钢结构厂房屋顶安装光伏设备承重检测

    环保越来越得到重视，清洁能源越来越被广泛使用，如今厂房的屋顶也被视为珍宝，需要好好利用，钢结构厂房

一般跨度大，占地面积广，比较适合架设光伏板，故越来越多的光伏板开始铺设于钢结构屋面。对于放置于建筑

屋面上的光伏，需要保证屋面的承载能力能满足要求，方可放置，不然容易产生建筑倒塌的严重事故。

光伏板一般每平米重约20kg,对于混凝土屋面，一般来说，放置光伏板问题不大，但对于钢结构屋面来说，却需要

进行严格的厂房检测鉴定方可执行。

原因是：一般钢结构建筑屋面均为不上人屋面，屋面活荷载设计值本来就

比较小，南方无雪地区一般为0.5kN/㎡，北方地区还要考虑到雪荷载，一般为0.7kN/㎡，若是加上光伏板重量，

很有可能会导致承载力不足，产生安全事故。

钢结构厂房屋面光伏承重检测的主要内容如下：

（1）厂房使用使用情况调查及建筑、结构图纸复核

首先，对厂房的使用历史情况进行调查，了解房屋在使用期间

是否遭受过重大灾害，荷载有无增加，使用功能有无重大改变。

在熟悉、掌握已有原有图纸资料的基础上，通过

现场全面测绘与复核(基础开挖)，建立建筑平面、立面、剖面、典型建筑构造、基础平面、结构平面、典型结构构件

截面与节点构造等技术资料，尤其是加建结构与原结构的连接构造及可靠性。

（2）材料强度测试

为确定被检测的房屋混凝土构件的抗压强度，根据受检房屋现场实际情况，采用ZC3-A型混凝土

回弹仪，参照《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23-2011）推定构件强度，再依据

《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2013）对其进行混凝土龄期修正，推定该构件现龄期混凝土抗压强度等级

抽检比例按照30%抽检。

（3）结构材性检测的内容与方法主要包括：

混凝土强度——采用回弹法，现场条件具备时采用钻芯法校核。

钢筋——采用表面硬度法。

外观质量缺陷及结构损伤检测

构件外观缺陷检测，包括：柱、梁、板支撑系统、屋面

系统、围护系统等。

全面检测构件的外观缺陷，如：变形、破损、锈蚀、歪闪等。用照片和文字形式予以纪录。

检测结果可按照严重缺陷和一般缺陷记录，对严重缺陷处还应记录缺陷的部位、范围等信息，以便在抗力计算时

考虑缺陷的影响。

对锈蚀的杆件、连接处容易积灰、积水的部位、干湿交替影响部位、隐蔽部位，先进行防腐涂层

损伤检查，若防腐涂层损伤严重，则进行锈蚀程度检测，并采用游标卡尺、或超声测厚仪进行必要的测量。

（4）构件变形检测

因竖向构件的垂直度是衡量构件使用性能的重要指标，同时还会影响构件的承载力

（二次弯矩的影响），因此对柱的倾斜测量是非常必要的，在现场可使用徕卡TCR1202全站仪配合钢尺投点法进行

测量柱的倾斜度，抽样比例按建筑结构抽样检测的*小样本容量执行。

钢结构厂房屋面光伏承重检测中梁挠度测量：

方法一：先将水准尺直立于梁上翼缘测点或用直尺倒置顶于梁的下翼缘测点，用水准仪读取读数，再以梁

两端点测点连线为基线，据此计算出梁中间测点的相对变形。如遇到支撑应增加测点。

方法二：采用无棱镜放射技术全站仪直接测试梁上翼缘测点或下翼缘测点，再以梁两端点测点连线为基线，

据此计算出梁中间测点的相对变形。如遇到支撑应增加测点。

本次水平构件的挠度测量宜采用水准仪或激光测距仪

进行检测，选取构件支座及跨中的3点作为测点，量测构件支座与跨中的相对高差，利用该相对高差计算构件的

挠度。使用徕卡TCR1202全站仪测量梁挠度，抽样比例按建筑结构抽样检测的*小样本容量执行。

（5）厂房沉降及整体倾斜测量

使用徕卡NA2水准仪对柱底标高等进行测量，检测厂房是否有不均匀沉降，基础

承载力是否有不足现象。现场视有无原始水准控制点，可根据现场条件利用每层窗台面、楼面或女儿墙做为基准面

参照点，在建筑物的四角、大转角处及沿外墙每5～10m或每根柱处应设置观测点，进行厂房相对不均匀沉降测量。

采用全站仪测量混凝土梁或钢梁的端部及跨中的水平高度，利用给测点的水平高差来计算梁的跨中挠度；

采用经纬仪或全站仪对钢柱的角部棱线进行倾斜度测量，利用水平位移差计算出柱的倾斜率。

（6）焊缝质量检测

对受力的重点区域的构件（包括承重设备管道）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抽检，具体检测部位根据现场已打磨部位确定。

