紹興市鋼結構安全檢測-承重檢測

時間：2022-05-19

一、鋼結構檢測鑒定——鋼結構的缺陷和損壞對結構構件的影響

鋼結構的缺陷和損壞對不同的結構構件的影響不同,下面就鋼結構廠房中幾個常用的重要構件進行分析。
1、屋蓋結構
屋蓋結構按其自重及風雪荷載作用進行計算, 計算簡圖較**, 試驗分析理論值和實測值相近。但由于采用了薄壁柔性桿件, 復雜的斷面外形使節(jié)點有較高的應力集中,從而使屋架結構對荷載變化或局部*載、溫度和腐蝕作用變得復雜而敏感。因此屋蓋結構是工業(yè)廠房中較易受損壞和破壞的構件之一, 主要表現(xiàn)為壓桿失穩(wěn)和節(jié)點板出現(xiàn)裂縫或破壞。制造和安裝的缺陷往往使屋架的性和耐久性降低。屋架桿件初彎曲、焊接缺陷(焊縫不足、咬邊、焊口不良等) 、節(jié)點偏心、檁條錯位等都產(chǎn)生附加內(nèi)力, 使節(jié)點板工作條件惡化, 形成過大的集中應力, 造成板件裂縫或脆斷。所以, 良好的制造和安裝質(zhì)量, 是*屋架安全性和耐久性的重要條件之一。莫斯科建工學院調(diào)查了20個冶金廠房的66個車間的926個屋架, 發(fā)現(xiàn)770個有損壞, 其損害百分率為: 構件彎曲者81.8%; 局部彎曲者7.7%; 螺栓垂直偏差者4.2%;螺栓連接破壞者5.8%; 節(jié)點板彎曲者0.3%; 節(jié)點板開裂
者012%。這一調(diào)查反映了屋架結構在正常使用條件下破損情況, 對檢查和鑒定具有指導意義。
2、柱　子
工業(yè)廠房的柱子比其它構件處于較有利的工作條件。柱子一般按多種荷載的總作用計算, 特別是有吊車時, 柱子的計算內(nèi)力較大, 其選擇的截面也較大, 故正常使用條件下柱子的內(nèi)力小于計算值。因為多種荷載同時作用的概率是很小的, 這樣, 柱子在工作應力不大而截面又有較大的安全儲備以及較好的力學性能和較高的防腐性能的條件下, 一般在靜力和動力荷載作用下造成靜力或疲勞破壞的概率較小。重級工作制吊車的廠房, 在柱子與吊車梁和制動梁的連接處, 若采用剛性連接, 在循環(huán)應力作用下*易形成疲勞裂縫, 造成疲勞破壞。通過調(diào)查, 柱子的典型損壞表現(xiàn)在以下幾個方面:
(1) 由于生產(chǎn)工藝中違反操作規(guī)程, 常引起運輸貨物、磁盤及吊鉤撞擊柱子, 使柱肢受扭曲和局部損壞, 特別是柔性腹桿的雙肢柱*易受損壞。此外, 還有在工藝管線安裝中對柱子造成的損壞等。
(2) 柱子在剛架平面內(nèi)或平面外, 由于設計和施工安裝等原理造成的偏差, 雖不會降低結構承載力而造成危險,但可導致維護構件的損壞和相鄰連接節(jié)點的損壞。吊車軌道偏離則可導致廠房難于正常使用。
(3) 由于地基原因, 沿廠房長度或?qū)挾扔胁痪鶆虺两到o結構帶來附加內(nèi)力, 也會造成廠房難于正常使用。
(4) 由于長期性潮濕或腐蝕介質(zhì)作用, 柱基和連接遭受腐蝕損壞。
3、吊車梁
吊車梁是工業(yè)廠房的重要構件。吊車梁結構包括吊車梁、制動梁或制動桁架, 以及它們與柱子間的連接節(jié)點。吊車梁結構工作條件復雜, 根據(jù)使用經(jīng)驗和現(xiàn)場調(diào)查資料看, 重級工作制吊車梁結構工作3～4年后即出現(xiàn)*批損壞。主要表現(xiàn)為吊車梁和制動梁與柱子連接節(jié)點受到損壞; 吊車梁上翼緣焊接以及附近腹板出現(xiàn)疲勞裂紋; 鉚接吊車梁上翼緣鉚釘產(chǎn)生松動和角鋼呈現(xiàn)裂紋。調(diào)查還表明, 吊車梁結構損壞程度又與吊車梁的輕重級有關, 重級和特重級工作制吊車梁結構破壞較**, 尤其是硬鉤吊車; 中級和輕級工作制吊車梁的損壞一般較輕。吊車梁結構損壞的主要原因主要是:
(1) 吊車輪壓是移動集中荷載, 具有動力特征, 吊車梁在動荷載作用下, 其動力特征反應十分復雜, 致使吊車梁長期在不穩(wěn)定重復和交變應力狀態(tài)下工作, 易引起應力集中和疲勞破壞。
(2) 鋼軌的偏心。鋼軌因安裝公差與吊車梁中心無法一致; 由于鋼軌平行度和接頭影響使吊車在行使時晃動,促使鋼軌的偏心逐漸增大。試驗證明, 當鋼軌偏心量大時,實腹吊車梁就會出現(xiàn)上翼緣與腹板的連接裂縫, 或加勁肋與上翼緣連接處的裂縫; 桁架式吊車梁, 就會出現(xiàn)節(jié)點板裂縫, 輔助桁架就會出現(xiàn)節(jié)點板與鉚釘(或螺栓) 的斷裂以及上下水平支承的裂縫或斷裂。
(3) 由于鋼軌偏心、水平制動力和啃軌力的作用, 將涉及主梁彎曲和扭轉(zhuǎn), 造成主梁節(jié)點和輔助桁架損傷。因此*安裝和維護吊車梁結構的質(zhì)量, 對改善吊車工作狀況提高吊車梁結構的使用壽命具有重要意義。通過上述分析, 知道鋼結構缺陷會對鋼結構廠房的屋蓋系統(tǒng)、吊車梁系統(tǒng)和柱系統(tǒng)等造成破壞, 因此在制作和安裝鋼結構構件時應嚴格按鋼結構施工及驗收規(guī)范進行,在使用過程中定期檢查、鑒定和維護, *鋼結構廠房安全的運行。

