四川攀枝花某公司厂区内钢烟囱进行检测

       1.检测概述

　　四川攀枝花某公司钢烟囱位于四川省攀枝花市某路某园区内，为该园区内导热油炉厂房附属钢烟囱。为检查钢烟囱结构施工质量，特别是钢烟囱基础的施工质量，了解钢烟囱的现状，尽快投入生产，现对该钢烟囱的安全性进行检测鉴定，出具检测鉴定报告。

　　1.1检测鉴定范围

　　本次检测鉴定范围为四川攀枝花某公司厂区内导热油炉厂房附属钢烟囱的基础承台及上部结构。

　　1.2主要工作内容

　　本次检测鉴定主要工作内容包括：

　　1、了解该烟囱的建造、使用情况;

　　2、根据原设计图纸、竣工资料对该烟囱尺寸、壁厚、构造等进行复核;

　　3、检查钢烟囱的表面腐蚀状况、螺栓及焊缝连接质量;

　　4、测量烟囱上部结构的倾斜;

　　5、对烟囱承台基础的混凝土材料强度进行回弹和钻芯取样;

　　6、结构计算分析，验算烟囱和烟囱基础承台承载力和变形;

　　7、出具检测鉴定报告。 

       2.构筑物概况

　　该钢烟囱为该园区内导热油炉厂房附属烟囱，2007年由福建省某工程设计院有限公司设计。

　　该烟囱为自立筒式钢烟囱，设计高度50m，采用Q235钢制筒壁，下筒设计直径1900mm，设计壁厚16mm，上筒设计直径1400mm，设计壁厚10mm。烟囱立面见照片1-1。

　　底部与基础承台间采用20根直径64mm地脚螺栓连接，承台地下为16根预应力混凝土管桩，桩基选用砂质粉土层作为持力层，桩尖进入该层深度不小于1.0m，桩长约28m，桩径500mm，单桩竖向承载力设计值1200kN。

　　承台及基础梁混凝土强度为C30，垫层混凝土强度为C15，主筋采用HRB335钢筋，设计强度 300N/mm2，箍筋采用HPB235，设计强度210N/mm2。承台侧面钢筋保护层厚度40mm。 

　　3.现场检测情况

　　3.1现场完损检测

　　通过现场检查，该烟囱表面主要的缺陷表现为：

　　1、筒体部分防腐涂层脱落，下筒体表面防腐涂层脱落相对严重;

　　2、筒体表层脱落部分出现轻微锈蚀;

　　3、柱脚垫板、肋板及螺栓锈蚀严重;

　　4、法兰与基础承台之间缝隙曾为纠偏插入钢片垫层;

　　5、现场发现有2个螺栓垫片缺失。

　　3.3.2回弹法测混凝土强度

　　根据烟囱基础特点和现场测试条件，采用回弹法和钻芯法对烟囱基础承台的混凝土强度进行测试。按单一构件进行检测，具体测试结果见表3-3。

　　根据《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T23-2011)，回弹法测得的基础承台混凝土强度推定值为28.4MPa，不满足设计的C30强度。

       3.3.3钻芯法测混凝土强度

　　由于本次受现场条件影响，取3个芯样进行单个构件的混凝土强度推定测试，测试结果仅作为参考，不对回弹强度进行修正。根据《钻芯法检测混凝土强度技术规程》(CECS03:2007)，采用钻芯法推定单个构件的混凝土强度时，不再进行数据取舍，按有效芯样试件抗压强度的最小值确定。

　　基础承台混凝土芯样最小值为20.9 MPa，平均值24.2 MPa，推定值为20.9 MPa，小于设计的C30混凝土强度。芯样抗压强度值见表3-4。

　　3.3.5钢筋强度及化学成分

　　对基础承台钢筋混凝土内的钢筋进行抗拉强度的测试及化学成分的分析，试验结果仅对送检钢筋有效。

　　根据拉伸试验结果，基础承台直径20mm的钢筋屈服强度为355MPa，抗拉强度553MPa，断后伸长率25.0%。根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)，该钢筋满足HRB335的设计要求。

　　基础承台直径20mm的钢筋化学成分分析结果：碳C(0.28%)、硫S(0.014%)、锰Mn(0.73%)、磷P(0.025%)、硅Si(0.37%)。根据《钢筋混凝土用钢_第2部分：热轧带肋钢筋》(GB1499.2-2007)，HRB335级钢筋C含量不大于0.25%，本次送检钢筋C含量不满足规范要求。

　　3.3.6烟囱倾斜及承台高差测量

　　1)烟囱倾斜

　　现场采用经纬仪对烟囱进行了倾斜测量，通用测量方法是前方交会法，分别在A、B两点设立测站。在每一个测站，分别在不同标高读取1、2、3三个方向角。并测量A、B两点之间的距离。则不同标高的中心位置完全确定，据此可计算倾斜方向及倾斜距离的大小，参见图3-1。倾斜测量结果包含施工误差在内。由倾斜测量结果分析，整体朝西北方向倾斜，由东向西更大倾斜率为1.5‰，由南向北更大倾斜率为0.6‰，根据《工业建筑可靠性鉴定标准》GB50144-2008，评定等级为a级。

