钢结构检测及加固措施_陈昌剑
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关于钢结构检测及加固措施的有益探索伴随着经济社会的不断发展,钢结构在工程施工中越来越多的得到采用。
钢结构是利用钢材组成的,因此难免具有某些方面的缺陷。
此时就需要在采用钢结构以前对其实施检测,在使用中和使用后对其加固。
文章旨在研究钢结构检测和加固措施,为相关工作提供借鉴。
标签:钢结构;钢结构检测;钢结构加固措施前言现阶段我国的建设施工中很多应用的都是钢结构,普及性很高,究其根本原因是钢结构自身有诸多的优势——重量轻、强度高、变形能力强等。
钢结构的广泛应用不仅使施工的效率得到了明显的提高,还在很大程度上降低了工程成本。
但是钢结构在客观上也有很多的缺点,如不进行必要的检测和加固,就会引发很多工程建设的问题,文章将就此问题进行探讨。
1 钢结构的特征1.1 钢结构的重量轻、强度高同混凝土或者其他木材相比,钢材的强度、弹性模量、密度以及屈服强度都具备较大优势,因此在同样的条件下,钢结构有重量轻、截面小、方便安装和运输的优点,非常适合在高度高、跨度大的建筑结构中使用,巴黎的埃菲尔铁塔就是典型的例子。
1.2 钢结构塑性好、韧性强、可靠性高源于钢材料所具备的特性:塑性好、韧性强、可靠性高,因此,钢结构能够承受较强的冲击和动力荷载,有着很好的抗震功能。
此外,钢结构在实际应用中更加适合初始的理论设计,其自身的可靠性比较高。
1.3 钢结构的制造和安装机械化高钢结构在建筑结构中拥有着机械化程度极高的优势,建筑中所运用的钢材和所有的钢结构组成零件都是在工厂中完成的,并且需要一定的机械化安装及拼接。
这样就使得所制造和安装的钢结构具有精度高、效率高、成本低的优点。
1.4 钢结构的密封性好钢材料的焊接技术也在技术更新的不断发展中获得了大幅度的改进,所达到的密封效果也极为良好,从而能够形成具有优质密闭性的专业容器。
1.5 钢结构不耐火在高温或者大火中钢结构不适合生存,没有很好的耐火性;表面温度高于150℃的钢材,一定要使用相应的隔热措施进行保护。
试论钢结构检测及加固措施摘要:钢结构作为承重结构具有其独有的特点和优势,在各种建筑类型中得到广泛的应用。
对钢结构采取焊缝无损探伤技术检测,能够促使钢结构稳定性的增强,保证建筑结构的安全性。
无损探伤技术采取的是科学的检测方式,对钢结构的焊缝进行全面统一的结构测试和检测,保证钢结构能够满足施工的需求。
因此,对钢结构焊缝无损探伤质量检测技术进行探究能够保证钢结构的安全性和稳定性,促进建筑行业的发展。
关键词:钢结构;检测;加固引言安全稳定的建筑结构是现代建筑结构设计以及建筑施工的基础所在,要想提升一些复杂性建筑工程设计、施工以及应用的安全性以及实用性,就要对其进行整体结构进行加固,可以说其实际的检测方式对于建筑工程的安全性有着较为重要的作用与意义。
1 钢结构检测的内容钢结构检测的内容包括结构的变形、构件的连接、外观质量缺陷的检测。
其中结构变形的检测常用的检测仪器有水准仪、经纬仪、游标卡尺、铅垂仪等。
根据检测对象的不同进行检测,比如房屋结构的梁、屋架的挠度,柱子的侧向位移等。
房屋的倾斜一般使用经纬仪进行测量。
钢结构材料的构件连接主要有两种方式:螺栓连接与焊接,因此检测的内容就包括螺栓连接质量的检测,如初拧扭矩和终拧扭矩,以及焊缝中存在的夹渣、气泡、咬边、烧穿等问题。
主要仪器是采用超声波探伤、X 射线等,检测的时候要求钢结构的表面平整光滑。
