如何全面判断与评价钢结构构件的安全性能？

随着冬季的临近，冷空气的频繁来袭对钢结构建筑的安全性能提出了严峻挑战。钢结构构件，作为这些建筑的承重与支撑核心，其安全性能的评估与保障显得尤为重要。本文将从承载能力、结构构造、位移变形及锈蚀等多个维度，深入探讨如何全面判断与评价钢结构构件的安全性能，以确保其在寒冷季节中的稳固与可靠。

依据相关规范要求，钢结构构件的安全性鉴定需从承载能力、构造以及不适于承载的位移或变形这三个方面展开评定，且要分别评定每一受检构件的等级。对于钢结构节点、连接域的安全性鉴定，则需按承载能力和构造这两个检查项目，分别评定每一节点、连接域的等级。此外，对于冷弯薄壁型钢结构、轻钢结构、钢桩以及位于有腐蚀性介质的工业区，或高湿、临海地区的钢结构，还应以不适于承载的锈蚀作为检查项目来评定其等级，最终取其中最低一级作为该构件的安全性等级。

一、承载能力

在按承载能力评定钢结构构件的安全性等级时，需按照表1的规定，分别评定每一验算项目的等级，并以其中最低等级作为该构件承载能力的安全性等级。钢结构倾覆、滑移、疲劳、脆断的验算，应遵循国家现行相关规范的规定进行;节点、连接域的验算则应涵盖其板件和连接的验算。

表1按承载能力评定的钢结构构件安全性等级

二、结构构造

按构造评定钢结构构件的安全性等级时，需依据表2的规定，分别评定每个检查项目的等级，并取其中最低等级作为该构件构造的安全性等级。

表2按构造评定的钢结构构件安全性等级

注：1构造缺陷还包括施工遗留的缺陷：对焊缝系指夹渣、气泡、咬边、烧穿、漏焊、少焊、未焊透以及焊脚尺寸不足等;对铆钉或螺栓系指漏铆、漏栓、错位、错排及掉头等;其他施工遗留的缺陷根据实际情况确定;2节点、连接构造的局部表面缺陷包括焊缝表面质量稍差、焊缝尺寸稍有不足、连接板位置稍有偏差等;节点、连接构造的明显缺陷包括焊接部位有裂纹，部分螺栓或铆钉有松动、变形、断裂、脱落或节点板、连接板、铸件有裂纹或显著变形等。

三、不适于承载的位移或变形

当依据不适于承载的位移或变形来评定钢结构构件的安全性时，需符合以下规定：

（一）桁架、屋架或托架的挠度

当桁架、屋架或托架的挠度实测值大于桁架计算跨度的1/400时，应按本标准验算其承载能力。在验算过程中，需考虑由于位移产生的附加应力的影响，并按以下原则评级：

1、当验算结果不低于bu级时，仍定为bu级，但宜附加观察使用一段时间的限制。

2、当验算结果低于bu级时，应根据其实际严重程度定为cu级或du级。

（二）桁架顶点的侧向位移

当桁架顶点的侧向位移实测值大于桁架高度的1/200，且有可能发展时，应定为cu级或du级。

（三）其他钢结构受弯构件不适于承载的变形

对于其他钢结构受弯构件不适于承载的变形的评定，应按表3的规定评级。

表3其他钢结构受弯构件不适于承载的变形的评定

注：表中l0为计算跨度;ls为网架短向计算跨度。

（四）其他钢结构受弯构件不适于承载的变形

对于其他钢结构受弯构件不适于承载的变形的评定，应按表4的规定评级。

1、当该位移与整个结构有关时，应根据本标准第7.3.10条的评定结果，取与上部承重结构相同的级别作为该柱的水平位移等级。

2、当该位移只是孤立事件时，则应在柱的承载能力验算中考虑此附加位移的影响，并按本规范的规定评级。

3、当该位移尚在发展时，应直接定为du级。

表4不适于承载的侧向位移等级的评定

（五）柱、桁架受压弦杆的弯曲

对偏差超限或其他使用原因引起的柱、桁架受压弦杆的弯曲，当弯曲矢高实测值大于柱的自由长度的1/660时，应在承载能力的验算中考虑其所引起的附加弯矩的影响，并按本规范的规定评级。

（六）钢桁架双角钢受压腹杆的整体弯曲变形

对钢桁架中有整体弯曲变形，但无明显局部缺陷的双角钢受压腹杆，其整体弯曲变形不大于表5规定的限值时，其安全性可根据实际完好程度评为au级或bu级;当整体弯曲变形已大于该表规定的限值时，应根据实际严重程度评为cu级或du级。

表5钢桁架双角钢受压腹杆整体弯曲变形限值

四、不适于承载的锈蚀

当依据不适于承载的锈蚀来评定钢结构构件的安全性时，应按剩余的完好截面验算其承载能力，同时兼顾锈蚀产生的受力偏心效应，并按表6的规定评级。

表6钢结构构件不适于承载的锈蚀的评定

注：表中t为锈蚀部位构件原截面的壁厚，或钢板的板厚。

五、钢索构件的安全性评定

对钢索构件的安全性评定，除需按本标准规定的项目评级外，还应按以下补充项目评级：

1、索中有断丝，若断丝数不超过索中钢丝总数的5%时，可定为cu级;当断丝数超过5%时，应定为du级。

2、索构件发生松弛，应根据其实际严重程度定为cu级或du级。

3、对于以下情况，应直接定为du级：

l 索节点锚具出现裂纹;

l 索节点出现滑移;

l 索节点锚塞出现渗水裂缝。

六、钢网架结构的节点安全性评定

对钢网架结构的焊接空心球节点和螺栓球节点的安全性鉴定，除按本标准规定的项目评级外，还应按以下项目评级：

1、空心球壳出现可见的变形时，应定为cu级;

2、空心球壳出现裂纹时，应定为du级;

3、螺栓球节点的筒松动时，应定为cu级;

4、螺栓未能按设计要求的长度拧入螺栓球时，应定为du级;

5、螺栓球出现裂纹，应定为du级;

6、螺栓球节点的螺栓出现脱丝，应定为du级。

七、其他支座、节点和连接

1、对摩擦型高强度螺栓连接，当其摩擦面有翘曲，未能形成闭合面时，应直接定为cu级。

2、对大跨度钢结构支座节点，当铰支座不能实现设计所要求的转动或滑移时，应定为cu级;当支座的焊缝出现裂纹、锚栓出现变形或断裂时，应定为du级。

3、对橡胶支座，当橡胶板与螺栓或锚栓发生挤压变形时，应定为cu级;当橡胶支座板相对支承柱或梁顶面发生滑移时，应定为cu级;当橡胶支座板严重老化时，应定为du级。

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