　　2)承台高差

　　现场采用经纬仪曲线拟合法对罐体进行了倾斜测量，倾斜测量结果包含施工误差在内。更大高差19.6mm，测量结果见图3-2。承台高差显示，承台整体向西北倾斜，与烟囱倾斜测量的结果一致。

　　4.结构验算分析

　　4.1承载力计算说明

　　该烟囱为自立筒式钢烟囱，设计高度50m，采用Q235钢制筒壁，底筒设计直径1900mm，设计壁厚16mm，上筒设计直径1400mm，设计壁厚10mm。基础承台混凝土强度按钻芯法测得的结果作为计算强度，取20.9 MPa。

　　实际现场检查下筒直径1750mm，壁厚9.5mm，上筒直径1400mm，壁厚9.5mm。按实际检测结果进行验算，具体资料见表4-1。

　　4.2荷载取值

　　恒载：烟囱自重(该钢烟囱无平台);

　　活载：无

　　风载：基本风压取0.55kN/m2，地面粗糙程度为B类。

　　地震作用：按《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)的规定，抗震设防烈度为7度(组)，抗震设防分类为丙类，设计基本地震加速度值为0.10g，设计特征周期0.9s。

　　4.3验算结果

　　根据烟囱资料和计算条件，验算结果如下：

　　1、上筒高宽比H/d=30.8，稍大于《烟囱设计规范》(GB50051-2013)规定的30，基本满足抗震计算要求;

　　2、根据《烟囱设计规范》GB50051-2013抗震设防烈度为7度，可不进行竖向抗震计算;

　　3、根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)、《烟囱设计规范》(GB50051-2013)，风荷载作用下，烟囱顶部风荷载标准值为3.1kN/m，底部风荷载弯矩标准值为2584kN·m，自振周期0.65s，临界风速10.8m/s，雷诺数1.04×106，发生超临界范围的共振，对横向风振可不做处理;

　　4、结构阻尼比0.01，底部地震弯矩标准值380kN·m，底部地震剪力标准值11.4 kN·m，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)进行荷载组合后判断为非地震组合控制，荷载组合后轴力设计值228.1kN，剪力设计值16.0kN，弯矩设计值3617 kN·m;

　　5、强度验算：更大应力165.3 N/mm2< 203.7N/mm2(40℃下Q235钢材对应强度设计值)，局部稳定性165.5N/mm2>165.3 N/mm2，强度满足《烟囱设计规范》(GB50051-2013)的要求;

　　6、整体稳定性：σ=202.8 N/mm2<203.7 N/mm2，满足《烟囱设计规范》(GB50051-2013)的要求;

　　综上所述，四川攀枝花某公司园区内导热油炉厂房钢烟囱强度、稳定性及基础混凝土局部受压强度均满足规范要求，单桩承载力及桩承台承载力满足规范要求。上筒体的高宽比H/d=30.8稍大于《烟囱设计规范》(GB50051-2013)规定的30，基本满足抗震设计要求。

　　5.检测鉴定结论及处理意见

　　四川攀枝花某公司园区内导热油炉厂房钢烟囱，根据委托方提供的资料和现场测绘、检测结果，按照抗震设防烈度为7度，抗震设防分类为丙类，

       鉴定主要结论如下：

　　1、该烟囱上部结构尺寸与设计图纸上不符，主要差异项为：下筒直径、下筒筒壁厚度、上筒筒壁厚度。

　　2、筒壁钢材强度满足设计和规范要求。

　　3、钢烟囱更大倾斜1.5‰，小于规范允许值，基础承台更大高差19.6mm。

　　4、钢烟囱抗震承载力方面，上筒高宽比H/d=30.8，稍大于《烟囱设计规范》(GB50051-2013)规定的30，基本满足规范要求;其他各项满足抗震设计要求。

　　5、烟囱顶部更大位移满足规范要求。

　　6、钢烟囱筒体表面轻微腐蚀，柱脚部分垫板及螺栓腐蚀较为严重。

　　7、基础承台混凝土强度未达到C30的设计要求，钢筋抗拉强度满足设计要求，根据现场使用情况和沉降情况，无明显裂缝、倾斜和沉降，地基基础的安全性评级为B级。

　　8、钢筋的化学成分分析显示，该送检钢筋C含量为0.28%，略高于规范要求的0.25%限值，其他化学元素满足规范要求，该结果仅对该送检钢筋负责。

　　9、由于筒体直径和壁厚与设计存在较大偏差，且柱脚螺栓连接部分腐蚀较为严重，但抗震承载力尚能满足规范和目前使用要求，对上部筒体承重结构评定等级为B。

　　综上所述，该烟囱基础承台混凝土芯样未达到C30的设计强度，未发现明显倾斜及严重缺陷，建议对烟囱整体重新进行除锈和防腐层涂刷，并补齐缺失的螺栓垫板，对承台表面及时进行修复，对开挖的检查坑进行回填。