外观质量的缺陷一般人为全数检测,由于人为的原因或者自然原因,建筑物出现承载力、耐久性等不足的问题,因此应当进行检测,包括构件的锈蚀、变形等。
2 钢结构焊缝无损探伤检测的优势在钢结构焊接的过程中,对于焊接结构的形式、材料选择、焊接工艺和流程的选择不合理、不恰当等因素都会造成焊接部件出现不同的缺陷,焊接缺陷对于钢结构的质量以及安全性有着直接的影响。
如部件的承载面积变小造成应力集中的情况,产生缺口效应,对钢结构的强度以及耐疲劳能力有着直接的影响,对于工程的安全和耐久性产生严重的影响。
钢结构检测方案一、背景介绍钢结构是一种广泛应用于建筑工程中的重要结构形式,具有高强度、轻质、耐久等优势。
然而,由于长期使用和环境因素的影响,钢结构可能存在各种潜在的安全隐患,如腐蚀、疲劳、变形等。
因此,对钢结构进行定期的检测和评估是确保其安全可靠运行的重要措施。
二、检测目标1. 检测钢结构的整体稳定性和结构完整性。
2. 检测钢结构的腐蚀、疲劳、变形等缺陷情况。
3. 评估钢结构的承载能力和安全性。
4. 提供钢结构的维修和加固建议。
三、检测方法1. 目视检查:通过人工观察和检查,对钢结构的外观、连接部位、焊缝等进行检测,发现明显的缺陷和异常情况。
2. 非破坏性检测:采用超声波、磁粉探伤、涡流检测等方法,对钢结构进行缺陷探测和评估,包括腐蚀、裂纹、疲劳等。
3. 结构监测:通过安装应变计、位移传感器等监测设备,实时监测钢结构的变形和应力情况,以评估其结构稳定性和安全性。
四、检测步骤1. 准备工作:确定检测区域和范围,制定检测计划和方案,准备必要的检测设备和工具。
2. 目视检查:对钢结构进行外观检查,包括观察表面是否有明显腐蚀、变形、裂纹等缺陷,检查连接部位是否牢固。
3. 非破坏性检测:根据具体情况选择适当的检测方法,如超声波探伤、磁粉探伤等,对钢结构进行缺陷探测和评估。
4. 结构监测:根据需要安装结构监测设备,如应变计、位移传感器等,对钢结构进行实时监测。
5. 数据分析与评估:对检测数据进行分析和评估,判断钢结构的安全性和承载能力,确定是否需要维修和加固。
6. 撰写检测报告:根据检测结果编写详细的检测报告,包括检测方法、结果分析、维修建议等内容。
五、检测标准和指南1. 国家标准:根据《钢结构工程质量检验规范》(GB 50205-2001)和《钢结构检测技术规程》(GB/T 3323-2005)等国家标准进行检测。
2. 行业标准:参考相关行业标准,如《钢结构工程施工质量验收规范》(JGJ 81-2002)等。
钢结构的质量检测措施
1. 引言
本文档旨在介绍钢结构的质量检测措施。
钢结构在建筑领域中
扮演着重要的角色,其质量直接影响着建筑物的安全性和可靠性。
因此,为了确保钢结构的质量,采取有效的检测措施是至关重要的。
2. 质量检测措施
2.1 原材料检测
在钢结构制造过程中,原材料的质量直接关系到钢结构的质量。
因此,对原材料进行严格的检测是必要的。
原材料检测的主要内容
包括:
- 原材料的化学成分分析,以确保其符合相关标准和要求;
- 原材料的力学性能测试,包括抗拉强度、屈服强度等;
- 原材料的外观质量检验,确保无缺陷、裂纹等问题。
2.2 制造过程中的检测
除了原材料检测外,制造过程中的检测也是确保钢结构质量的
重要环节。
制造过程中的检测内容包括但不限于:
- 焊缝质量的检测,确保焊接过程符合相关标准和规范;
- 钢结构的尺寸精度检测,确保结构的尺寸符合设计要求;