具体检测工艺及方法如下：

钢结构厂房屋面光伏承重检测中超声检测技术和检测工艺

1）超声检测技术等级

a）超声检测技术等级选择

超声检测

技术等级分为A、B、C三个检测级别。超声检测技术等级选择应符合制造、安装、在用等有关规定、标准及

设计图样规定。

b）不同检测技术等级的要求

⑴A级适用于母材厚度为8mm～46mm的对接焊接接头。可用一种K值探头

采用直射波法和一次反射波法在对接焊接接头的单面单侧进行检测。一般不要求进行横向缺陷的检测。

⑵B级检测：

Ⅰ）母材厚度为8mm～46mm时，一般用一种K值探头采用直射波法和一次反射波法在对接焊接接头的

单面双侧进行检测。

Ⅱ）母材厚度为大于8mm至46mm时，一般用一种K值探头采用直射波法在焊接接头的双面双侧

进行检测，如受几何条件的限制，也可在焊接接头的双面单侧或单面双侧采用两种K值探头进行检测。

Ⅲ）母材厚度

为大于120mm至400mm时，一般用两种K值探头采用直射波法在焊接接头的双面双侧进行检测，两种K值探头的折射角

相差应不小于10o。

Ⅳ）应进行横向缺陷的检测。检测时，可在焊接接头的两侧边缘使探头与焊接中心线

成10o～20o作两个方向的斜平行扫查。

1.0.1 为了适应建筑结构设计的需要，符合安全适用、经济合理的要求，制定本规范。

1.0.2 本规范适用于建筑工程的结构设计。

1.0.3 本规范依据国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153-2008规定的基本准则制订。

1.0.4 建筑结构设计中涉及的作用应包括直接作用(荷载)和间接作用。本规范仅对荷载和温度作用作出规定，有关可变荷载的规定同样适用于温度作用。

1.0.5 建筑结构设计中涉及的荷载，除应符合本规范的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2 术语和符号

2.1 术 语

2.1.1 **荷载 permanent load

在结构使用期间，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。

2.1.2 可变荷载 variable load

在结构使用期间，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可以忽略不计的荷载。

2.1.3 偶然荷载 accidental load

在结构设计使用年限内不一定出现，而一旦出现其量值很大.且持续时间很短的荷载。

2.1.4 荷载代表值 representative values of a load

设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值，例如标准值、组合值、频遇值和准**值。

2.1.5 设计基准期 design reference period

为确定可变荷载代表值而选用的时间参数。

2.1.6 标准值 characteristic value/nominal value

荷载的基本代表值，为设计基准期内*大荷载统计分布的特征值(例如均值、众值、中值或某个分位值)。

2.1.7 组合值 combination value

对可变荷载，使组合后的荷载效应在设计基准期内的超越概率，能与该荷载单独出现时的相应概率趋于一致的荷载值；或使组合后的结构具有统一规定的可靠指标的荷载值。

2.1.8 频遇值 frequent value

对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值。

2.1.9 准**值 quasi-permanent value

对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间约为设计基准期一半的荷载值。

2.1.10 荷载设计值 design value of a load

荷载代表值与荷载分项系数的乘积。

2.1.11 荷载效应 load effect

由荷载引起结构或结构构件的反应，例如内力、变形和裂缝等。

2.1.12 荷载组合 load combination

按极限状态设计时，为保证结构的可靠性而对同时出现的各种荷载设计值的规定。

2.1.13 基本组合 fundamental combination

承载能力极限状态计算时，**荷载和可变荷载的组合。

2.1.14 偶然组合 accidental combination

承载能力极限状态计算时**荷载、可变荷载和一个偶然荷载的组合，以及偶然事件发生后受损结构整体稳固性验算时**荷载与可变荷载的组合。

2.1.15 标准组合 characteristic/nominal combination

正常使用极限状态计算时，采用标准值或组合值为荷载代表值的组合。

2.1.16 频遇组合 frequent combination

正常使用极限状态计算时，对可变荷载采用频遇值或准**值为荷载代表值的组合。

2.1.17 准**组合 quasi-permanent combination

正常使用极限状态计算时，对可变荷载采用准**值为荷载代表值的组合。

2.1.18 等效均布荷载 equivalent uniform live load

结构设计时，楼面上不连续分布的实际荷载，一般采用均布荷载代替；等效均布荷载系指其在结构上所得的荷载效应能与实际的荷载效应保持一致的均布荷载。

2.1.19 从属面积 tributary area

考虑梁、柱等构件均布荷载折减所采用的计算构件负荷的楼面面积。

2.1.20 动力系数 dynamic coefficient

承受动力荷载的结构或构件，当按静力设计时采用的等效系数，其值为结构或构件的*大动力效应与相应的静力效应的比值。

2.1.21 基本雪压 reference snow pressure

雪荷载的基准压力，一般按当地空旷平坦地面上积雪自重的观测数据，经概率统计得出50年一遇*大值确定。

2.1.22 基本风压 reference wind pressure

风荷载的基准压力，一般按当地空旷平坦地面上10m高度处10min平均的风速观测数据，经概率统计得出50年一遇*大值确定的风速，再考虑相应的空气密度，按贝努利(Bernoulli)公式(E.2.4)确定的风压。

