淺析建筑鋼結(jié)構(gòu)材料檢測的技術(shù)

肖瑋

【摘要】鋼結(jié)構(gòu)是我國目前建筑工程中應(yīng)用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形式，合理正確的檢測方法是控制鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量的保障手段，客觀準(zhǔn)確的鋼結(jié)構(gòu)檢測數(shù)據(jù)和結(jié)論是工程質(zhì)量評定的重要依據(jù)。本文詳細(xì)介紹鋼結(jié)構(gòu)材料各個(gè)檢測項(xiàng)目的檢測方法，同時(shí)展望鋼結(jié)構(gòu)檢測工作的發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)材料；檢測；

0、前言

隨著我國城鄉(xiāng)建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展，高強(qiáng)度、高性能建筑結(jié)構(gòu)用鋼的大量生產(chǎn)，鋼結(jié)構(gòu)在廠房、展館、橋梁、住宅等工程中的應(yīng)用越來越多，建筑工程的質(zhì)量也越來越受到人們的重視，建筑材料質(zhì)量從根本上決定了建筑工程的質(zhì)量，因而鋼結(jié)構(gòu)工程檢測技術(shù)逐漸成為一個(gè)熱門領(lǐng)域而受到廣泛重視。繼而促進(jìn)了鋼結(jié)構(gòu)檢測領(lǐng)域的長足發(fā)展，與其相關(guān)的專業(yè)機(jī)構(gòu)（包括檢測所、第三方檢測公司、檢測中心等）不斷成立和發(fā)展成熟，使得建筑鋼結(jié)構(gòu)的檢測技術(shù)進(jìn)一步科學(xué)和規(guī)范化，對保障鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量起到支撐作用。近年來，無損檢測技術(shù)不斷發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)各單項(xiàng)檢測技術(shù)也獲得了新的提升，實(shí)現(xiàn)了單項(xiàng)檢測發(fā)展和整體檢測一體化。

1、鋼結(jié)構(gòu)檢測

鋼結(jié)構(gòu)檢測的內(nèi)容包括鋼結(jié)構(gòu)材料檢測、鋼結(jié)構(gòu)連接檢測和鋼結(jié)構(gòu)性能檢測等三個(gè)大部分8個(gè)主要項(xiàng)目。其中剛才的強(qiáng)度檢測、防腐涂層厚度檢測等屬于鋼結(jié)構(gòu)材料檢測；鋼構(gòu)件焊縫質(zhì)量檢測、高強(qiáng)度螺栓的扭矩檢測等屬于鋼構(gòu)件連接檢測；而鋼柱、鋼梁截面尺寸檢測，鋼柱垂直度檢測，鋼梁撓度檢測，鋼結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量檢測等則屬于鋼結(jié)構(gòu)性能檢測。

1.1鋼材強(qiáng)度檢測

鋼材強(qiáng)度是建筑鋼材的基本性能，是鋼結(jié)構(gòu)材料檢測的一個(gè)重要項(xiàng)目。目前鋼結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)度檢測主要有三種方法。一是取樣拉伸法，在試驗(yàn)機(jī)下按照標(biāo)準(zhǔn)方法直接測試材料的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度以及伸長率等的技術(shù)指標(biāo)；二是表面強(qiáng)度法，根據(jù)鋼材硬度與強(qiáng)度的關(guān)系，通過測試鋼材硬度，推算鋼材的強(qiáng)度；三是化學(xué)分析法，通過化學(xué)分析測量鋼材中有關(guān)元素的含量，根據(jù)化學(xué)成分與鋼材強(qiáng)度的關(guān)系計(jì)算出鋼材強(qiáng)度。

1.2鋼構(gòu)件防腐涂層厚度檢測

鋼結(jié)構(gòu)在潮濕、存水和酸堿鹽腐蝕性環(huán)境中容易生銹，銹蝕導(dǎo)致鋼材截面削弱，承載力下降。在鋼結(jié)構(gòu)鑒定中，防腐涂層的好與壞以及涂層的厚度是一個(gè)重要參數(shù)，因此測定防腐涂層厚度是鋼結(jié)構(gòu)檢測中一個(gè)重要項(xiàng)目。

