摘要（yào）：鋼結構健康檢測及鑒定是保障（zhàng）建築鋼結構穩定性、安全性的重要措施。結合建築鋼結構實際特點，采用科學合理地健康檢測及（jí）鑒定，及（jí）時發現質量（liàng）隱患，避免造成鋼結構質量事故。本文對（duì）建築鋼結構的健康檢（jiǎn）測及鑒定進行簡（jiǎn）單分析。
　　關鍵詞：建築結構；鋼（gāng）結構；健康檢測；無損檢測
　　一．引言
　　隨著高層建築的逐漸興起，鋼結構應（yīng）用範圍逐漸擴大（dà），針對鋼結構的健康檢測也越來越多。高層建築結構形式越來越複雜、工作條件越（yuè）來越苛（kē）刻，由鋼結構焊接質量（liàng）造成的事故也越來越多，事故危害越來越大，對建築鋼結構的（de）健康檢測（cè）及鑒定提出了更高要求（qiú）。
　　二．建築鋼結構健康檢測內容
　　1.幾何量檢（jiǎn）測
　　裂縫的檢測包括裂縫出現的（de）部（bù）位（分布）、裂縫的走向、裂縫的長度和寬度。觀（guān）察裂縫的分布和走向（xiàng），可繪製裂（liè）縫分布圖。裂縫寬度的檢測主要用（yòng）10倍～20倍讀數放大鏡、裂縫對比卡及塞尺等（děng）工具。裂縫長度可用鋼尺測量，裂縫深度可用極薄的鋼片插（chā）入裂縫，粗略地測量，也可（kě）沿裂縫方向取芯或超聲儀檢測。判斷裂（liè）縫是否發（fā）展（zhǎn）可用粘貼石膏法，將（jiāng）厚10mm左右，寬約50mm～80mm的石（shí）膏餅牢固地粘貼在裂縫處（chù），觀察石膏（gāo）是否裂開；也可以在裂縫的兩側粘貼幾對手持式應變儀的頭子，用手持式應變儀量測變（biàn）形是否發展。
　　2.結構變（biàn）形檢測（cè）
　　測量（liàng）結構或構件變形常用儀器有水準儀、經（jīng）緯儀（yí）、錘球、鋼卷尺、棉線等（děng）常規儀器以及激光測位移計、紅外線測距儀、全站儀（yí）等。結構變形有許多類型，如梁、屋架的撓度，屋架傾斜，柱子側移等需要根據（jù）測試對象采（cǎi）用不（bú）同的（de）方法和儀器。測量小跨度的（de）梁、屋架撓度（dù）時，可用拉鐵絲（sī）的簡單方法，也可選取基準點用水準儀測（cè）量。屋架的傾斜（xié）變位測量，一般在屋架中部（bù）拉杆處，從上弦固定吊錘到下弦處，量（liàng）測（cè）其傾斜（xié）值，並記錄傾斜方向。
　　3.結構材料性能（néng）檢（jiǎn）測
　　對鋼材性能檢（jiǎn）測主要是指裂（liè）紋、孔洞、夾渣等。對焊縫主要是指夾渣、氣泡、咬邊、燒穿、漏焊、未焊透以及焊腳尺寸不足等對鉚釘或螺栓（shuān）主要是指漏鉚、漏檢、錯位、錯排及掉頭。檢測方法（fǎ）主要（yào）是外（wài）觀檢查、x射線、超聲波（bō）探（tàn）傷、磁（cí）粉探傷方法和滲透探傷（shāng）方（fāng）法檢（jiǎn）查。超聲法用（yòng）於金（jīn）屬材料的探（tàn）測要求頻率（lǜ）高，功率不必太大，這樣測試靈敏度高，測試精度好。超聲波探傷通常采用縱波探傷和橫波探傷（主要用於焊縫（féng）探傷）兩種方（fāng）法（fǎ）。超聲波對鋼結構檢測，要求測點平整光滑（huá）。
　　4.鋼結構的缺陷
　　由於人為（wéi）或自然原因，致使建築物（wù）出現影響正常（cháng）使用以及（jí）承載力、耐久性（xìng）、整體穩（wěn）定性等不足的問題。缺陷表現為（wéi）具有影響正常使用以及承載力、耐久性、完整性的種種隱藏的和顯露的不足。但缺陷往（wǎng）往是產生事故的直接或間接（jiē）原因，而事故往往是缺陷的質變和經久不加處理的發展。
