文章簡要介紹了建築鋼結構材料特(tè)性與檢(jiǎn)測方法,重點對鋼結構檢測方法與(yǔ)質量檢測方法闡述分析,以保(bǎo)證輕鋼結構建築(zhù)質量,充分發揮鋼結構材料性(xìng)能。
關鍵詞:鋼結構檢測;鋼結(jié)構(gòu)材料;質量檢測;質量評定
鋼結構檢測在提升單項檢測技術的同時,注重發展和實現專業間的一(yī)體化,完善了成套的鋼(gāng)結構檢測技術,包括(kuò)鋼材力學性(xìng)能檢測(拉伸、彎曲、衝擊、硬度)、鋼結構緊固件力學性能檢測(抗滑移係(xì)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(huà)學成分分析、鋼結構無損檢測、鋼結構應力測試和監控、塗料檢測等成套檢測技術。
一、鋼結構材料
從使用(yòng)角度講,強度、塑性、冷脆破壞性和可焊性等是(shì)建築鋼材的基本性能。材質的單項指標(biāo)不(bú)能代表其全部特征(zhēng),必須依(yī)據常規試驗的各項指標進行綜合評定(dìng)。評(píng)定中(zhōng)還應(yīng)收集下述資料作參考數據(jù):鋼材生產的時間、鋼材供(gòng)應的技術條件及其產品說明書。必須查(chá)明鋼(gāng)材牌(pái)號、技術指標、極限強度、屈服強度、受拉(lā)時的延(yán)伸率、冷變、反複(fù)彎曲、衝擊韌性與化學成(chéng)分等。
材質檢(jiǎn)驗包(bāo)括鋼材型材(包括焊接H型鋼、焊管)、焊接球、螺栓球以(yǐ)及連接緊固件的檢測,型(xíng)材、焊接球、螺栓球是鋼結構工程的基(jī)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(cái)料銑成長寬一定的試件然後進行拉伸冷彎(wān)試驗,對其物理性能進行(háng)檢測;焊接球是按標準焊上一定直徑的配管,然後進(jìn)行抗拉抗壓試驗;螺栓球(qiú)與焊接球差不多,隻是沒有(yǒu)抗壓試驗;連接緊固件,對我們來說主要是高強螺栓。高強螺栓的質量主要控製(zhì)項目包(bāo)括最小荷載檢測(cè)、預拉力複驗(yàn)、扭距檢測、扭距係數複驗及抗滑移係(xì)數檢測。鋼材材質的力學(xué)試(shì)驗和化學分析結果,都應符合相應規程的規定。
二、鋼(gāng)結構檢測
(一)用(yòng)測厚儀測定鋼結構截麵厚度(dù)
鋼結構由於(yú)加工精確程度和斷麵鏽蝕的影(yǐng)響,鋼結構斷麵厚度(dù)往往有(yǒu)些變化。特(tè)別(bié)是鏽(xiù)蝕使截麵減薄,承載能力下降,對結構(gòu)安全度影(yǐng)響是很大的(de)。因(yīn)此,測定(dìng)鋼結構截(jié)麵厚度是非常重要的一項任務。
目前,測定厚度一種是卡(kǎ)尺(chǐ),一種是用測厚儀測定厚度。下麵介紹用(yòng)超聲波數字測(cè)厚儀測定截麵厚度的方法。
采用超聲波脈衝(chōng)反射法。超(chāo)聲波從(cóng)一種均勻介質傳播到另一種均(jun1)勻介質時,分界麵(miàn)上會發生聲(shēng)的反射,從探頭發射(shè)的超聲波,經過延遲(chí)塊而進入被測件,超聲波到達(dá)分界麵時,而被反射回來(lái),又通過(guò)延遲塊被接收探頭接收,測出發(fā)射脈衝到接(jiē)收脈衝之間的時(shí)間,扣除延遲塊時(shí)間,根(gēn)據聲速、時間、距離三者關係,求出被測件(jiàn)的厚度。即儀器顯示的(de)厚度值。如1.2~100mm的儀器顯(xiǎn)示值為20.88,即20.88mm,其精(jīng)確(què)度為0.01mm.
(二)鋼(gāng)結構塗層厚度的測定
在鋼結(jié)構鑒定中,塗層好壞及塗(tú)層厚度是一個重要參數,因此測(cè)定塗層厚度是一(yī)項重要(yào)項目。
塗層厚度測定一般(bān)用磁性測厚儀測定,國內外均有(yǒu)產(chǎn)品。國(guó)產塗層磁性測厚(hòu)儀用天津市材料試驗機廠的產(chǎn)品,名稱是QCC-A型磁性測厚儀。
用磁(cí)性測厚儀時,要(yào)調好儀器,使其具有正(zhèng)常工作性能。
首(shǒu)先要確定測量範圍,第一檔(dàng)為0~50μm,第(dì)二檔為0~500μm.