- 表面处理质量的检测,确保涂层等表面处理符合相关要求。
2.3 最终产品检测
最终产品的检测是钢结构质量检测的最后一环。
最终产品检测
的主要内容包括:
- 钢结构的质量外观检验,包括表面平整度、无裂纹、无明显
缺陷等;
- 结构的强度和稳定性测试,包括承载能力、抗风抗震能力等;
- 钢结构的耐久性检测,包括抗腐蚀能力等。
3. 结论
钢结构的质量检测措施对于确保建筑物的安全性和可靠性至关重要。
原材料检测、制造过程中的检测以及最终产品的检测是必不可少的环节。
通过采取有效的质量检测措施,我们可以提高钢结构的质量,确保建筑物的稳定和可靠性。
钢结构检测方案一、引言钢结构是一种广泛应用于建造和工程领域的结构形式,其安全性和可靠性对于保障建造物的稳定性至关重要。
为了确保钢结构的质量和性能,进行定期的检测是必要的。
本文将介绍一种钢结构检测方案,包括检测方法、检测步骤、检测设备和数据分析等内容。
二、检测方法1. 目视检测:通过人眼观察钢结构的外观,检测是否存在明显的损伤、腐蚀或者变形等问题。
2. 非破坏性检测:利用超声波、磁粉探伤、涡流检测等方法,对钢结构进行内部缺陷、裂纹等问题的检测。
3. 破坏性检测:通过取样分析或者拆除部份结构进行材料力学性能测试,以评估钢材的强度和韧性等参数。
三、检测步骤1. 确定检测范围:根据钢结构的类型和用途,确定需要检测的具体区域和构件。
2. 准备工作:清理检测区域,确保无遮挡物,提供良好的检测条件。
3. 目视检测:对钢结构进行外观检查,记录存在的问题和异常情况。
4. 非破坏性检测:根据需要,选择合适的非破坏性检测方法进行检测,如超声波探伤仪、涡流检测仪等。
5. 破坏性检测:根据需要,进行取样或者拆除部份结构,送至实验室进行材料力学性能测试。
6. 数据记录和分析:将检测结果进行记录和整理,分析得出结论,并提出相应的维修或者加固建议。
四、检测设备1. 超声波探伤仪:用于检测钢结构内部的缺陷和裂纹。
2. 磁粉探伤仪:用于检测表面和近表面的裂纹和缺陷。
3. 涡流检测仪:用于检测钢结构的导电性和表面缺陷。
4. 金相显微镜:用于对取样的钢材进行显微组织分析。
5. 材料力学性能测试设备:用于对钢材的强度、韧性等参数进行测试。
五、数据分析通过对检测数据的分析,可以得出以下结论:1. 钢结构的外观检测未发现明显的损伤或者变形,符合正常使用状态。
2. 非破坏性检测结果显示钢结构内部无明显的缺陷或者裂纹。
3. 破坏性检测结果显示钢材的强度和韧性满足设计要求。
六、结论和建议根据钢结构的检测结果,可以得出以下结论和建议:1. 钢结构整体质量良好,无需进行大规模的维修或者加固。
钢框架结构建筑检测鉴定与加固设计摘要:随着经济发展,钢结构广泛地应用在房屋建筑领域。
部分建筑物在未履行正常审批手续的前提下提前施工,施工过程中会出现设计图纸不正规、质监资料不全等问题。
针对这一种情况,为了保证结构安全性,需要对既有建筑物进行检测鉴定。
本文以某钢结构房屋为例,从工程实际出发介绍了钢框架结构建筑物的检测内容和加固处理方案。
关键词:钢结构;检测鉴定;加固设计引言近年来,伴随国家基础设施的大力建设,推动了我国建筑行业的发展,取得了多项惊人成就。
在此背景下,我国建筑行业对建筑结构的安全性提出来更高的要求,单凭传统的施工技术必然会影响建筑工程整体结构的安全性,这种情况下,建筑结构加固处理显得至关重要。
