钢结构检测技术发挥的重要作用

时间：2018-08-05

钢结构检测技术发挥的重要作用：

钢结构检测技术发挥的重要作用，钢结构工程事故的发生与其设计、施工等均有一定关系，也与钢结构工程的特点密不可分。钢结构工程具有重量较轻、结构布置灵活、施工快捷等优点，但同时也应意识到钢结构具有容易失稳、连接或单个构件失效易发生连锁反应等特点。综合以上事例以及近年来发生的钢结构事故，对其可能的事故原因总结如下。1)荷载组合考虑不全面受传统混凝土结构、砌体结构的影响，对钢结构的工况考虑不全面。钢网架作为屋面，由于其造型较为特殊，可能承受向上的负压风荷载，而且体育场馆内部空旷，当门窗开启时，可能受“穿堂风”的影响进一步加大了钢网架向上的风荷载，而在该工程中对钢网架支座焊缝交代不清楚，明显未充分考虑这种不利风荷载的影响。2)连接失效从钢结构的特点看，连接在结构中占有重要位置，在本文工程二中，结构构件设计均能满足承受雪荷载的要求，但由于屋架下弦拉杆采用弯钩这种不的连接方式，使得在雪荷载的作用下连接失效并引起整个结构的倒塌。由此可见，采用的连接方式对于保证钢结构工程的安全具有重大意义。3)构件或结构失稳稳定问题历来是钢结构研究中的重点问题之一。但是很多从业人员仅意识到钢结构建成后的稳定问题，而忽视了钢结构工程在施工期间，特别是结构尚未完全形成前的稳定问题。忽视钢结构拼装过程中的稳定问题，违背施工标准，结果可能引发严重的倒塌事故。4)其它原因从近年来钢结构事故的发生来看，还有其它一些原因。例如：刚度不足，围护结构连接失效等。特别是围护结构与主体结构连接失效问题，近年来由于屋面檩条与钢网架间支托焊缝质量问题使得屋面被大风吹落事件屡有发生。这些在设计和施工时也应加以注意。综上所述，为了防止钢结构工程事故的发生，在进行钢结构设计时应充分考虑不利的荷载组合，注意连接方式的选择和构件、结构的稳定问题的分析；而且应注意施工图的设计深度问题，存在设计图纸对部分节点的连接交代不清楚，而施工时又采取了冒险的连接方式，结果导致了事故的发生。在施工时应严格按照施工规范的要求，采取充分的措施保证结构稳定性，并充分保证构件连接的施工质量。

一、钢结构检测技术发挥的重要作用——钢结构检测技术：

(1)感官法：

以设计规范和检验标准为依据，凭借感官进行检查。

(2)量测法：

指利用量测工具或计量仪表，通过实际量测结果与规定的质量标准或规范的要求相对照，从而判断质量是否符合要求。

(3)理化试验法：

通过进行现场试验或试验室试验等理化试验手段，取得数据，分析判断质量情况。

(4)无损检测法：

借助专门的仪器设备在不损伤被检测物的情况下，探测结构内部的组织特征或直接测定其表面参数来推定结构的损伤状态。我国常用的几种无损检测法：回弹仪检测混凝土强度、超声波法检测混凝土强度、超声回弹综合法检测混凝土强度。