測量時,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(xiān)通過儀器確定有無塗層,因在長期環境作用下塗層損(sǔn)傷直至消失塗層,塗層消失與否是塗層的重要參數。因為有無殘留塗層是結構鏽蝕程度一個重要界(jiè)限,也是永久性評估的重(chóng)要界(jiè)限。
(三(sān))鋼結構屋架撓度的測定(dìng)
鋼屋架(jià)一般跨度都較大,如21、24、30m等,測(cè)量撓(náo)度較困難(nán),必須用很大的力把鋼絲拉緊,而(ér)且鋼絲要求具有一定的抗拉強度。測量時關鍵(jiàn)要把握住鋼絲拉直,使測量(liàng)數值準確(què)。同時,最好有竣工記錄,原鋼屋架在施工後有否反拱或(huò)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度(dù)值。當然往往由於施工安裝時就有反拱,使用後仍然(rán)有後拱,測出來的撓度值是負撓(náo)度,因此(cǐ),測定數值一定標明正負值。
測(cè)定撓度時最好確定固定點,即一般在跨(kuà)中確定測點。如傾(qīng)儀果測(cè)定時拉鋼絲中間遇有障礙。如角(jiǎo)鋼、電線等(děng),此時必須在兩(liǎng)端墊(diàn)支點,以使鋼絲拉直。墊(diàn)支點時,測量出的撓度值必(bì)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,兩端要有專人掌握端點固定位置並標出端點與實際(jì)屋架端點的距(jù)離(lí),以求出實際的測量撓度時的跨度值。
三(sān)、鋼結構的(de)質量檢測與評定
幾何尺寸的偏差,構件的非線性(xìng),結構(gòu)焊接和鉚(mǎo)接質量低劣,底漆和塗料質量不好,是鋼結構在製造階段的主要缺陷;結(jié)構(gòu)位置的偏(piān)差,運輸和安裝時(shí)由於機械作用引起構件的扭曲(qǔ)和局部變形,連(lián)接節點處構件的裝配不精確,安(ān)裝連接質量差,漏裝(zhuāng)或少裝某些(xiē)扣(kòu)件、綴板,焊縫尺寸偏差等,均屬安裝的缺陷;使用過程中實(shí)際產生(shēng)的作用與原設計的偏離,材料的腐蝕和腐蝕(shí)引起構件橫斷麵麵積的減小,在交變荷(hé)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(jiē)破壞等,均屬使用中的缺陷。由於這些缺陷的存在和相互影響,使結(jié)構整體和局(jú)部受到不同程度的損壞。
鋼結構的質量檢(jiǎn)驗除按規程進行材質的力學性能檢測與有關化學成分分析外,應進行承載(zǎi)能力(lì)、變形、鏽蝕、損傷四個方麵(miàn)的檢測及綜合評定,以確定其質量等級。
(一)材質檢驗(yàn)與測(cè)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基本性能。材質的單項指標不能代表其全部特征,必須依據常規試驗的各項指標(biāo)進行綜合(hé)評定。評定中還應收集(jí)下述資料作參(cān)考數據:鋼材(cái)生(shēng)產的時間、鋼材供應的技術條(tiáo)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(de)延伸率、冷變、反複彎(wān)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(dōu)應符合相(xiàng)應規程的規定。
(二)鋼(gāng)結構構件變(biàn)形檢驗與評定
鋼結構的最後綜合評定是由承載能力(lì)、變形、鏽蝕、損傷四個方麵進行綜合考慮和分析,並以承載能(néng)力為主給出等級。
關於鏽蝕和損傷的等級劃分,執(zhí)行中可參(cān)照施工驗收規範和鋼結構設計規範規定(dìng)條文(wén)進行。但綜合評定的最後確定(dìng)“標準”規定:
1.當變形比承(chéng)載能力(lì)低一級時,仍(réng)按承載(zǎi)能力等級確定。
2.當(dāng)變形比承載能力低兩級時,且鏽蝕和損傷又較嚴重時,按承載能力降低一級確定。
(三)鋼結(jié)構的強度(dù)、變形(xíng)及缺陷檢測
鋼結構強度及形變(biàn)的檢測,常用(yòng)的有電測法與機(jī)測法。電測法就是(shì)利用電學量(如電流、電阻、電容等)的變化及其電(diàn)學變化量與力學(xué)量之關係來測(cè)定其力學量(如應變及其應(yīng)力);其測定的(de)範圍有靜(jìng)態和動態兩種(zhǒng)。機測法(fǎ)主要是測定(dìng)其形變(如撓度、傾角與伸縮形變恒等)。另外,還有表麵硬(yìng)度法,就是(shì)利用硬度與強度之間的關係來獲得其強(qiáng)度(dù)值。
關於鋼結構缺陷的檢測,常用的有超聲波法與電磁法。對已建鋼結構鑒(jiàn)定時,檢查鋼結構(gòu)材質是很重要的測定內容。最理想的方法是(shì)在結構非主(zhǔ)要受(shòu)力(lì)部位截取試樣,由拉伸試驗確定相應(yīng)的強度指標。但這同樣會損傷結構,影(yǐng)響它的正常工作,並需(xū)要進行補強。一般采用表麵(miàn)硬度法間接(jiē)推斷鋼材強度。
在鋼結構建築物中,鋼構件之間(jiān)多采用焊接連接。所謂焊縫無(wú)損檢測,就是為了(le)判定焊接(jiē)結構(gòu)或焊件在成型後(hòu)能否滿足使用要求,在不進(jìn)行大麵積破壞性試驗的情況下對焊縫進行檢測的技術。