　　三.建築鋼（gāng）結構健康檢測與鑒定現狀
　　縱（zòng）觀國內無損檢測在建築業上的應用現狀，非特別重要的（de）構件一般不用射線探傷，對於厚度在8mm及其以上的板材及曲率半徑不（bú）大（dà）的管材對接焊縫多采用超聲波探傷，8mm以下的板（bǎn）材和曲（qǔ）率半徑較（jiào）大的管（guǎn）材對接焊（hàn）縫（féng）多采用磁粉探傷和滲透探（tàn）傷而角焊縫基本采用（yòng）磁粉探傷和滲透探傷。
　　雖然全（quán）息探（tàn）傷是發展方向，但目前工程實踐中幾乎沒有應用。然而，對於4mm～8mm範圍內的（de）鋼（gāng）板對接焊縫，用磁粉探傷和滲透探傷都隻能探到表（biǎo）麵和近表麵的缺陷，特別是對隻能單麵探傷（shāng）的（de）焊縫內部缺陷較難探出，而（ér）普（pǔ）通（tōng）超聲儀探頭能探測（cè）到的最小（xiǎo）厚度是8mm。
　　對於這一厚度（dù）範圍的鋼板（bǎn）或管材探測焊（hàn）縫內部缺（quē）陷必須結合工程實際情況研製（zhì）專門的超聲（shēng）儀探頭，才能進（jìn）行探（tàn）傷檢測。焊接連接是鋼結構中（zhōng）最基本（běn）的一種連接方式，按（àn）焊（hàn）縫與母材的連接位置可分為對接焊縫和角焊縫，對接焊縫包括完全焊透的對接焊縫和部分焊透的對接焊縫，角焊（hàn）縫分直角焊縫和斜角焊縫。
　　依據GB50017-2003鋼結構設計規範，焊縫應根據結構的重要性、荷載特性、焊縫形式、工（gōng）作環境以（yǐ）及應力狀態等情況按一定原則確定不（bú）同的質（zhì）量等級（jí）。對於不同質量等級的焊縫，GB50205-2001鋼（gāng）結構（gòu）工程（chéng）施工質量驗收規範要求進行表觀檢查和（hé）內部（bù）質量（liàng）檢（jiǎn）測。
　　四.建築鋼結構健康檢測及鑒定應用及（jí）發展策略
　　1.直接檢測法技術應用
　　在鋼結構的檢測技術日益發展的（de）今（jīn）天，傳統的（de）直（zhí）接觀測檢查仍然起到了很（hěn）大（dà）的作用（yòng）。
從經濟性的角度去（qù）看，任何一種現代化的檢（jiǎn）測技術都需要（yào）大量的資（zī）金支持（chí），因此，傳統的直接檢測法具（jù）有經（jīng）濟實（shí）用的特點。通（tōng）過鋼結構直接觀測檢查法，可以對鋼結構表麵的氣泡、裂縫以及咬（yǎo）邊、熔合等常規缺陷進行檢測。當（dāng）然，這種方法需要工作人員常年的工作經驗積累，需要工（gōng）作人員的嚴謹的工作態度和工作技術做（zuò）支撐，才能對鋼結構進行全麵（miàn）的檢測。同時，結合現代先進（jìn）的（de）檢（jiǎn）測方法，使傳統的檢測方法發揮更大的作用。
　　2.磁粉檢測技術應用
