1．評定依據和指標

1.1．構（gòu）件變形指標

為了不影響結構或構件的正常使（shǐ）用（yòng）和觀感，鋼結（jié）構設計時應該對結（jié）構或構件的變形（撓度或側移）規定相應的限值（zhí）。鋼結構設（shè）計規範附錄A規定了一般（bān）情況（kuàng）下結構或構件變形的容許值。當有（yǒu）實踐經驗或有特殊要求時，可根據不（bú）影（yǐng）響（xiǎng）正常使用和觀感（gǎn）的原則對附錄A的規定進行適當地調整。（參考GB50017-2003_3.5.1） 對於單層鋼結構，鋼屋（托）架、桁架、梁及受壓杆件的垂直度和側（cè）向彎曲失高的（de）允許偏差應符合鋼結構工程（chéng）施工質量驗（yàn）收規範（fàn）表10.3.3的規定。（參考GB50205-2001）

1.2．整體變形指標

單（dān）層鋼結（jié）構主體結構的整體垂（chuí）直度（dù）和（hé）整體平麵（miàn）彎曲的允許偏差應符合鋼結構工程施（shī）工質量驗收規範表10.3.4的規定（dìng）；多層及高層鋼結構主體結構的整體垂直度和（hé）整體平麵彎曲的允許偏差應符（fú）合鋼結構工程施工（gōng）質量驗收規範表11.3.5的規定。（參考GB50205-2001）

動荷載（儀器工作荷載、風荷載、地震荷載等（děng））作用會使鋼結構整體產生動態（tài）變（biàn）形（振動）。結構振動（dòng）幅度過大會給使用者（zhě）帶來不適的感覺，從而影響結構（gòu）的適（shì）用性。借（jiè）鑒（jiàn）高層建築混凝土結構技術（shù）規程對舒適度要求（qiú）的（de）規定，為（wéi）使高層建築結構具有良（liáng）好的使用條件，滿足舒適（shì）度要（yào）求，按現行國家標準《建築結構荷載規範》GB50009規定的10年（nián）一遇（yù）的風荷載取值計算的順風向和橫風向結構頂點最大加速度amax不應超過表1.2.1的限值。（參考JGJ3-2002_4.6.6）

表1.2.1結構頂點最大加速度限值amax

1.3．連（lián）接變形指標

1.3.1．焊縫連接

建築鋼結構焊接（jiē）技術規程和鋼結（jié）構工程施工（gōng）質量驗收規範對焊縫（féng）的外觀有如下要求：一級焊縫不得存在未（wèi）焊滿、根部收縮、咬邊和接頭不（bú）良等缺陷，一級焊縫和二級焊縫不得存在表麵氣孔、夾渣、裂紋和（hé）電弧擦傷等缺陷（參考（kǎo）JGJ81-2002_7.2.3，GB50205-2001_5.2.6）。

1.3.2．螺栓連接

鋼結構施工質（zhì）量驗收規範對螺栓連接有如下（xià）要求：永久性普通螺栓緊固應牢固、可靠，外露絲扣（kòu）不（bú）應少於2扣（kòu）；高強度（dù）螺栓連接摩擦麵應保（bǎo）持幹燥、整潔（jié），不應（yīng）有飛邊、毛刺、焊（hàn）接飛濺物、焊疤、氧化（huà）鐵皮、汙垢等；螺栓不應出現有（yǒu）間隙、鬆動等（děng）未擰緊情（qíng）況。（參考GB50205-2001_6.2.3,6.3.6,6.3.8）

1.4．開裂、鏽蝕指標

表（biǎo）麵的裂（liè）紋應探明（míng）深度，不允許存在較深裂紋或內部裂紋（JGJ7-2010_6.2.4）。 構件應按其表麵（miàn）鏽蝕腐（fǔ）蝕的檢查結果評定正常使用性的級別。（參考GB50292-1999_5.3.4）