但是在实际操作中,建筑结构加固处理常出现一些施工质量问题和安全事故,给建筑施工企业带来巨大的经济损失的同时,还会威胁到建筑施工人员的生命财产安全。
这种问题的出现,也会对我国建筑行业的稳定、可持续发展产生一定的阻碍作用,需行业内相关人员予以有效措施解决此类问题,确保我国建筑行业稳健发展。
1建筑结构件鉴定的重要性由于战争以及其他历史原因的影响,我国大规模的建筑结构鉴定与加固改造技术发展时间较晚,约晚于其他国家几十年。
而伴随着我国不断的发展,我国对于建筑结构鉴定以及加固改造技术的重视程度也在不断的提升。
而在唐山地震,汶川地震等灾害中,由于建筑质量问题而造成的人员伤害以及经济损失问题及其严重,我国在此之后对于建筑结构鉴定以及加固改造技术的重视程度也在飞速的上升。
为提升抗震质量,我国在近些年的发展过程中制定了一系列关于抗震鉴定标准的文件。
如在近些年我国制定了《工业构筑物抗震鉴定标准》、《超回声弹综合法测量混凝土强度技术规范》等。
2钢框架结构建筑检测鉴定与加固设计2.1混凝土结构检测方法在房屋建筑混凝土结构检测中,常用的检测方法主要包含以下几种:第一回弹法、第二超声波法、第三钻芯法、第四回弹超声综合法。
其中,回弹法和回弹超声综合法属于无损检测方法,在房屋建筑结构检测中有着广泛的应用。
钢结构施工工艺中的质量检测与控制钢结构是一种重要的建筑结构形式,具有高强度、轻质、可重复利用等优势,被广泛应用于工业厂房、桥梁、体育场馆等建筑领域。
在钢结构施工过程中,质量检测与控制是确保工程质量和安全的关键环节。
本文将探讨钢结构施工工艺中的质量检测与控制措施。
一、原材料的质量检测与控制钢结构施工的首要任务是选用合适的原材料。
因此,在施工之前,需要进行严格的原材料的质量检测与控制。
主要包括以下几个方面:1. 钢材检测:对于钢结构中使用的钢材,需要进行力学性能检测、化学成分分析、金相组织分析等,以确保其符合设计要求和相关标准。
2. 焊材检测:钢结构中的连接通常采用焊接方式进行,因此,焊材的质量对于整体结构的牢固性至关重要。
焊材应符合相关标准,检测项目包括焊缝机械性能、抗拉强度、硬度等。
3. 表面处理材料检测:对于钢结构的防腐、防火等要求,需要使用相应的表面处理材料。
这些材料的质量检测主要包括附着力、硬度、耐候性等方面。
二、制造工艺的质量检测与控制钢结构的制造过程中存在多个环节,需要进行相应的质量检测与控制。
下面是施工过程中的几个重要环节:1. 切割与加工:钢结构制造通常需要将钢材进行切割、钻孔等加工。
在这个过程中,需要确保切割的尺寸准确,加工的质量良好。
2. 对接:钢结构的制造离不开对接工艺。
在对接过程中,需要检测焊缝的质量,包括焊接角度、间隙、焊缝深度等。
同时,还要检测焊缝的机械性能,如抗剪强度、抗拉强度等。
3. 脚手架:钢结构制造过程中,脚手架的搭建和拆除也需要经过严格的检测与控制。
脚手架的稳定性和承载能力应满足相关标准,以确保工人的安全。
三、安装与施工的质量检测与控制1. 基础施工:在钢结构安装前,需要进行基础的施工。
质量检测与控制主要包括地基承载力的测试,确保地基满足钢结构安装的要求。
2. 安装过程控制:钢结构安装是一个复杂的过程,需要严格控制施工工艺。
施工团队需要对安装过程中的各个环节进行检测,如吊装、定位、焊接等,确保钢结构安装的准确性和安全性。
钢结构建筑的结构检验与加固设计全套一、结构检验1 .因工程或材料质量事故,或经一定使用期后,需对在建结构或现有结构的承载能力作评估时,应由业主或项目设计单位委托专门单位进行结构的检测工作。
