鋼結構檢測在(zài)提升(shēng)單項檢測技術的(de)同時,注重發展和實現專業間的(de)一體化(huà),完善了成套的鋼結構檢測(cè)技術,包(bāo)括鋼材(cái)力學性能檢測(拉伸、彎曲、衝擊、硬度)、鋼結構緊固件力(lì)學性(xìng)能檢測(高強螺栓抗滑移係數檢測儀、高強螺(luó)栓軸力扭矩檢測儀)、鋼材金相(xiàng)檢測分析(xī)(顯微組織分析、顯(xiǎn)微硬度測試)、鋼材化學成分分析、鋼結構無損檢測、鋼結構應力測試和監控、塗料檢測等成套(tào)檢測技術。
一、鋼結構材料
從使用角度講,強度、塑性、冷脆破壞性和可焊性等是建築鋼材的基本性(xìng)能。材質的(de)單項指標(biāo)不能代表其全部特征,必須依據(jù)常規試驗的各項指標進行綜合評定。評定中還應收集下述資料作參考數據:鋼材生產的時(shí)間、鋼材供應的技(jì)術條件及其產品說明書。必須查(chá)明鋼材牌號、技術指(zhǐ)標、極限強度(dù)、屈服強度、受拉時的延伸率、冷變、反(fǎn)複彎曲、衝(chōng)擊韌性與化學成分等。
材質檢驗包括鋼材型材(包括(kuò)焊(hàn)接H型鋼(gāng)、焊管)、焊接球、螺栓球以及連接(jiē)緊固件的檢測,型材、焊接球、螺栓球是鋼(gāng)結構工程的基本元素,它的質量直接關係到工程的質量。
型材的做法是將材料銑成(chéng)長寬一定(dìng)的試件然後進行拉(lā)伸冷彎試(shì)驗(yàn),對(duì)其物理性能進行檢(jiǎn)測;焊接球是按標準焊上一定直徑的配管,然後進行抗拉抗壓試(shì)驗;螺栓球與焊接球差不多,隻是沒有抗壓試驗(yàn);連接緊固件,對我們來說(shuō)主要是高強螺栓。高強螺栓(shuān)的質量主要控製項(xiàng)目包(bāo)括最小荷載檢測、預拉(lā)力複(fù)驗、扭距(jù)檢測、扭(niǔ)距係(xì)數複驗及抗滑移係數檢(jiǎn)測。鋼材材質的力學試驗和化學分析結果,都應符合(hé)相應規程的規定(dìng)。
二、鋼結構(gòu)檢測
(一)用測厚儀測定鋼結構截麵厚度
鋼結構由於加工精確程度和斷麵鏽蝕的影響,鋼結構斷麵(miàn)厚(hòu)度往往有些(xiē)變化。特(tè)別是(shì)鏽蝕使截麵減薄,承載能力(lì)下降(jiàng),對結構安全度影響是很大的。因此,測定鋼(gāng)結構截麵(miàn)厚度是非常重(chóng)要的一項任務。
目前,測定厚度一種是卡尺(chǐ),一種是用測厚儀(yí)測定厚度。下麵介紹用超聲波(bō)數(shù)字測厚儀測(cè)定截麵厚度的方法。
采用超聲波脈衝反射法。超聲波從一種均勻介質傳(chuán)播到另(lìng)一種均勻介質時,分界麵上會發生聲的(de)反射,從探頭發射(shè)的超聲波,經過延遲(chí)塊而進入被測件,超(chāo)聲波到達分界麵時,而被反射回(huí)來(lái),又(yòu)通(tōng)過延遲塊被(bèi)接收探頭接收,測出發(fā)射脈衝到接收脈衝(chōng)之間的時間,扣除延遲塊時間,根據聲速、時間(jiān)、距離三者關係,求出被測件的厚度。即儀器顯(xiǎn)示的厚度值。如1.2~100mm的儀器顯示值為20.88,即(jí)20.88mm,其精確度為0.01mm.
(二(èr))鋼(gāng)結構塗層厚度的測定(dìng)
在鋼結構(gòu)鑒定中,塗層(céng)好壞及塗層厚度是一個重要參數,因此測定塗層厚度是一項(xiàng)重要項目。
塗層厚度測定一般用磁性測厚儀測定,國內外均有產品。國產塗層磁性測厚儀(yí)用天津市材料試驗機廠的(de)產品(pǐn),名稱是QCC-A型磁性測厚儀。
用磁性(xìng)測厚儀時,要調好儀器,使其具有正常工作性能。
首先要確定測量範圍,第一檔為0~50μm,第二檔為0~500μm.