2．檢測（cè）技術研究

根據上述評定依據（jù）和指標，鋼結構適用性檢測主要包括（kuò）以下內（nèi）容（róng）：構件的（de）變形與（yǔ）損傷、構件間的連接（焊（hàn）縫（féng），螺栓（shuān））、結構整體的靜（jìng）態變形和動態（tài）變形。對應檢測指標：構件撓度、主體傾斜度、結構（gòu）水平位移、結構動態變形、構件連接情況、開裂和鏽（xiù）蝕情況（kuàng）。對各（gè）指標的檢測技術簡述如下。（主要參考建築變形測量規範JGJ8-2007）

2.1．撓度檢測

鋼結構構（gòu）件（梁、柱）的撓度可（kě）采用激光測距儀、水準儀或拉線等方法進行檢測。當觀測條件允許（xǔ）時，亦可用撓度計、位移傳感器等設備直（zhí）接測定撓度值。

2.2．結構主體傾斜檢（jiǎn）測

結構主（zhǔ）體的傾斜檢（jiǎn）測包括測定結構頂部觀測點相對於底部固定點或上層相對於下層觀測點（diǎn）的傾斜度以及傾斜（xié）速率。結構的傾斜，可采用（yòng）經緯儀（yí）、激光定位儀、三軸定位儀或吊錘的方法檢測。

當從（cóng）結構或構件的外部觀測主體（tǐ）傾斜時，宜選用下列經緯（wěi）儀觀測法：投點法，測水平（píng）角法，前方交（jiāo）會法；當利用建築或構件的頂部與底部（bù）之（zhī）間的豎向通視條件進行主體傾斜觀測時，宜選用下列觀測方法：激光鉛直儀觀測法，激光（guāng）位移計自動記錄法，正、倒（dǎo）垂線法，吊垂球法；當建築立麵上觀測點數量多（duō）或傾斜變形量大時，可采用激光（guāng）掃描或（huò）數字（zì）近（jìn）景攝影測量方法。

2.3．結構水平位移檢測

結構的水（shuǐ）平位移可以采用激光準直法測定，也可采用測邊角法測定。當測量檢測點任（rèn）意方向位（wèi）移時（shí），可視檢測點的分布情況，采用前方交會或方向差交會及極坐標等方法。對於檢測（cè）內容較多的大（dà）測區或檢測點遠離穩定地區的測區，宜采（cǎi）用測角、測邊、邊角及GPS與基準線法相結合的綜合測量方法。

2.4．結構（gòu）動態變形檢測

對於結（jié）構在動荷載作用下而（ér）產生的動態變形，應測定其（qí）一定時間段內（nèi）的瞬時變形（xíng）量。動態變形測量方法的選（xuǎn）擇（zé）可根據變（biàn）形體的類型、變形速率、變形周（zhōu）期特征和測定精度（dù）要求等確定，並符合下列規定：

a對於精度（dù）要求（qiú）高、變形周期長、變形速率（lǜ）小的動態變形測量，可采（cǎi）用（yòng）全站儀自動跟蹤測量或激光測量等方法；

b對於精度要求低、變形（xíng）周期短、變形（xíng）速率大的建築，可采用位移傳感器、加速度傳感器、GPS動態實時差分測量等方法；

c當變形頻率小時，可采（cǎi）用數字近景攝影測量或經緯（wěi）儀測角前（qián）方（fāng）交會等方法（fǎ）。

2.5．結構（gòu）連接檢測

2.5.1．焊縫檢測

焊縫檢測有兩種方法：普通方法(指外（wài）觀檢（jiǎn）查、測量尺寸、鑽（zuàn）孔檢查等)和精確方法(指在普通方法的基礎上，用X射線、超（chāo）聲波等方法進行（háng）的補充檢查)。對於重要結構或要求焊接金屬強度等於被焊金屬強度的對接焊縫，必須用精確（què）方法進行檢查：a超聲波探傷。超聲波是目前使用最為廣泛的探傷（shāng）方法。利（lì）用超聲（shēng）波的強穿透力，良好（hǎo）的方向性和（hé）傳播過程中遇到不（bú）同介質的分界麵時所發（fā）生反射、折射（shè）、繞射（shè）和波形轉換等特性，可（kě）探測到尺寸約為其波長1/2的（de）極小的內部缺陷，對（duì）材料內部缺陷反映也較靈敏，但對缺陷的性質不（bú）易識別。b 射線探傷。射線探傷係指采用X射線，γ射線進（jìn）行拍片檢查。通過觀察底片上的影像，能判斷焊縫內部有無缺陷，以及缺陷的種類（lèi）、大小和所在位置。是目前檢查焊縫最可（kě）靠的方法。