当有必要进行结构补强加固设计时,检测结果报告应作为加固设计的依据。
2 .钢结构的检测工作应符合现行国家标准《钢结构现场检测技术标准》GB/T50621的规定。
钢结构的现场检测报告应为结构质量的评定或结构性能的鉴定提供真实、可靠、有效的检测数据和检测结论。
3 .对在建钢结构,当遇到下列情况之一时,应委托进行结构检测:(1)对施工质量或材料质量有怀疑或争议,在钢结构材料检查或施工验收过程中需了解质量真实状况;(2)对工程事故,需要通过检测,分析事故的原因以及对结构可靠性的影响。
4 .对已建成使用的现有钢结构,当遇到下列情况之一时,应委托进行结构检测:(1)结构在使用中产生变形、连接损伤等缺陷,需进行安全鉴定;(2)因设防条件变化,结构需进行抗震安全性鉴定;(3)钢结构大修前的可靠性鉴定;(4)建筑改变用途,需改造、加层或扩建前的鉴定;(5)结构受到灾害、环境侵蚀等损伤影响的鉴定;(6)对既有钢结构的可靠性有怀疑或争议。
5.检测工作应委托有专门资质的专业单位承担,提出委托的设计单位应提出委托检测的技术条件要求。
根据不同的要求,可委托进行以下内容的检测:Q)结构外观质最检测,包括结构钢材表面或切口处的裂纹、夹层、夹渣情况,焊缝附近焊渣、焊缝尺寸及偏差悄况,以及涂层的表面质酰等情况;(2)焊缝与焊接区的表面质最与内部缺陷;(3)高强度螺栓抗滑移系数与终拧扭矩检测;(4)钢材力学性能与化学成分;(5)钢材表面锈蚀悄况及钢材实际厚度;(6)防腐涂层与防火涂层厚度;(7)构件变形;(8)构件节点连接的刚性约束程度及残余应力;(9)构件工作的实际环境条件(风、雪荷载、高温、低温);(10)相关结构与设备的影响(地基不均匀沉降、设备振动);(11)构件实物非破坏性承载力检测;(12)结构构件的动力特性(吊车梁的疲劳试验)o检测报告结论应对不需加固补强的结构,提出继续使用寿命评估的意见;对需加固补强的结构提出加固处理的建议。
(一)、质量检查
质量检查依据:
1、《钢结构工程施工质量验收规范》 GB50205-2001 (二)、质量标准
一、保证项目:
网架结构各部位节点、杆件、连接件的规格、品种及焊接材料必须符合设计要求。
二、基本项目:
1、各杆件与节点连接时中心线应汇交于一点,螺栓球应汇交于球心,其偏差值不得超过1mm。
2、网架结构总拼完后及屋面施工完后应分别测量其挠度值;所测的挠度值,不得超过相应设计值的15%。
三、允许偏差项目:
网架结构安装允许偏差及检验方法
(三)、质量保证措施:
1、严格按规范对原材料进行复检。
2、网架在组装过程中应随时检查基准轴线位置、标高及垂直度偏差,如发现大于设计及施工规范允许偏差时,必须及时纠正。
3、网架安装后,在拆卸支架时应注意同步,逐步的拆卸,防止应力集中,使网架产生局部变形或使局部网格变形。
4、网架安装应注意支座的受力情况,网架安装完调位后如有悬空支座必
须用相应厚度的钢板垫实后,再将支座底板与预埋板焊实。
5、对各道工序进行全面质量控制,坚持自检、互检。
网架安装到一定宽度调位后进行自检,然后向监理工程师报验。
(四)、质量记录:
一、螺栓球、高强度螺栓的材质证明、出厂合格证。
二、钢材的材质证明和复试报告。
三、焊接材料的材质证明、出厂合格证。
四、套筒、锥头、封板的材质报告与出厂合格证。
五、网架总拼就位后的几何尺寸误差、支座高低差等的验收记录。