涂層厚度測定一般用磁性測厚儀測定，目前國內(nèi)外均有此類產(chǎn)品。國產(chǎn)涂層磁性測厚儀用天津市材料試驗(yàn)機(jī)廠的產(chǎn)品，名稱是QCC-A型磁性測厚儀。用磁性測厚儀時(shí)，要調(diào)好儀器，使其具有正常工作性能。首先要確定測量范圍，第一檔為0～50μm，第二檔為0～500μm。測量時(shí)，用探頭接觸被測涂層。測定時(shí)首先要清除涂層表面灰塵和油污，以防影響精度。測試時(shí)根據(jù)涂層具體情況確定，首先通過儀器確定有無涂層，因在長期環(huán)境作用下涂層損傷直至消失涂層，涂層消失與否是涂層的重要參數(shù)。因?yàn)橛袩o殘留涂層是結(jié)構(gòu)銹蝕程度一個(gè)重要界限，也是永久性評估的重要界限。

1.3鋼構(gòu)件焊縫質(zhì)量檢測

焊接連接在鋼結(jié)構(gòu)工程中應(yīng)用最廣，出的事故也最多。焊縫質(zhì)量好與壞，很大程度上影響了鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的好與壞。有缺陷的焊縫主要有裂紋、氣孔、夾渣、未熔透、虛焊、咬邊、弧坑等。

焊縫質(zhì)量的檢查，可使用超聲探傷儀或射線探測儀檢測。對焊縫的內(nèi)部缺陷進(jìn)行探傷前應(yīng)先進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查。焊縫表面質(zhì)量的檢驗(yàn)可目測或用10倍放大鏡，當(dāng)存在疑義時(shí)，采用磁粉或滲透擦傷。焊縫的外形尺寸一般用焊縫檢驗(yàn)尺測量。焊縫檢驗(yàn)尺由主尺、多用尺和高度標(biāo)尺構(gòu)成，可用于測量焊接母材的坡口角度、間隙、錯(cuò)位、焊縫高度、焊縫寬度和角焊縫高度。

1.4高強(qiáng)度螺栓的扭矩檢測

高強(qiáng)度螺栓扭矩有兩種檢測方法：第一種是緊扣法。緊扣法檢查就是當(dāng)高強(qiáng)度螺栓終擰之后先要在螺母墊圈上面畫出一條非常細(xì)小的直線，之后使用檢查扳手沿著高強(qiáng)度螺栓擰緊的方向來擰緊螺母，這個(gè)時(shí)候讀出螺母剛剛轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)候的扭矩值，這個(gè)數(shù)值就是這個(gè)高強(qiáng)度螺栓連接副本身的實(shí)際扭矩值。這個(gè)扭矩值的大小在正負(fù)百分之十的范圍之內(nèi)就為合格。第二種是松扣法。松扣法檢查是先在高強(qiáng)度螺栓的螺桿端面與螺母上面畫出一條直線，之后把螺母擰松到大約六十度。然后再用扭矩扳手重新把高強(qiáng)度螺栓擰緊這個(gè)時(shí)候讓兩線重合測出這個(gè)時(shí)候的扭矩就是該螺栓的實(shí)際扭矩了。這個(gè)扭矩值的大小在檢查扭矩值的正負(fù)百分之十的范圍之內(nèi)就判斷為合格產(chǎn)品。

1.5鋼柱、鋼梁截面尺寸檢測

由于加工的精確程度以及斷面銹蝕的影響，鋼結(jié)構(gòu)斷面厚度經(jīng)常有些變化。特別是銹蝕會(huì)使鋼結(jié)構(gòu)截面減薄，承載能力下降，這些變化對結(jié)構(gòu)安全度影響是很大的。因此，測定鋼結(jié)構(gòu)截面厚度是非常重要的一項(xiàng)任務(wù)。

目前，測定鋼結(jié)構(gòu)截面厚度有兩種工具，一種是游標(biāo)卡尺，另外一種是測厚儀測。下面簡單介紹用超聲波數(shù)字測厚儀測定截面厚度的方法：采用超聲波脈沖反射法。超聲波從一種均勻介質(zhì)傳播到另一種均勻介質(zhì)時(shí)，分界面上會(huì)發(fā)生聲的反射，從探頭發(fā)射的超聲波，經(jīng)過延遲塊而進(jìn)入被測件，超聲波到達(dá)分界面時(shí)，而被反射回來，又通過延遲塊被接收探頭接收，測出發(fā)射脈沖到接收脈沖之間的時(shí)間，扣除延遲塊時(shí)間，根據(jù)聲速、時(shí)間、距離三者關(guān)系，求出被測件的厚度。即儀器顯示的厚度值。如1.2～100mm的儀器顯示值為20.88，即20.88mm，其精確度為0.01mm。

