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建築鋼結構（gòu）材料的特性與鋼結構檢測方法
更新時間：2021-04-10 17:51
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　  【摘 要（yào）】改（gǎi）革開放以來發展起來的高層鋼結構(包括鋼骨混凝（níng）土結構)，大量進入民用建築領域，使得鋼結構建（jiàn）築，在技（jì）術上更加成熟，在質量上更加穩定。本文（wén）簡要介紹了建築鋼結構材料特性與檢測方法，重點（diǎn）對鋼結（jié）構檢測（cè）方法與質量（liàng）檢測方法闡（chǎn）分析，以保（bǎo）證（zhèng）輕鋼結構建築質量，充分發揮鋼（gāng）結構材料性能。
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　　【關鍵詞（cí）】鋼結構檢測；鋼結構材料；質（zhì）量檢測；質量評定
　　前言
　　近年來，我國對基礎（chǔ）設施建設投入力度的不斷加大，建築工程的質量越來越受到人們的重視，建築材料的質量從根本上決定了建築工程的質量，因此要（yào）想保（bǎo）證建築工程的質（zhì）量就必須做好建築材料的檢（jiǎn）測工作，近年來，檢測技術逐步發展，相關的（de）檢測標準（zhǔn）及（jí）法律法規也相繼實（shí）施，建築材（cái）料檢測項（xiàng）目及建築材料取樣均有了相應的規定，在建築材料檢測過程中，往往會因外界或操作的一些因素影響而使得檢（jiǎn）測結果出現偏差。鋼結構檢測（cè）在提升單項檢測技術的同（tóng）時，注重發展和實現專業間的一體（tǐ）化，完善了成套的鋼結構檢測技術，包括鋼材力學性能（néng）檢測(拉（lā）伸、彎（wān）曲、衝擊、硬度)、鋼結構（gòu）緊（jǐn）固件力學性能檢測(抗滑移係數、軸力)、鋼材金相檢測分析(顯微組織分析、顯微硬度測試)、鋼材化學成分（fèn）分析、鋼結（jié）構無損檢測、鋼結（jié）構應力測試和監（jiān）控、塗料檢測等成套檢測技術（shù）。
　　1 鋼結構材料的特性分（fèn）析
　　鋼（gāng）結構材料從使（shǐ）用角度講，強度、塑性、冷脆破（pò）壞性和可焊性等是建築鋼材的基本性能。材質的單項（xiàng）指標不（bú）能代表其全部特征，必須依據常規試驗的各項指標進行綜合評定。評定中還（hái）應收集下述資料作參考數據：鋼材生產的時間、鋼材供應的技術條件及其產品說明書。必須查明鋼材牌號、技術指標、極限強（qiáng）度、屈服強度、受拉時的延伸率、冷變、反複彎曲、衝擊韌性與化學成（chéng）分等。材質檢驗包括鋼材型材(包括焊（hàn）接H型鋼、焊管)、焊接球、螺栓球以及連接緊固件的檢測，型材、焊接球、螺栓球是鋼結構工程的基本元素，它的質量直接關係到工程的質量（liàng）。
　　2 鋼結構檢測內容
　　2.1 用測厚儀測定鋼結構截麵厚（hòu）度
　　鋼結構由於加工精確程度（dù）和斷（duàn）麵（miàn）鏽蝕的影響，鋼結（jié）構斷麵厚度往往有些變（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（miàn）厚度是非常重要的一項任務。目前，測定厚度一種是卡尺，一種是用測厚儀測定厚度。下麵介紹用超聲波（bō）數字測（cè）厚儀測定截麵厚度的方法。采用超聲波脈衝反射法。超聲波從一種均勻介質傳播到另一種（zhǒng）均勻介質時，分界麵上會發生聲的反（fǎn）射，從探頭發射的超聲波，經過延遲（chí）塊而進入被測件，超聲波到達分界麵時，而（ér）被反射回來，又通過延遲塊被接收探（tàn）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，求出被測件的厚度。即儀器顯示的厚度值。如（rú）1.2～100ram的儀器顯示（shì）值為2O.88，即20.88mm，其精確度為0.01 rnm。
　　2.2 鋼結構塗層厚度的測定
　　在鋼結構鑒定中，塗層好壞及塗層厚度是一個重要參（cān）數，因（yīn）此測定塗層厚度是一項重要項（xiàng）目。塗層厚度測定一般用磁性測厚儀測定，國內外（wài）均有產（chǎn）品。國產塗層磁性測厚儀（yí）用天津市材料試驗機廠的產品，名稱（chēng）是Occ—A型磁性測厚儀。用磁性測厚儀時，要調好儀器，使其具有正常工作性能。首先要（yào）確定測（cè）量範圍，第一檔為0 501xm，第二檔為0～5001.~m。測量時，用探（tàn）頭接觸被測塗層。測定時（shí）首先（xiān）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（céng）具體情況確定，首先通過儀器確（què）定（dìng）有無塗層，因在長期環（huán）境作用（yòng）下塗層損傷直至消失塗層，塗（tú）層（céng）消失與否是塗層的重要參數。因（yīn）為有無殘留塗層是結構鏽蝕程（chéng）度一個重（chóng）要界限，也是永久性評估的重要界限。
　　2.3 鋼結構屋（wū）架撓度（dù）的測定
