算定额河南省单位估价表综合解释及补充定额汇编P67页第16条:本估价表关于金属结构展开面积的确定,不适用于大型H型钢结构的展开面积的计算)的大型H型钢以外,其它钢材(包括工字钢、槽钢、钢板、钢管、扁钢、圆钢、角钢等)共计190t.按全统定额第十三册分册说明第十一条的规定:金属结构(不分结构形式和构件大小)的面积,每100kg按5.8m2计算则计算出面积为190X 58=11020m2;但是实际面积只有5538.6m2,相差十分悬殊。现以本工程的实际做法,按两种不同的计算方法对计算结果作比较(具体做法:喷砂除锈、刷氯磺化聚乙烯漆6道、全统定额河南省单位估价表1997年版及相应的取费定额调价文件)。
      
      防腐面积11020m2.(2)按实际面积计算实际面积折算后的重量为5538.6/58=95.5t,实际防腐面积为将计算结果进行对比(见表2),按定额规定计算的造价为141.95万元,按实际面积计算的造价为71. 35万元,二者相差70.60万元,数额相当巨大。这样的差距,势必给国家财产和建设单位造成巨大的经济损失。根据目前的情况,建议我国的工程造价管理部门,对定额中的此项规定进行重新测定,以使计算出的工程造价符合工程实际。笔者推荐以下两种方法。
      
      2测算金属结构面积按折算档次进行计算此种方法是定额管理部门,根据各种钢材计算出重量,与折算面积比较,以计算简便和接近工程实际的原则,将不同的金属结构中的钢材分成几个折算面积档次(如58m2/t、48m2/t、38m2/t等多个档次),来缩小定额的不合理与实际的差距,使定额量更接近实际量。这样可以将定额中的以100kg为计量单位的子目,划分成几个定额子目来套取;以面积计算的子目工程量,以实际工程量的重量分别乘以各自规格的折算面积汇总的工程量。
      
      本方法的特点:定额测定比较麻烦,工程造价管理部门的工作量大,划分档次后定额子目加较多,一旦定额测算完成,工程量计算相对比较简单造价接近工程实际。
      
      3根据实际面积计算此方法是根据施工图纸计算出所有的工程量,然后将各种规格型号的材料分别汇总,再计算出其实际面积。此方法也有两种不同的做法。
      
      (1)根据定额测定时,金属结构的面积(5.8m、100kg)是以测定的实际面积加20%的难度系数考虑,我们将实际面积加20%的难度系数来计算除锈和刷油防腐的面积,进行定额子目套用。
      
      除锈和刷油防腐面积均按工程实际面积加难度系化肥设计表1工程造价计算序单位工程或费用名称单位数量单价合价号估价号合计人工费合计人工费按定额计算喷砂除锈刷氯磺化聚乙烯底漆2道刷氯磺化聚乙烯中间漆2道刷氯磺化聚乙烯面漆2道脚手架合计按工程类别一类工程取费:按实际面积计算喷砂除锈刷氯磺化聚乙烯底漆2道刷氯磺化聚乙烯中间漆2道刷氯磺化聚乙烯面漆2道脚手架合计按工程类别一类工程取费数得出。
      
      (2)在定额测定时将20%的难度系数加在定额子目的人、材、机消耗中,直接用实际面积套用定额。定额子目均改为按面积考虑,以适应调整后工程量计算的规则,与工程量计算的单位一致。
      
      本方法的特点:工程量计算麻烦,工作量大,但工程量计算切合工程实际,定额调整后套用定额较简便,也能比较准确的反映工程的实际造价,与工程造价确定的原则相吻合。
      
      4结束语以上两种计算金属结构除锈刷油防腐造价的方法,都可以使工程造价接近实际,符合工程造价确定的'公平、公正、切合工程实际‘的原贝则故以上两种方法在实际工作中是可行的。中国钢管信息港编辑人员获悉
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