1.6鋼柱垂直度檢測

傳統(tǒng)的鋼柱垂直度檢測方法是先在施工操作面上放樣出柱網(wǎng)的縱橫軸線，再利用兩臺(tái)經(jīng)緯儀從兩個(gè)近似互相垂直的方向?qū)σ桓撝M(jìn)行測量，這種方法投入的測量人員多，人員操作時(shí)間長。新的垂直度測量方法是利用免棱鏡全站儀的免棱鏡測距性能，測量鋼柱立面某些特定點(diǎn)的三維坐標(biāo)，測量值傳遞到便攜計(jì)算機(jī)，程序根據(jù)鋼柱的幾何形狀，間接計(jì)算出鋼柱的中心偏移量以及鋼柱的扭轉(zhuǎn)偏差值，同時(shí)可以得出鋼柱的標(biāo)高偏差值。

1.7鋼梁撓度檢測

鋼結(jié)構(gòu)屋架跨度一般都比較大，長達(dá)幾十米，測量撓度比較困難，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。測量時(shí)關(guān)鍵要把握住鋼絲拉直，使測量數(shù)值準(zhǔn)確。同時(shí)，最好有竣工記錄，原鋼屋架在施工后有否反拱或撓度值。這兩個(gè)值確定之后才能確定屋架在荷載作用下的應(yīng)力撓度值。當(dāng)然往往由于施工安裝時(shí)就有反拱，使用后仍然有后拱，測出來的撓度值是負(fù)撓度，因此，測定數(shù)值一定標(biāo)明正負(fù)值。

測定撓度時(shí)最好確定固定點(diǎn)，即一般在跨中確定測點(diǎn)。如傾儀果測定時(shí)拉鋼絲中間遇有障礙。如角鋼、電線等，此時(shí)必須在兩端墊支點(diǎn)，以使鋼絲拉直。墊支點(diǎn)時(shí)，測量出的撓度值必須減去兩支點(diǎn)高度的平均值，才‘是實(shí)際撓度值。同時(shí)為了確?？缍榷它c(diǎn)的固定位置，兩端要有專人掌握端點(diǎn)固定位置并標(biāo)出端點(diǎn)與實(shí)際屋架端點(diǎn)的距離，以求出實(shí)際的測量撓度時(shí)的跨度值。

1.8鋼結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量檢測

鋼結(jié)構(gòu)的外觀質(zhì)量檢測通常也稱表面缺陷檢測，利用的是出現(xiàn)最早、應(yīng)用最廣的磁粉探傷無損檢測方法。將鐵磁性材料的粉末撒在工件上，在有漏磁場的位置磁粉就被吸附，從而形成顯示缺陷形狀的磁痕，能比較直觀地檢出缺陷。磁粉一般用工業(yè)純的鐵或氧化鐵制成，通常用四氧化三鐵制成細(xì)微顆粒的粉末作為磁粉。

磁粉探傷分為干法和濕法兩種。干法是直接將磁粉撒在被測工件的表面。通常靈敏度較低，主要用在不允許與水或油接觸，或者溫度較高的工件上。濕法是將磁粉懸浮于液體中形成磁懸液噴灑于被測工件表面，這時(shí)磁粉借助液體流動(dòng)性較好的特點(diǎn)，能夠比較容易地向微弱的漏磁場移動(dòng)，因此濕法的檢測靈敏度要比干法高很多。

2、結(jié)語

總之，鋼結(jié)構(gòu)材料的質(zhì)量以及鋼結(jié)構(gòu)連接的質(zhì)量關(guān)于到整個(gè)建筑工程的最終質(zhì)量。必須掌握正確的檢測方法，科學(xué)仔細(xì)地檢測到每一個(gè)材料項(xiàng)目，嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān)，才能確保整個(gè)建筑工程的質(zhì)量及安全，使鋼結(jié)構(gòu)在國家建設(shè)中發(fā)揮更大的作用。