　　鋼屋架（jià）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拉緊，而且鋼絲要求具有一定的抗拉強（qiáng）度。測量（liàng）時關鍵要把握住鋼（gāng）絲拉直，使測量數值準確。同時，最好有竣工（gōng）記錄，原鋼屋架在施工後有否反拱或撓度值。這兩（liǎng）個值確（què）定之後才能確定（dìng）屋架（jià）在荷載作（zuò）用下的應力撓度值。當然往往由於施工安裝（zhuāng）時就有反拱，使用（yòng）後仍然有後（hòu）拱，測出來的撓度值是負撓（náo）度，因此，測定數值一（yī）定標明正負值。測定撓度時最好確定固定點，即一般在跨中確定測點（diǎn）。如傾儀果測定時拉鋼（gāng）絲中間遇有障礙。如角鋼（gāng）、電線等，此時必須在兩端（duān）墊支點，以使鋼（gāng）絲拉直。墊支點時，測量出的撓度（dù）值必須減去兩支點高度的平均值，才是實際撓度值。同時為了確保跨度端點的固定位置，兩端要有（yǒu）專人掌握端點固定（dìng）位置並標出端點與實際屋架端點的距離（lí），以求出實際的測量撓度時的跨度值。
　　3 鋼結構的質量檢測與評定
　　幾何尺寸的偏差，構件的非線性，結（jié）構焊接和鉚接（jiē）質量低劣，底漆和塗料質量（liàng）不好，是鋼結構在製（zhì）造階段的主要（yào）缺陷：結構位置的偏差，運輸和安裝時由（yóu）於機械作用引起構（gòu）件的扭（niǔ）曲（qǔ）和局部變形，連（lián）接節點處構件的裝（zhuāng）配不精（jīng）確，安裝連接質量差，漏裝或少裝某些（xiē）扣件、綴板，焊縫尺寸偏差等，均屬安裝的缺陷；使用過程中（zhōng）實際產生的（de）作用與（yǔ）原（yuán）設計（jì）的偏離，材料的腐蝕和腐蝕（shí）引起構件橫斷（duàn）麵麵積的減小，在（zài）交變荷載作用下（xià）金屬內部結構強度發生變化和疲勞現（xiàn）象以及引起連接破壞等，均（jun1）屬使用中的缺陷。由於這（zhè）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（de）質量檢驗除按（àn）規程進行材質的力（lì）學性能檢測與有關化學成分分析外，應進行承載能力、變形、鏽蝕（shí）、損傷四（sì）個方麵的檢測及（jí）綜合評定，以確定其（qí）質量等級。
　　3.1 材質檢驗與測定
　　從使（shǐ）用角度講，強度、塑性、冷脆破壞性和可焊性等是建築鋼材的（de）基本性能。材質（zhì）的（de）單項指標（biāo）不能代表其全部特征，必須依據常規試驗的各項（xiàng）指標（biāo）進行綜合評定。評定中還應收集下述資料（liào）作參考數（shù）據：鋼材生產的（de）時間、鋼（gāng）材供應的技術條件及其產品說明書。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、衝（chōng）擊韌性與化學成分等。鋼材材質的力學試驗和（hé）化（huà）學分析結果，都應符合相應規程的規定（dìng）。
　　3.2 鋼結構構件變（biàn）形檢驗（yàn）與評定
　　鋼結構的最後綜合評定是由承載能力、變形、鏽（xiù）蝕、損傷四個方麵進行綜合考慮和分析，並以（yǐ）承（chéng）載能力為主給出等級。關於鏽蝕和損傷的（de）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（hé）評定的（de）最後確定“標準”規定（dìng）：
　　(1)當（dāng）變形比承載（zǎi）能力低一級時，仍按承載能力等級確（què）定。
　　(2)當變形比承載能力低（dī）兩級時，且鏽（xiù）蝕和損傷又較嚴重時，按承載能力降低一級確定。
　　3.3 鋼結（jié）構的強度、變形及缺陷檢測
　　在鋼結（jié）構建築物中，鋼構件之間多采用焊接連接。所謂焊（hàn）縫無損檢測，就是為了判定焊接結構或焊件（jiàn）在成型後能否滿足使用（yòng）要求，在不進行大（dà）麵積破壞性試驗的情況下對焊縫進行檢測的技術。
　　鋼結構強度及形（xíng）變的檢測，常用的（de）有電（diàn）測法（fǎ）與機測法。電測法就是利用電學（xué）量(如電（diàn）流、電（diàn）阻、電容等（děng）)的變化及其電學變化量與（yǔ）力學量之關係來測定其力學量(如應變及其應力)：其測定的範圍有靜態（tài）和動態（tài）兩（liǎng）種。機測法主要是測定其形變(如撓度、傾角與伸縮形變恒等)。另（lìng）外，還有表麵硬度法，就是利用硬度與（yǔ）強度之（zhī）間（jiān）的關係來獲得其強（qiáng）度值。
　　關於鋼（gāng）結構缺陷的檢測，常用的有超聲波法與電磁法。對已建鋼結構鑒定時，檢查鋼結構材質是很重要的測定內容。最理想的方（fāng）法是在結構非主要受力部位截取試樣，由拉（lā）伸試驗確（què）定相應的強度指標。但這（zhè）同樣會（huì）損傷（shāng）結構，影響它的（de）正常工作，並需（xū）要進行補（bǔ）強。一般采用表麵硬度法間（jiān）接推斷鋼材強度。在鋼（gāng）結構（gòu）建築物中（zhōng），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在成型後能否滿足使用要求，在不進行大麵積破壞（huài）性試驗的情況下對焊縫進行（háng）檢測的技術。
　　4 結束語
　　總之，建築材料的質量關（guān）乎到建築工程的（de）最終質量，必須嚴格把關。相關工作人員必須在檢測過程中從自身做起，仔（zǎi）細認真的檢測到每一（yī）個材料項目（mù），以（yǐ）確保整個建築（zhù）工程（chéng）的質量及安全。
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