　　磁粉檢（jiǎn）測技術是現代鋼結構無損檢（jiǎn）測的重要技術之一，其原理是（shì）當鋼（gāng）鐵材料被磁化以後，鋼結構上麵將會出現磁力線的分布情況，通過分析磁力線的分布，可以判（pàn）斷出鋼結構是否存在缺陷。當鋼結構存在裂縫等缺陷時，磁力（lì）線將會因（yīn）為鋼結構破（pò）損而（ér）發生扭曲或變形（xíng），通過一些合適的光照就可以（yǐ）直觀的觀測到這些缺陷，實現鋼結構損傷的檢測。在沒（méi）有破損、裂縫的鋼（gāng）結構上，磁力線應（yīng）該表（biǎo）現為全部通過這類材料，並（bìng）且排列（liè）整齊；如果鋼結（jié）構存在缺陷，表（biǎo）麵粗糙，則磁力線經過鋼結構表麵時會發生扭曲，而（ér）且缺陷越大，磁力線的扭曲程度就越大。這（zhè）種檢測（cè）方法一般用於鐵磁性的（de）材料，例如鋼（gāng）管、鋼板以及鑄鋼零（líng）件等，而且具有成本較低、使用方便、檢測結果直觀顯示、檢測效率高（gāo）等優點。但是，它也存在一定的缺陷，這種檢測隻能用於鐵磁性材料，而且對檢測（cè）員的視力要求較高。
　　3.超聲（shēng）波法技術應用
　　利用超聲（shēng）波法對鋼結構進行綜合檢測，基（jī）本原理是在鋼結構的一側安裝發射探頭，通過發射探頭將電能轉換成為機械能（néng），發出超聲波可以穿透鋼結構（gòu），到結（jié）構的另一側。然後通過接收探頭將接（jiē）收到的超聲波接收後再還原成電信（xìn）號，隨後將這個（gè）信號放（fàng）大（dà），就可以在（zài）示波（bō）器上（shàng）顯示出來。聲波傳送的（de）時（shí）間則是通過數碼顯示器得到，並可以打印出具體的數值。因為超聲波所穿透的鋼結構厚度（距離）是已知的，就可以根據超聲脈衝發出和到達的時（shí）間，算出聲波在鋼結構中的傳播速度，從聲速上就可以對鋼結構的質量進行判斷。一般來講，鋼結（jié）構的密度越（yuè）大，則所測得的聲（shēng）速（sù）也就會越大。相反，如果鋼（gāng）結構的密度比較小，材質相對稀疏，則測得聲速也會變的（de）較小。通過（guò）超聲波檢測，可以有效的檢測出（chū）鋼結構的完整性，保證鋼結構的質量（liàng）安全。由此可知，超聲波檢測鋼結構質量和完整性的理論（lùn）基礎是彈性波（bō）波速與媒質特性之間的關係。從聲波傳（chuán）送的速（sù）度可以推測出所穿透的鋼結構特性（xìng）的（de）變化。
　　4.力學檢測技術（shù）應用（yòng）
　　（1）高應（yīng）變動力檢測法
　　根據作（zuò）用在鋼結構（gòu）的動荷載的能量是否可以使鋼結構發生塑性位移，可以將動力檢測法分為高應變動力和低應變（biàn）動力兩種方法，也就（jiù）是高應反射（shè）波法和低（dī）應反射波法（fǎ）。高應（yīng）反（fǎn）射波法（fǎ）是指利用幾十甚至幾百斤重的重錘來敲鋼結構的一側，同時在鋼結（jié）構兩側距受力端一段距離處對稱安裝力和速度傳感（gǎn）器，測定重錘衝擊下的作用力和速度信號。這種（zhǒng）方法作用在受力處的能量（liàng）較大，應力和應變水平與鋼結（jié）構使用環境下的（de）應力應變（biàn）水平相接近（jìn），分析鋼結構受力時輸出的信號，通過動荷載來檢驗鋼結構的承載能（néng）力。
　　（2）低應（yīng）變動（dòng）力檢測法