二、鋼結構檢測鑒定——鋼結構的質(zhì)量檢測與評定
幾何尺寸的偏差，構件的非線性，結構焊接和鉚接質(zhì)量低劣，底漆和涂料質(zhì)量不好，是鋼結構在制造階段的主要缺陷；結構位置的偏差，運輸和安裝時由于機械作用引起構件的扭曲和局部變形，連接節(jié)點處構件的裝配不**，安裝連接質(zhì)量差，漏裝或少裝某些扣件、綴板，焊縫尺寸偏差等，均屬安裝的缺陷；使用過程中實際產(chǎn)生的作用與原設計的偏離，材料的腐蝕和腐蝕引起構件橫斷面面積的減小，在交變荷載作用下金屬內(nèi)部結構強度發(fā)生變化和疲勞現(xiàn)象以及引起連接破壞等，均屬使用中的缺陷。由于這些缺陷的存在和相互影響，使結構整體和局部受到不同程度的損壞。鋼結構的質(zhì)量檢驗除按規(guī)程進行材質(zhì)的力學性能檢測與有關化學成分分析外，應進行承載能力、變形、銹蝕、損傷四個方面的檢測及綜合評定，以確定其質(zhì)量等級。
（一）材質(zhì)檢驗與測定
從使用角度講，強度、塑性、冷脆破壞性和可焊性等是建筑鋼材的基本性能。材質(zhì)的單項指標不能代表其全部特征，依據(jù)常規(guī)試驗的各項指標進行綜合評定。評定中還應收集下述資料作參考數(shù)據(jù)：鋼材生產(chǎn)的時間、鋼材供應的技術條件及其產(chǎn)品說明書。查明鋼材牌號、技術指標、限強度、屈服強度、受拉時的延伸率、冷變、反復彎曲、沖擊韌性與化學成分等。鋼材材質(zhì)的力學試驗和化學分析結果，都應符合相應規(guī)程的規(guī)定。
（二）鋼結構構件變形檢驗與評定
鋼結構的較后綜合評定是由承載能力、變形、銹蝕、損傷四個方面進行綜合考慮和分析，并以承載能力為主給出等級。關于銹蝕和損傷的等級劃分，執(zhí)行中可參照施工驗收規(guī)范和鋼結構設計規(guī)范規(guī)定條文進行。但綜合評定的較后確定“標準”規(guī)定：
1．當變形比承載能力低一級時，仍按承載能力等級確定。
2．當變形比承載能力低兩級時，且銹蝕和損傷又較嚴重時，按承載能力降低一級確定。
（三）鋼結構的強度、變形及缺陷檢測
鋼結構強度及形變的檢測，常用的有電測法與機測法。電測法就是利用電學量（如電流、電阻、電容等）的變化及其電學變化量與力學量之關系來測定其力學量（如應變及其應力）；其測定的范圍有靜態(tài)和動態(tài)兩種。機測法主要是測定其形變（如撓度、傾角與伸縮形變恒等）。另外，還有表面硬度法，就是利用硬度與強度之間的關系來獲得其強度值。關于鋼結構缺陷的檢測，常用的有聲波法與電磁法。對已建鋼結構鑒定時，檢查鋼結構材質(zhì)是很重要的測定內(nèi)容。較理想的方法是在結構非主要受力部位截取試樣，由拉伸試驗確定相應的強度指標。但這同樣會損傷結構，影響它的正常工作，并需要進行補強。一般采用表面硬度法間接推斷鋼材強度。
在鋼結構建筑物中，鋼構件之間多采用焊接連接。所謂焊縫無損檢測，就是為了判定焊接結構或焊件在成型后能否滿足使用要求，在不進行大面積破壞性試驗的情況下對焊縫進行檢測的技術。

