鋼結構檢測在提(tí)升單項檢測技術的同時,注重發展和實現專業間的一體化,完善了成套的鋼結構檢測技術(shù),包括鋼(gāng)材力學性(xìng)能檢測(拉伸、彎曲、衝擊、硬度)、鋼結構緊固件力學性能檢測(高強螺栓抗滑移係數檢測儀、高強螺栓軸力扭矩檢測儀)、鋼材金相檢測分析(顯微(wēi)組織分析、顯微硬度測試)、鋼(gāng)材化學(xué)成(chéng)分分析、鋼結構無損檢測(cè)、鋼結構應力測試(shì)和監控、塗料檢測等成套檢測技術。
一、鋼結構材料
從使用角度講,強度、塑性、冷脆破壞性和可焊(hàn)性等是建築(zhù)鋼材的基本性能。材質的單項(xiàng)指標(biāo)不能代表其全部特征,必須依據常規試驗的各項指標進(jìn)行綜合評定。評定中還應收集下述(shù)資料作參(cān)考數據:鋼材生產的時間、鋼材供應的技術條件及其產品說明書(shū)。必須查明鋼材牌號、技術指標、極限強度、屈服強度、受拉時的延伸率、冷變、反複彎曲(qǔ)、衝擊韌性與化學成分等。
材質檢驗包括鋼材型材(包括焊接H型鋼、焊管(guǎn))、焊接球、螺栓球以及連接緊固件的檢測,型材、焊接(jiē)球、螺栓球是鋼結構工程(chéng)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長寬一定的試件然後進行拉伸冷彎試驗,對(duì)其物理性能(néng)進行檢測;焊接球是按標準焊上一定直徑的配管,然後進行抗拉(lā)抗(kàng)壓試驗;螺栓球與(yǔ)焊接球差不多,隻是沒有抗壓試驗;連(lián)接緊固件(jiàn),對我們來說主要是高強螺栓。高強螺栓的質量主要控製項目包括最小(xiǎo)荷載(zǎi)檢測、預拉力複驗(yàn)、扭距檢測、扭距係(xì)數(shù)複驗(yàn)及抗滑移係數檢測。鋼材材質的力學試驗(yàn)和化學分析結果,都(dōu)應符合相應規(guī)程的規定。
二、鋼結構檢測
(一)用測厚儀測定鋼結構截麵(miàn)厚度
鋼結構由於加(jiā)工精確程度和斷麵鏽蝕的影響,鋼(gāng)結構斷麵厚(hòu)度往往有些變(biàn)化。特別是鏽蝕使截麵減薄,承載能力下降,對結構安全度影響是很大的。因此,測定鋼結構截麵厚度是非常重(chóng)要的一項任務。
目前(qián),測定厚度一種是卡尺,一種是(shì)用測(cè)厚儀測定厚度。下麵介紹用超聲波數字測厚儀測定截麵厚度的方(fāng)法。
采用超聲波脈衝反射法。超聲波從一種均勻介(jiè)質傳播到另(lìng)一種均勻介質時,分界麵上會(huì)發生聲的反射(shè),從探頭發射的超聲波,經過延遲塊而進入被測件,超(chāo)聲波到達分界麵(miàn)時,而被(bèi)反射回來,又通過延遲塊被接收探頭接收,測出發射脈衝到接收脈衝之間的時間,扣除延遲塊時間,根據聲速、時間、距離三者關係(xì),求出被測件的厚度(dù)。即儀器顯示的厚度值。如1.2~100mm的(de)儀器顯示值為20.88,即20.88mm,其精確度為0.01mm.
(二)鋼結構塗層厚度的測定
在鋼結構鑒定(dìng)中,塗層好壞及塗層厚度是一個重要參數,因此測定塗層(céng)厚度是一項重要項目。
塗層厚度(dù)測定一般用磁性測厚儀測定,國(guó)內外均有產品。
用磁性測厚儀時(shí),要調好儀器,使其(qí)具有正常工作性(xìng)能。
首先要(yào)確(què)定測量範圍,第一檔為0~50μm,第二檔為(wéi)0~500μm.