2.1.23 地面粗糙度 terrain roughness

风在到达结构物以前吹越过2km范围内的地面时，描述该地面上不规则障碍物分布状况的等级。

2.1.24 温度作用 thermal action

结构或结构构件中由于温度变化所引起的作用。

2.1.25 气温 shade air temperature

在标准百叶箱内测量所得按小时定时记录的温度。

2.1.26 基本气温 reference air temperature

气温的基准值，取50年一遇月平均*高气温和月平均*低气温，根据历年*高温度月内*高气温的平均值和*低温度月内*低气温的平均值经统计确定。

2.1.27 均匀温度 uniform temperature

在结构构件的整个截面中为常数且主导结构构件膨胀或收缩的温度。

2.1.28 初始温度 initial temperature

结构在施工某个特定阶段形成整体约束的结构系统时的温度，也称合拢温度。

2.2 符 号

2.2.1 荷载代表值及荷载组合

Ad ——偶然荷载的标准值；

C——结构或构件达到正常使用要求的规定限值；

Gk ——**荷载的标准值；

Qk ——可变荷载的标准值；

Rd ——结构构件抗力的设计值；

SGk ——**荷载效应的标准值；

SQk ——可变荷载效应的标准值；

SAd ——偶然荷载效应的标准值；

Sd ——荷载效应组合设计值；

γ0 ----结构重要性系数；

γG ——**荷载的分项系数；

γQ ——可变荷载的分项系数；

γLj ——可变荷载考虑设计使用年限的调整系数；

φc ——可变荷载的组合值系数；

γf ——可变荷载的频遇值系数；

γq ——可变荷载的准**值系数；

2.2.2 雪荷载及风荷载

aD,z—高层建筑z高度的顺风向风振加速度（m/s2）；

aL,z—高层建筑z高度的横风向风振加速度（m/s2）；

B—结构迎风面宽度；

Bz—脉动风荷载的背景分量因子；

C'T—横风向风力系数；

C'L—风致扭矩系数；

Cm—横风向风力的角沿修正系数；

Csm—横风向风力功率谱的角沿修正系数；

D—结构平面进深（顺风向尺寸）或直径；

f1—结构第1阶自振频率；

fT1—结构第1阶扭转自振频率；

f*1—折算频率；

f*T1—扭转折算频率；

FDk—顺风向单位高度风力标准值；

FLk—横风向单位高度风力标准值；

TTk—单位高度风致扭矩标准值；

g—重力加速度，或峰值因子；

H—结构或山峰顶部高度；

I10—10m高度处风的名义湍流强度；

KL—横风向振型修正系数；

KT—扭转振型修正系数；

R—脉动风荷载的共振分量因子；

RL—横风向风振共振因子；

RT—扭转向风振共振因子；

Re—雷诺数；

St—斯托罗哈数；

Sk—雪荷载标准值；

S0—基本雪压；

T1—结构第1阶自振周期；

TL1—结构横风向第1阶自振周期；

TT1—结构扭转第1阶自振周期；

W0—基本风压；

wk—风荷载标准值；

wLk—横风向风振等效风荷载标准值；

wTk—扭转风振等效风荷载标准值；

α—坡度角，或风速剖面指数；

βz—高度z处的风振系数；

βgz—阵风系数；

vcr—横风向共振的临界风速；

vH—结构顶部风速；

μr—屋面积雪分布系数；

μz—风压高度变化系数；

μs—风荷载体型系数；

μsl—风荷载局部体型系数；

η—风荷载地形地貌修正系数；

ηs—顺风向分针加速度的脉动系数；

ρ—空气密度，或积雪密度；

ρx、ρz—水平方向和竖直方向脉动风荷载相关系数；

φz—结构振型系数；

ζ—结构阻尼比；

ζa—横风向气动阻尼比。

2.2.3 温度作用

Tmax、Tmin—月平均*高气温，月平均*低气温；

Ts,max、Ts,min—结构*高平均气温，结构*低平均气温；

T0,max、T0,min—结构*高初始温度，结构*低初始温度；

ΔTk—均匀温度作用标准值；

αT—材料的线膨胀系数。

2.2.4 偶然荷载

Av—通口板面积（m2）；

Kdc—计算爆炸等效均布静力荷载的动力系数；

m—汽车或直升机的质量；

Pk—撞击荷载标准值；

pc—爆炸均布动荷载*大压力；

pv—通口板的核定破坏压力；

qce—爆炸等效均布静力荷载标准值；

t—撞击时间；

v—汽车速度（m/s）；

V—爆炸空间的体积。