(5)局部破损检测法：

利用仪器设备对结构物的局部进行损伤试验，根据局部损伤试验获取的数据，来推定结构物的整体损伤状态。主要方法有：钻芯取样法、拔出法、冲击法和**载试验法等。

(6)资料分析法：

通过对有关资料和信息的分析，间接对结构进行质量判定。

工程检测的协助工具：

(1)检测仪器：

瞬变电磁仪,锚杆检测仪,声波测试仪,程质量检测仪,工程检测仪,混凝土强度原位测试仪,路基施工质量仪,阵地工程隐患探测仪等。

(2)检测系统：

工程质量检测管理信息系统、工程质量安全监督管理电子政务系统等。

二、钢结构检测技术发挥的重要作用——钢结构检测
１．钢结构材料检测。钢结构材料可分为结构构件用材料、结构连接用材料及结构防护用材料。
１．１钢结构构件用材料的检测。钢结构构件用材料是指结构承重用材料。在现行《钢结构工程施工质量验收规范》（ＧＢ５０２０５－２００１）中对原材料检测有明确规定，钢结构工程所采用的钢材，应具有质量证明书，并应符合设计要求。对钢材的质量有疑义时，应按国家现行有关标准的规定进行抽样检验。结构材料检测的主要内容如下：钢材的性能包括使用性能和工艺性能两大类，使用性能中包括力学性能和耐久性能。钢材的力学性能指标要符合相应的国家标准规定，通过一系列试验结果获得，包括：材料拉伸试验、冷弯性能试验、疲劳试验、硬度试验、冲击韧性试验、理化性能检测等。
１．２连接用材料的检测。现在钢结构的连接*常用的是连接件连接和焊接。连接件包括高强度螺栓、普通螺栓、锚栓等。
（１）螺栓连接用材料。高强度螺栓的品种、规格、性能等应符合《钢结构用高强度大六角头螺栓》（ＧＢ／Ｔ１２２８）、《钢结构用高强度大六角头螺母》（ＧＢ／Ｔ１２２９）、《钢结构用高强度垫圈》（ＧＢ／Ｔ１２３０）、《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角头螺母、垫圈的技术条件》（ＧＢ／Ｔ１２３１）、《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件》（ＧＢ／Ｔ３６３２）等标准的规定和设计要求。Ｃ
级螺栓的尺寸、规格应符合《六角头螺栓Ｃ
级》（ＧＢ／Ｔ５７８０）和《六角头螺母》（ＧＢ／Ｔ５７２８）的规定，机械性能应符合《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》（ＧＢ／Ｔ３０９８．１）、《紧固件机械性能螺母粗牙螺纹》（ＧＢ／Ｔ３０９８．２）等标准的规定和设计要求。
（２）焊接用材料。焊接用材料主要有焊条、焊丝、焊剂，所有检测项目均应符合相应的国标规定。焊条的检测内容包括焊条的尺寸、弯曲度、裂纹和损伤、焊条熔敷金属理化性能、焊缝金属的力学性能、焊条药皮强度及耐潮性等。焊丝的检测内容包括焊丝的化学成分、焊丝力学性能及射线探伤、焊丝直径及偏差、焊丝挺度、焊丝镀层，焊丝松弛直径及翘距、焊丝对接光滑程度、焊丝表面质量、熔敷金属力学性能及冲击试验等。焊剂的检测内容包括焊剂颗粒度、焊剂含水量、焊剂抗潮性、机械夹杂物，熔敷金属拉伸性能、熔敷金属的Ｖ
形缺口冲击吸收功、焊接试板射线探伤，以及硫、磷含量，焊缝扩散氢含量等。
１．３结构防护用材料检测。普通钢结构材料易腐蚀、不耐火，根据使用环境要求，在钢材表面进行防腐、防火涂装，以隔绝侵蚀或热源。主要有防腐防锈涂料及防火涂料。检测内容包括涂料的化学成分，物理性能（黏度、干燥时间、耐盐水性等）成膜表面光泽性能、耐腐蚀性及涂层表面质量测定等。
２．钢结构连接检测。钢结构的连接常用两种方式：紧固件连接、焊接连接。焊接连接是钢结构中*常用的连接方式。紧固件连接又包括高强螺栓连接、普通螺栓连接和铆钉连接。目前，铆钉连接现已被高强度螺栓所取代，工程上已很少使用。