測量時(shí),用探頭接觸被測塗層。測定時首先要清除塗層表麵灰塵和油汙,以防影響精度。
測試時根據塗層具體情況確定,首先通過儀器確定有無塗層,因在長期環境作用下塗(tú)層損傷直(zhí)至消失塗層,塗層消失與否是塗層(céng)的重要參數。因為有無殘留塗層是結構鏽蝕程(chéng)度一個(gè)重要界(jiè)限,也(yě)是永久性評估的重要界限。
(三(sān))鋼結構屋架撓(náo)度的測定
鋼屋架一般跨度都較大,如21、24、30m等,測量撓度較困難,必須用很大的力把鋼絲(sī)拉緊,而且鋼絲要求具有一定的抗拉強度。測量時關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(gāng)屋架在施工後有否反拱或撓度值。這兩個值確定之後才能確定屋架在荷載作用下的應力撓(náo)度值。當然往往由於施工安裝時就有反拱,使用後仍然有後拱,測出來的撓度值是(shì)負撓度,因此,測定數值一定標明正負(fù)值。
測定撓度時最好確定固定點,即(jí)一般在跨中(zhōng)確定測點。如傾儀(yí)果測定(dìng)時拉鋼絲(sī)中間遇有障礙。如角鋼、電線等,此時必須在兩端墊支點,以使鋼絲拉直。墊支點(diǎn)時,測量出的撓度值必須減去兩支點高度的平均值,才‘是實際撓度值。同時為了確保跨度(dù)端點的固定位置,兩端要有專人掌握端點固(gù)定位置並標出端點(diǎn)與實際屋架端點的距離,以求出實際的測量撓度時的跨度值。
三、鋼結構的質量檢測與評定
幾何尺寸的偏(piān)差,構件的非線性,結構焊接和鉚接質量低劣,底漆和塗料質量不好(hǎo),是鋼結構在製造階段的主要(yào)缺陷;結構位置的偏(piān)差(chà),運輸和安裝時由於機械作用引起構件的扭曲(qǔ)和局部變形,連接節點處構件的裝配不精確,安裝連接質量差,漏裝或少裝某些扣件、綴板(bǎn),焊縫尺(chǐ)寸偏差等,均屬安裝的缺陷;使用過程中實際產生的作用與原(yuán)設計的偏(piān)離(lí),材料的腐蝕和腐蝕引起構件橫(héng)斷麵麵積的減小,在(zài)交變荷載作用下金屬內部結構強度發生變化和疲勞現象以及引起連接破壞等,均屬使用中的缺陷。由(yóu)於這些缺陷的存在和相互影響,使結構整體(tǐ)和局部受到不同程度的損壞。
鋼結構的質量檢驗除按規程進行材質的力學性能檢測與有關化(huà)學成分分析外,應進行承載能力、變形、鏽蝕、損傷四個方麵的檢測及綜合評定,以確定其質量等級。
(一)材質檢驗與測定
從使用角度講,強度、塑性、冷脆破(pò)壞性和可(kě)焊性等是建築鋼材的基本性(xìng)能(néng)。材質的單項指標不能代表其全部特征,必須依據常規試(shì)驗的各項指標進行綜合評定。評定(dìng)中還應收集下述資料作參考數(shù)據:鋼(gāng)材生產的時間、鋼材供應的技術條件及(jí)其產品說明書。必(bì)須查明(míng)鋼(gāng)材牌號、技術指標、極限強度、屈服強度、受拉時的(de)延伸率、冷變(biàn)、反複彎曲、衝擊韌性與化學成分等。
鋼材材質的力學(xué)試驗和化學分析結果,都應符(fú)合相應規程(chéng)的規定。
(二)鋼結構構件變形檢驗與評定
鋼結構的最後綜合評定是由承載能力、變形(xíng)、鏽蝕、損傷四個(gè)方麵進行綜合考慮和分(fèn)析,並以(yǐ)承載(zǎi)能力為主給出等(děng)級(jí)。
關於鏽蝕和損傷的等級劃分,執行中可參照施工驗收規範和鋼結構設計規範規定條文進行。但綜合評定(dìng)的(de)最後確定“標(biāo)準”規(guī)定:
1.當變形比承載能力低一級時,仍(réng)按承載能力等級確定(dìng)。
2.當變形比承載能力低兩級(jí)時,且鏽蝕和損傷(shāng)又較嚴重時,按承載(zǎi)能力降低一級確定(dìng)。
(三)鋼結構的強度、變形及缺陷檢測
鋼結構強度及形變的(de)檢測,常用的有(yǒu)電測法與機測法。電測法(fǎ)就(jiù)是利用電學量(如電流、電阻、電容等(děng))的變化及其電學變化量與力學量之關係(xì)來測定其力學量(如應變及其應力);其測定的範圍有靜態和動(dòng)態兩種。機(jī)測法主要是測定其形變(如撓度、傾角與伸縮形變恒等)。另外,還有表(biǎo)麵硬度法,就是利用硬度與強度之間的關係來獲得其強度值。
關於(yú)鋼結構缺陷的檢(jiǎn)測,常(cháng)用的有超聲波法與電磁法。對已建鋼(gāng)結構鑒定時,檢查鋼結(jié)構材質是很重要的測定內容。最理想的方法(fǎ)是在結(jié)構非主要(yào)受力部位截取試樣,由拉伸試驗確定相應的強度指標。但這同樣會損傷結構,影響它(tā)的正常工作,並需要進行補強。一(yī)般采用表麵硬度法間接推斷鋼材強度。
在鋼(gāng)結構建築物中,鋼構件之間多采用焊接連接。所謂焊縫無損檢測,就(jiù)是為了判定焊接結構或焊件(jiàn)在成型(xíng)後能否(fǒu)滿足使(shǐ)用要求,在不進行大麵積破壞(huài)性試驗(yàn)的情況下對焊縫進行檢測(cè)的技術。