測量時(shí),用探(tàn)頭接觸被測塗層。測定時首先要清除塗層表麵灰塵和油汙,以防影(yǐng)響精度。
測試時根據塗層具體情況確定,首(shǒu)先通過儀器確定有無塗層,因在長期環境作用下塗層(céng)損傷直至消失塗層,塗層消失與否是(shì)塗層的重要參數。因為有無殘留塗層是結構鏽蝕(shí)程度一(yī)個重要界限(xiàn),也是(shì)永久(jiǔ)性評估的(de)重要界限。
(三)鋼結構(gòu)屋架(jià)撓度的測定
鋼屋架一(yī)般跨度都較大,如21、24、30m等(děng),測量撓度較困難,必須用很大的(de)力把(bǎ)鋼絲拉緊,而且(qiě)鋼絲要求具有一定的抗拉強(qiáng)度。測量時關(guān)鍵要把握住鋼絲拉直,使測量數值準確。同時,最好有竣工記錄,原鋼屋架在施工後有否(fǒu)反拱或撓度值(zhí)。這兩個值確定之後(hòu)才能確定屋架在荷載作(zuò)用下的應(yīng)力撓(náo)度(dù)值。當然往(wǎng)往由於施工安裝時就有反拱(gǒng),使用後(hòu)仍然(rán)有後拱,測(cè)出來的撓度值是負撓度,因此,測定數值一定(dìng)標明正負值。
測定撓度時最好確(què)定固定點,即一般(bān)在跨中確定測點。如傾(qīng)儀果測定時拉鋼絲中間(jiān)遇有障礙。如角鋼、電線等(děng),此時必須在兩端墊支點,以使鋼絲拉直(zhí)。墊支點時,測量出的撓度值必須減去兩支點高(gāo)度的平均(jun1)值,才‘是實際撓度值。同時為了確保(bǎo)跨(kuà)度端點的固定位置,兩端要有專人掌握端點固定位(wèi)置並標出(chū)端點與實(shí)際屋架端點的距(jù)離(lí),以求(qiú)出實際的測量撓度時(shí)的跨度值(zhí)。
三、鋼結構的質量檢測與評定
幾何尺寸的偏差,構(gòu)件的非線(xiàn)性,結(jié)構焊接和鉚接質量低劣,底漆和塗料質量不好,是鋼結構在製造階段的主要缺(quē)陷;結構位置的偏差,運輸和安(ān)裝時由於機械作用引起(qǐ)構件的扭曲和(hé)局(jú)部變形(xíng),連接(jiē)節點處構件的裝配不精確,安裝(zhuāng)連接質(zhì)量差,漏裝(zhuāng)或少裝某些扣件、綴板(bǎn),焊縫尺寸偏(piān)差等,均屬安裝的(de)缺陷;使用過程中實際產生的作用與(yǔ)原設計的偏離,材料的腐蝕和腐蝕引起構件橫斷(duàn)麵麵積的減小,在交變荷(hé)載作用下金屬內部結(jié)構強(qiáng)度發生變化和疲勞現象(xiàng)以及引起連接破壞等,均屬使用中的缺陷。由於這些(xiē)缺(quē)陷的存在和相互影響,使結構整體和局部受到不同程度的損(sǔn)壞。
鋼結構的質量(liàng)檢(jiǎn)驗除按規程進行材質的力(lì)學(xué)性能檢測(cè)與有關化學成(chéng)分分析(xī)外,應進行承載能力(lì)、變形、鏽蝕、損傷四(sì)個方麵的檢測及綜合評定,以確定其(qí)質量等級。
(一)材質檢驗與測定
從使用角度講,強度、塑性、冷脆破壞性和可焊性等是建築鋼材的基本性能。材質的單項指標(biāo)不能代表其全(quán)部(bù)特征,必須(xū)依據常規試(shì)驗的各項指標進行綜合評定。評定中還應收集下述資(zī)料作參考數據:鋼材生產的時間、鋼材(cái)供應的技術條件(jiàn)及其產品說明書(shū)。必須查明鋼(gāng)材牌號、技術指標(biāo)、極限強度、屈服強度、受拉時(shí)的延伸率、冷變、反複彎(wān)曲、衝(chōng)擊韌性與化學成分等。
鋼材材質的力學試驗和化學分析結果,都應符(fú)合相應規程的(de)規定。
(二)鋼結構構件變形檢驗與評定
鋼結構的最(zuì)後綜合評定(dìng)是由承載能力、變形、鏽蝕、損傷四個方麵進行綜合考慮和(hé)分析,並以承載能力為主給(gěi)出等級。
關於鏽蝕和損傷的等級劃分,執行中可參照施工驗(yàn)收規範和鋼結(jié)構設計規範規定條文進行。但綜合評定的最後確(què)定“標準”規定:
1.當變形比承載(zǎi)能力低一級時,仍按承載能力等級確定。
2.當變形比承載能力低兩(liǎng)級時,且鏽蝕和損傷又(yòu)較嚴重時,按承載能力降低一級確定。
(三(sān))鋼結構的強度、變形及缺陷檢(jiǎn)測
鋼結構強度及形變的檢測,常用的有電測(cè)法與機測法。電測法就是利用電(diàn)學量(如電流、電阻(zǔ)、電容等)的變化及其電學變(biàn)化量與(yǔ)力學量之關係來測定其(qí)力學量(如應變及其(qí)應力(lì));其測定的範圍有靜態和(hé)動態兩(liǎng)種。機測法主要是(shì)測定其(qí)形變(如撓度、傾角與伸縮形變恒等(děng))。另外,還有表麵硬度法(fǎ),就是利用(yòng)硬度與強度之間的關係來獲得其強度值。
關於鋼(gāng)結構缺(quē)陷的檢測,常用的有超(chāo)聲波法(fǎ)與電磁法(fǎ)。對已建鋼結(jié)構鑒定時,檢查鋼結構材質是很重要的測定(dìng)內容。最理(lǐ)想的(de)方法(fǎ)是在結(jié)構非主要(yào)受力(lì)部位截(jié)取試樣,由拉伸試(shì)驗確定相應的(de)強度指(zhǐ)標。但這同樣會損傷結構,影響它的正常工作,並需要進行補強。一般采用表麵(miàn)硬度(dù)法間接推斷鋼材強度。
在鋼結構建築物中,鋼構件之間多(duō)采用焊接連接。所(suǒ)謂焊縫無損檢(jiǎn)測,就(jiù)是為了判定焊接(jiē)結構或焊件在成型後能否滿足使用要求,在不進行大麵積破壞性試驗的情況(kuàng)下對焊縫進(jìn)行(háng)檢測的技術(shù)。