　　低應（yīng）變動力檢測法是采用（yòng）低能量的瞬態或穩態激振，通過讓鋼結構在合（hé）理的彈性（xìng）範圍內進行較低幅（fú）度的振動（dòng），然後（hòu）再根據波動理論和振動來判（pàn）斷鋼結構的缺陷。目前（qián）我國低應變動測試法主要有應力波反射法和振（zhèn）動（dòng）波法，其中反射波的應用最廣泛。然而低應（yīng）變（biàn）動測法能否測定承載力在國內還存在一定爭議。因為低應變反射波（bō）法把鋼結構（gòu）看作一維（wéi）彈性均質杆件，當鋼（gāng）結構一端受到衝擊時，應力波將會沿著鋼結構向下傳（chuán）播，當遇（yù）到阻礙時發生反射，由頂端的傳感器進行接收（shōu），然後經（jīng）過動測儀的采集處理後，記錄反射信（xìn）號，根據實測時（shí）域（yù）的信號（hào）波（bō）形的浮動值和相位特征來判斷鋼結構是否存在缺（quē）陷。
　　5. 基於超（chāo）聲波無損檢測應用
　　超聲波探傷具有高靈敏度、操作簡（jiǎn）便、探測速度快、成本低且對人體無損傷的優點，故得到廣（guǎng）泛應（yīng）用。在檢測前，首先（xiān）要了解設計對（duì）焊接（jiē）質量的技術要求。
　　目前鋼結構的驗收標準是依據GB50205-2001《鋼結（jié）構工程施工質（zhì）量（liàng）驗收規範》來執行的。標（biāo）準規定：對於設計（jì）要求焊縫（féng）焊接質量等級（jí）為I級，評定等（děng）級（jí）為Ⅱ級時，規範規定要求做100%超聲（shēng）波檢測（cè）；對於設計要求焊（hàn）縫焊接質（zhì）量等級為Ⅱ級，評定等級為Ⅲ級時，規範（fàn）規定要求做20%超（chāo）聲波檢測；對於（yú）設計要求焊縫焊接質量等級為Ⅲ級時不做超聲波內部缺陷檢查。
　　在此值得注意的是超聲波檢測用於全熔透焊縫，其檢測比例（lì）按（àn）每條（tiáo）焊縫，長度的百分數計算，並且不小（xiǎo）於200mm。對於局部檢測的焊縫，如果發現有不允許的缺陷時：
　　（1）應該在該缺陷兩端的延伸（shēn）部位增加檢（jiǎn）測（cè）長度，增加長度不應小於該焊（hàn）縫長（zhǎng）度的10%且不應小於200mm，當仍（réng）有不允許的缺陷時（shí），應對該焊縫進行100%的檢測檢查；
　　（2）應該清楚檢測時（shí）機，碳素結構鋼應在（zài）焊縫冷卻到環境溫度後，低合金結（jié）構鋼在焊接完成24h以後方可進行（háng）焊縫檢測檢驗；
　　（3）應該知（zhī）道待測工件母材厚（hòu）度、接（jiē）頭型式及坡口型式。截止到目前為止，本人在（zài）實際工（gōng）作中接觸到的要求（qiú）檢測的絕大多數焊縫都是中厚板對接焊縫的接（jiē）頭型式，所以下麵（miàn）主要（yào）就對焊縫檢測的操作做針對性的（de）總（zǒng）結。
　　一般的母材厚度在8mm～30mm之間，坡口型式有I型、單V型、X型等幾種形（xíng）式。在弄清楚以上這些數據後才可以進行檢測前（qián）的準備工作。在每次（cì）檢測操作前都（dōu）必須利用標準試塊（CSK—IA、CSK—ⅢA），校準儀器（qì）的綜合性能及檢測靈敏（mǐn）度、校準麵板曲線，以保證檢測結果的（de）準確性。
　　五．結束語
　　建（jiàn）築鋼結構健康檢測及鑒（jiàn）定是保障建築鋼結構材料質量（liàng）的重要策略，通過做好鋼（gāng）結構健（jiàn）康檢測及鑒定，及時發現質（zhì）量隱患，采用合理補救措施，確保建築（zhù）質量安全、穩定（dìng）。 
         李中華1 張津銘（míng）2
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