2.5.1．螺栓檢測

對於螺栓對結構適（shì）用性（xìng）影響的檢測主要依靠（kào）外觀檢查，看其是否存在螺（luó）杆剪斷（duàn）、彎曲，孔壁承壓（yā）破（pò）壞，板件端部剪壞、拉壞等現象。

2.6．裂縫、鏽蝕檢測

對於結構構件的裂紋或缺陷，可采用渦流、磁粉和（hé）滲透等無損（sǔn）檢測技術檢測。a. 渦流檢測。在檢測中，若構（gòu）件無缺陷，在激勵作用下被測件內感應出（chū）的渦流流動呈現同（tóng）一形狀；若被測件上有缺陷，如裂紋時，就破壞了原來渦流（liú）流動的路徑，使其發（fā）生畸變，渦流磁場也隨之發生變化。b. 磁粉檢測（cè）。檢測時可將鐵磁性材料（liào）的粉末撒在構件上，在有漏磁場（chǎng）的位（wèi）置磁粉（fěn）就被吸附，從而形成顯示缺陷形狀的（de）磁痕（hén），磁粉檢測能比較（jiào）直觀地檢測（cè）出缺陷。這種方法是應用最早、最廣泛的一種無損檢測方法。它分為幹法(將磁粉（fěn）直接（jiē）撒在被測構（gòu）機表麵)和濕法(將磁粉懸浮於載液如水或煤油之中形成磁懸液噴撒於被測構件表麵)兩種，磁料檢測方法簡單實用，能適用於各種形（xíng）狀和大（dà）小以及不同工藝加工製造的鐵磁（cí）性金屬材料表麵缺陷檢測，但（dàn）不（bú）能確定缺陷深度。c. 滲透檢測。檢測時，首先將具有良（liáng）

好滲透力的滲透液塗在被測構件表麵，由（yóu）於滲透和毛細作用，滲透（tòu）液（yè）便滲入構件上開口（kǒu）型（xíng）的缺陷當中，然後對構（gòu）件表麵進行淨化處理，將多餘的滲透液清洗掉，再塗上一層顯像劑，將滲入並滯留在缺陷中（zhōng）的滲透液吸出來，就能（néng）得到被（bèi）放大了的缺陷的清晰顯示，從而達到檢測缺陷（xiàn）的目的。滲透（tòu）檢測可（kě）同時檢出不同方向的各類表麵缺陷，但不能檢測非表麵缺陷（xiàn）。

鋼材鏽蝕的檢測采用超聲波測厚儀。超聲波測厚儀采用脈衝反射波法（fǎ）。超聲波從一種均勻（yún）介質向另一種介質（zhì）傳播時，在界麵上會發生反射，測厚儀可測（cè）出探頭（tóu）自發出超聲波至收到界麵發射回波的時間。超聲波在（zài）各（gè）種鋼材中的（de）傳播速度可查表或（huò）通過實測確定，由波速和傳播（bō）時間就可（kě）計算出（chū）鋼材的厚度。對於數字超聲波測厚（hòu）儀，厚度會直接（jiē）顯（xiǎn）示在顯示屏上（shàng）。