２．１紧固件连接检测。紧固件检测以一个连接副为单位，一个连接副包括一个螺栓、一个螺母及垫圈。检测内容包括：螺栓（铆钉）尺寸、螺纹尺寸、螺栓（铆钉）表面质量、连接件表面质量、连接副承载能力、高强螺栓连接的抗滑移系数。其中连接副的承载能力及抗滑移系数需通过试验确定。扭剪型高强螺栓的预拉力检测可用螺栓轴向力测试仪进行检测。高强螺栓连接的抗滑移系数可在拉力试验机上进行试验。紧固件连接重点调查以下几个方面：
（１）连接形式、个数和配置。调查连接形式，铆钉和螺栓的个数，端距、边距和孔距，尺寸（轴径、孔径）等，并与设计图纸对照。
（２）材质。需要进行材质试验时，可拔取部分铆钉和螺栓，通过抗拉试验、硬度试验和化学分析推断其材质是否符合设计要求。
（３）松动和形状。铆钉和螺栓的松动情况是判断连接好坏的重要依据。检查松动主要方法是用小锤敲打，也可目测，比较容易发现松动情况。
（４）腐蚀。拔取适量严重腐蚀的铆钉和螺栓，用钢丝刷子除锈后，用卡尺测量尺寸，调查腐蚀情况。断面损失大于１０％即为腐蚀铆钉和腐蚀螺栓。
（５）疲劳。在承受重复荷载的部位，拔取部分铆钉和螺栓，通过外观检查或渗透探伤试验，调查有无疲劳裂缝。
２．２焊缝连接检测。焊接是钢结构中应用*广泛的连接方法，焊缝缺陷是影响焊接质量*为重要的影响因素。常见的缺陷有裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、未焊透、夹渣、咬边、未熔合，以及焊缝尺寸不符合要求、焊缝成形不良等。
（１）焊缝质量等级和检验原则。《钢结构焊接技术规程》（ＪＧＪ８１）将钢结构焊缝质量等级分为一级、二级、三级共三个等级。焊缝质量检验包括内部缺陷检验和外观检验两方面，其质量等级可能不相同，但当设计没有特别指出时，可以视内部和外观的质量等级要求是一致的。焊缝应根据结构的重要性、荷载特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态等情况，选用不同的质量等级。根据《钢结构焊接技术规程》（ＪＧＪ８１）的规定，三级焊缝只要求进行外观检验（包括外观质量检验和焊缝尺寸检验），并应符合规程要求；一级、二级除了外观检查外，还必须进行一定量的超声波检验并符合相应的要求。
（２）钢结构焊缝检测的一般要求。焊缝的检测包括外观检查和无损检验。焊缝的表面质量可用肉眼观察或用放大镜观察，焊缝外观检查主要内容有：表面形状、焊缝尺寸和焊缝表面缺陷的检查等。焊缝的（内部缺陷）无损探伤需用无损检测技术，应在外观检查完成后进行，《钢结构焊接技术规程》（ＪＧＪ８１）推荐采用射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤等四种检测方法。
３．钢结构性能检测。
３．１性能检测的主要内容。钢结构性能的检测包括结构构件的承载能力及正常使用的变形要求的检测：１）结构及构件几何尺寸的检测；２）构件缺陷和损伤的检测；３）结构构件变形的检测；４）构造的检测；５）钢结构防腐、防锈检测；６）钢结构抗火性能检测。
３．２结构性能的测定。结构性能的测定从受力特性上可分为静力检测和动力检测。
（１）静力检测。主要是检测结构构件在拉、压、弯、扭、剪单独及其组合作用下的强度及稳定。所采用的设备大体可分为加载装置、传感器、观测装置、记录仪等。可以利用计算机实现试验数据的联机分析。静力检测可以用于普通钢结构性能的静力荷载检验，对冷弯型钢和压型钢板以及钢－混组合结构性能和普通钢结构疲劳性能的检验不适用。
（２）动力检测。动力性能测试分为动力特性测试和动力反应测试两个方面内容。检测主要是动力特性测试，包括结构的自振周期、振型、阻尼等动力参数。应采用**设备，并根据相应的国家规范、规程复核、计算。

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