3、水泥耗量分析从水泥耗量可以看出本试区岩石灌浆的一些特性:①在灌浆中,以浓浆(1:1—0.6:1)结束的,灌注历时长,每段平均纯灌时间约为2—3h,水泥注入量大,平均单位注入量约为140—600kg/m,15段中有7段,约占46.7%,多属遇到架空裂隙。
②灌浆孔中以5:1稀浆结束的,灌注历时短,每段平均纯灌时间近2h,水泥注入量小,平均单位注入量为10.4kg/m。
15段中有5段,占33.3%,经分析认为系属于细小裂隙。
③灌浆孔中以3:1和2:1稀浆结束的较少,约占20%,平均单位注入量为38—60kg/m,属可灌岩层。
由此可反映出,灌浆试区的裂隙,主要是细小裂隙和架空裂隙两种。
4、抬动观测与压力关系经对资料统计分析,在灌第1、2段时,灌浆压力分别升至0.3Mpa和0.5Mpa时,注浆量有很大提升,但抬动表均有不同程度的抬动,抬动值在50um到150um,在灌3、4、5段时,压力提升后,注浆量变化较小,可见1、2段设计灌浆压力偏小,而3、4、5段设计灌浆压力较合适。
5、灌浆前压水试验透水率情况根据钻孔取芯及灌浆前压水试验透水率情况来看,坝基地层0~2m段岩石较破碎,属强风化层,岩层透水率值26.4~67.9Lu,平均47.6Lu,岩芯破碎,裂隙发育。
2~7m岩石透水率为6.24~17.3Lu,属中等透水层,7m以下透水率3.4~15.3Lu,属弱透水层。
五、灌浆效果的检查1、防渗性能的检查①各次序孔灌浆前压水试验检查各次序孔在其灌浆前都逐段做压水试验检查,主要是了解岩层在处理前的原始透水能力,并且通过各次序孔的单位吸水量逐渐减少的现象来分析灌浆帷幕的防渗能力,压水试验压力采用灌浆压力的80%,从资料统计中可看出,透水率没有随着灌浆次序的逐次增加而呈逐次减少的现象,表明孔间距偏大。
②检查孔压水试验检查在试验区SⅠ—1和SⅡ—3号孔之间,钻一个检查孔S—2,从全部5段的压水试验结果来分析,除去表面部位,压水时,因地面冒水,透水率为11.7Lu,占20%,其余的4个段次,透水率皆小于5Lu,说明除第一段外的灌浆效果较好可以满足设计<5Lu的防渗要求,但从单薄山体灌浆试验的总体情况来看,检查结果只能说明局部灌浆效果较好,如第一段压水试验透水率11.7Lu,说明表层1~5m岩石破碎,裂隙发育,灌浆不易达到设计要求。
六、结论1、采用425#水泥灌浆,可达到设计要求,水泥颗粒要细,通过80um的方孔筛余量宜小于5%。
2、原设计孔距偏大,应适当调整孔距,并分为三个次序施工,或在不调整孔距的情况下,在岩石表层破碎地段,在Ⅰ、Ⅱ序孔中间插入一孔深3~5m的固结灌浆孔,以保证接触段的灌浆质量。
3、如果以砼抬动值不大于0.2mm来控制,则灌浆试验施工用的设计压力第一、二段偏小,建议第一段灌浆压力由0.1MPa改为0.2MPa,第二段灌浆压力由0.3MPa改为0.4MPa,其余各段灌浆压力不变。
4、根据室内浆液试验,0.5:1的浆液为滴流状态,其流动性较差,建议舍去,最浓浆液应选用0.6:1。
5、由于地层陡倾裂隙发育,个别孔在20m左右仍有冒浆现象,如SⅠ—4号最后一段灌浆过程中有冒浆现象,单位注入量为708kg/m,在施工过程中对类似情况的孔应加深5m。
钢结构检测及加固措施陈昌剑重庆市建筑科学研究院重庆渝中区 400015[摘 要] 本文对钢结构的检测及加固技术进行了简单介绍,并结合工程实例,对某钢结构厂房的检测加固进行了较为深入的探讨,取得了良好的成效,对类似钢结构的检测加固提供了一定的借鉴作用。