2.7．自主研（yán）發的無線位移檢測係統

振弦式位移計（jì）可（kě）以測量結（jié）構物伸縮縫或裂縫的開合度（變形），並同時測（cè）量埋設點的溫度。經改裝加工部分配套附件可組成多（duō）點位移計、表麵（miàn）裂縫計等測量變形的儀器。其特點有：長（zhǎng）期穩定、靈敏度高、溫度影響小、不鏽鋼結構、高防水（shuǐ）性能（néng）、同時測量溫度、不（bú）受長電纜影響（xiǎng），適用於自動化監測（cè）。當結構物伸縮縫或裂縫的開合度（變形）發生變化時，會使位移計左、右安裝座產生相對位移，該位移傳遞給振弦，使振弦受到（dào）應力變化，從而改變振弦的振（zhèn）動頻率。電磁線圈激撥振弦並測量其振（zhèn）動（dòng）頻（pín）率，頻率（lǜ）信（xìn）號經電纜傳輸至讀數裝置或數據采集係（xì）統，再（zài）經換算即可得到被測結構物伸縮縫或裂縫（féng）相對（duì）位移的變化量。同時由位移計中的熱敏電阻（zǔ）可同步測出埋（mái）設點的溫度值。

3．評定（dìng）方法研究

對於（yú）鋼結構的適用性極限狀態，能否正（zhèng）常使用的界限是非常模糊（hú）的，確定正常與否很大程度上依賴於工程（chéng）經驗。根（gēn）據可靠性理論，與承載力極限狀態方程類似，采用同樣的簡化方程，隻考慮兩個（gè）基本變量，適用性極限狀態（tài）方程可寫為

Z=R-S.

式（shì）中，Z為（wéi）空間結構適用性（xìng）的功（gōng）能函數；R為廣義抗力，S為效應。那麽空間結構（gòu）的適用性可靠度指標β定義為

β=Φ(PR)=Φ(1-Pf)=Φ-1-1-1(1-⎰0-∞f(Z)dZ. )

對於常見的指標

(1) 基於（yú）撓度：

Z=[f]-αff.

其中，[f]是撓度容許（xǔ）值，f是實際撓度測量值，αf是撓（náo）度不定係數（shù）。

(2) 基於裂紋寬（深）度：

Z=[ωmax]-αωωmax.

其中，[ωmax]是裂（liè）紋最大寬（深）度的容許值，ωmax是其實測值（zhí），αω是裂

紋不定係數。

對於不同指標可以寫出不同（tóng）的適（shì）用性的極限狀態方程，類似地，對於某一個指標X，其適用性狀態（tài）方程都可以表示為

Z=[X]-αXX.

進而根據狀態方程表達式求得可（kě）靠度指標β，從（cóng）而評價了結（jié）構關於指標X的適用性。

上述方法適合分析影響鋼結構適用性的各（gè）項指標（biāo）。

根據以上的評定理念可以將鋼結（jié）構的適用性（xìng）等級劃分為I、II、Ⅲ、Ⅳ四個（gè）

等級。

I級：完全滿足規範要求，建築使用功能（néng）和設備與設施的正常運行得（dé）到保障，經評定繼續使用期內可（kě）靠性指標應大（dà）於1.8-2.0，保證率應大於96％-98％．

II級：個別位置的（de）結構（gòu）或構件的可能出現超過規範的限值，但並未（wèi）出現（xiàn）超過正常使用極（jí）限狀態的限值的情況，建築的功能和設備與設施（shī）的正常運行沒有受到影響，經評定繼續使（shǐ）用期內可靠性指標應大於1.0，保證率應大於85％。

Ⅲ級：結構或者構件的某些指標明顯超過某些規範的（de）限值，存在超過正常（cháng）使（shǐ）用極限狀態的現象，但建築的功（gōng）能和設（shè）備與設施的正常運行尚未受到明（míng）顯的影響。經評定繼續使（shǐ）用期內可靠性（xìng）指標應小於1.0，保證率應小於85％。

Ⅳ級：構件和設施（shī）已經出現適用性問題（tí），應該（gāi）進行處理。

對於適用性為Ⅳ級（jí），建築使用功能已構成影響的結構應立即（jí）進行處（chù）理（lǐ）；對於適應性為II、Ⅲ級，應加強（qiáng）檢測。當變形（xíng）量或（huò）變形速率出現異常、變形（xíng）不穩定且變化趨勢不（bú）明確時，應立即進行處理（lǐ）。