三、鋼結構檢測鑒定內(nèi)容——以火災后鋼結構的檢測鑒定為例：

對于火災之后的鋼結構，需要檢測以判定建筑物是否需要進行加固處理，以及詳細確定需要替換、加固的構件和范圍，對后續(xù)加固、修復工作提供完整依據(jù)，以達到經(jīng)濟、合理的目的?；馂暮箐摻Y構鑒定工作有以下幾個**內(nèi)容：

(1)對火災建筑物現(xiàn)場進行調(diào)查，推定過火溫度、過火區(qū)域及過火時間。其中過火溫度可通過現(xiàn)場殘留物、標準升溫曲線及鋼材表觀顏色推斷。以上方式可以結合使用，以便*為準確的判斷過火溫度對鋼材帶來的損傷情況。

(2)鋼結構構件表面涂層損傷檢測。*涂層可以通過改變鋼材表面性能，在一定程度阻止火勢對鋼材的灼燒，提高鋼材耐火能力。*涂層的損傷將失去對鋼材的保護能力。

(3)發(fā)生形變的構件是否仍然能夠承載的檢測分析。

(4)由于熱膨脹帶來的內(nèi)力分布改變，造成鋼梁、鋼柱等構件節(jié)點性能檢測，以及判定節(jié)點附近產(chǎn)生扭曲現(xiàn)象其是否能夠繼續(xù)承載。

(5)火災后殘余應力對整體承載影響的評估。

通過對以上要點的分析，經(jīng)過拆解后有如下**檢測項目：

(1)構件材料性能檢測。鋼結構材料的性能檢測包含化學成分檢測和力學性能檢測，化學成分檢測主要用于損傷嚴重的鋼結構建筑中。力學性能檢測主要包含材料在受到火災之后的屈服強度、抗拉強度、彈性模量、伸長率等。由于火災過火溫度及火情復雜，不可單一采用溫度推算構件力學性能損失情況。可以直接在火災后的鋼材上進行取樣分析，也可以根據(jù)同種材料加溫再冷卻推定，從而確定火災之后材料的性能是否仍能滿足設計及規(guī)范要求。材料性能檢測對評定火災后鋼結構承載能力起到重要作用。

(2)鋼結構變形檢測。鋼結構變形檢測主要涵蓋水平位移、豎向撓度。鋼結構在火災之后產(chǎn)生的翹曲、撓度、傾斜、側向位移和彎曲程度通過**全站儀、經(jīng)緯儀、水準儀等儀器進行檢測，將檢測結果與規(guī)范允許限值對比，并與先前沒有受過火災的變形程度進行比較，分析出鋼結構火災之后的材料形變程度。

(3)結構連接檢測。鋼結構火災倒塌的一個重要原因就是鋼結構的連接處出現(xiàn)開焊、節(jié)點連接損傷、鉚釘、螺栓變形，導致結構整體出現(xiàn)變形、位移，因而鋼結構連接節(jié)點應當作為**檢測項目。所以在火災之后可以根據(jù)實際的鋼結構連接處進行全面檢查，通?？梢?*行節(jié)點外觀檢測，進而對高強螺栓進行扭矩復核，對設計要求焊縫全熔透的焊接節(jié)點則需對其進行聲波、磁粉、射線、滲透等無損檢測。并且可以對具代表意義的節(jié)點進行取樣分析，檢驗其應力是否**鋼材強度，觀察試驗中節(jié)點等是否存在異常情況。從而綜合分析火災之后構件間連接節(jié)點工作狀態(tài)的變化，排除對結構的不利隱患。

(4)鋼結構承載力的判定。為了得到火災后結構明確的安全性能，參照建筑物原始設計圖紙，對受災鋼結構建立模型，根據(jù)火災之后的材料性能、連接構造、位移變形的檢測分析結論，對受災后的結構承載能力進行重新計算，評定其是否符合規(guī)范限值要求。承載力驗算中，應著重考慮火災后位移、變形、材料性能和連接構造對構件截面、承載力及結構體系帶來的削弱影響。

(5)提出鑒定結論及加固意見。通過以上檢測鑒定結論，依據(jù)《火災后建筑結構鑒定標準》中相應評定依據(jù)，對火災后鋼結構構件進行詳細評級，并且明確建筑物中需要加固整改的區(qū)域范圍及構件，并提出相應整改、加固措施或處理建議。

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詞條說明
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