[关键词] 钢结构检测分析加固措施1、钢结构的检测概况最近20多年,我国结构的检测与加固技术得到快速的发展,其应用对象已从开始阶段的单层的破旧民居扩展到建设工程中的各类结构。
结构检测与加固技术的发展与应用对于提高建设工程的质量起到了积极的作用,在节省国家与企业的资金、保障企业生产安全和人民生命财产的安全方面也起到了一定的作用。
·186··187·与混凝土结构和砌体结构相比,工程建设中钢结构的数量相对较少,加之冶金、机械、交通、航空、石油、化工等工业部门对钢材物理力学性能、内部缺陷、焊缝探伤等检验方法比较完善,因而其检验测试技术发展之路基本是借鉴学习国内其他行业的先进方法,如焊缝和钢材的超声波探伤方法、射线探伤方法、磁粉探伤方法和渗透探伤方法等。
在《钢结构工程施工及验收规范》(G B J 18-66修订本)中,关于钢结构所用材料、制作、安装和工程验收等内容所规定检验方法还都是常规检测技术,而在1981年新板的标准(G B J 205-83)中,关于钢结构焊缝的检验增加了X 射线和超声波探伤的内容。
1993年以后又陆续颁布了下述规程:《建筑钢结构焊接规程》(J G J 81-91);《钢结构工程质量检验评定标准》(G B50221-95);《钢结构工程施工质量验收规范》(GB 50205—2001)。
在这些规程中明确规定,焊接的内部缺陷及分级要符合《钢焊接手工超声波探伤方法和探伤结果分级》(G B 11345-89)的规定,使钢结构的无损检验工作向前推进了一大步。
钢结构的检验与测试是最具有发展潜力的技术。
在对钢结构进行鉴定时,钢构件材料物理力学性能的现场无损验测技术、钢构件应力的现场无损测定技术和结构关键部位应力及损伤现场测试技术等是目前亟待发展的技术。
目前,常用的钢结构加固方法有多种,如减轻荷载、改变计算模型、加大原结构构件截面(粘钢板等) 和连接强度、阻止裂纹扩展、增设隅撑和刚性系杆等。
2 某单层钢结构厂房概况某单层钢结构厂房建造于2004年,为平面布置见图1,长96.0m ,宽96.0m ,檐口高7.5m ,建筑面积约9300m 2。
主结构采用3跨门式刚架,跨度均为32m ,刚架剖面见图2。
屋面檩条和墙梁均采用C 型钢,围护采用彩钢夹芯板。
图1厂房平面布置该厂房建成后,验收时发现,该厂房上部结构所用材料与设计图纸不符(图纸要求Q345 - B ) ,存在偷工减料现象。
图2 刚架剖面3 现场情况调查通过现场实地检测,该厂房几何尺寸、构件尺寸、节点等与设计图纸相符,钢梁挠度和柱垂直度均满足规范要求。
4 主要构件材性检测与分析 4.1 构件板材抗拉强度测定4.1.1 表面硬度法现场采用HL - 300 里氏硬度计对所有钢梁、钢柱板材的表面硬度进行检测。
里氏硬度计的冲击装置将冲头从固定位置释放,冲头冲击在试样表面上,测量冲头距试样表面1mm 处的冲击速度与反弹速度,里氏硬度值以冲击反弹速度与冲击速度之比来表示,然后将里氏硬度值转换为钢材的抗拉强度标准值。
计算公式如下:式中 HL ———里氏硬度值;V R ———冲头反弹速度; V I ———冲头冲击速度。
结果表明:所有受检板材抗拉强度标准值分布在376~549 MPa 之间,其中达到Q345 钢材标准(470~630 MPa ) 的仅占25 % ,全部达到Q235 钢材标准(375~460 MPa ) ,实测抗拉强度应力分布见图3 。
·188·Q345 - B 抗拉强度; ———Q235 - B 抗拉强度;———实测抗拉强度图3 抗拉强度曲线3.1.2 力学性能试验法由于该厂房为已有建筑,考虑到厂房结构的安全,故现场抽取6 根具有代表性的钢构件进行力学性能测试,每根构件翼缘和腹板各取3个试样进行拉伸、冷弯及冲击试验。
试验结果表明:所取试样的力学性能均符合Q235钢材的要求,而力学性能达到Q345钢材要求的试样仅占16.7 %。
3.2 构件板材化学成分分析现场抽取30 %的梁、柱构件钻取钢屑(其中包括进行力学性能试验的6 根构件),然后进行钢材化学成分分析。
分析结果表明:受检钢材锰、硅含量符合Q345规定范围的约占58 % ,其余42 %的试样锰、硅含量介于Q235~Q345 规定范围之间,高于Q235 的要求。
碳含量符合Q235 规定范围的约占91 % ,7 %的试样碳含量在0.093 %~ 0.098 %之间( 接近Q235 碳含量下限) ,其余2 %的试样碳含量分布在0.23 %~0.25 %范围内,略高于Q235 碳含量上限。
钢材主要化学成分标准组成见表1 。
表1 钢材化学成分标准组成硫、磷等有害元素的含量在0.028 %~0.043 %之间,低于有关规范规定的上限值(0.045 %) , 全部满足规范要求。
3.3 焊缝检测采用CTS - 2000 仪器对约30 %的梁、柱翼缘板的对接焊缝进行超声波检测。
结果表明:受检焊缝均达到二级焊缝要求 ,符合设计要求。
3.4 构件材性综合分析总上所述,本次主要使用了3 种方法抽样检测厂房主要结构构件的材性:HL - 300 里氏硬度计检测结果表明,受检钢构件抗拉强度均达到Q235 钢材的要求,约25 %的受检构件达到Q345 钢材的要求。
钢材力学性能试验结果表明,全部试样的力学性能符合Q235 钢材的要求(其中包括部分碳含量超标的构件) ,仅16.7 %的试样力学性能达到Q345钢材的要求。
受检钢材碳、锰、硅含量符合Q345 钢材规定范围的约占58 %,其余42 %的试样锰、硅含量介于Q235~Q345 规定范围之间,高于Q235 钢材的标准。
锰、硅属有益元素,但过量时会影响钢材的可焊性和抗锈蚀性。
碳含量符合Q235 规定范围的约占91 % ,7 %的试样碳含量在0.093 %~0.098 %之间(接近Q235 碳含量下限) ,其余2 %的试样碳含量分布在0.23 %~0.25 %范围内,略高于Q235 碳含量上限。
碳含量偏高,则钢材强度提高,但同时钢材的塑性、韧性、冷弯性能、可焊性及抗锈蚀能力下降。
硫、磷等有害元素的含量均满足规范要求。
由上可见,受检钢构件大部分未达到Q345 钢材的标准;虽然少量受检钢构件的化学成份较Q235钢材有所差异,但考虑到该检验方法为间接法,且力学性能试验表明钢材塑性、韧性、冷弯性能等均满足Q235 钢材的标准,焊缝检测合格,且所有钢构件均进行过防锈处理。
因此可以认为受检钢构件达到Q235 钢材的要求。
4 结构验算分析根据原设计图纸和结构使用条件,钢材设计指标按Q235 - B 取值,依据国家现行有关规范、规程的规定,采用STS 设计软件对受检房屋进行了结构验算。
验算结果表明:部分构件承载力不满足规范要求。
验算结果见图4 。
·189·柱左:作用弯矩与考虑屈曲后强度抗弯承载力比值; 梁上:作用弯矩与考虑屈曲后强度抗弯承载力比值;右上:平面内稳定应力比(对应长细比);左下:平面内稳定应力比; 右下:平面外稳定应力比(对应长细比);右下:平面外稳定应力比图4 钢结构应力比5 结语通过对该厂房进行现场检测、材料分析及结构验算可知,应对该厂房中承载力不满足要求的构件进行加固处理。