關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)及加固措施的有益探索

時(shí)曉艷

摘 要：伴隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)在工程施工中越來(lái)越多的得到采用。鋼結(jié)構(gòu)是利用鋼材組成的，因此難免具有某些方面的缺陷。此時(shí)就需要在采用鋼結(jié)構(gòu)以前對(duì)其實(shí)施檢測(cè)，在使用中和使用后對(duì)其加固。文章旨在研究鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)和加固措施，為相關(guān)工作提供借鑒。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)；鋼結(jié)構(gòu)加固措施

前言

現(xiàn)階段我國(guó)的建設(shè)施工中很多應(yīng)用的都是鋼結(jié)構(gòu)，普及性很高，究其根本原因是鋼結(jié)構(gòu)自身有諸多的優(yōu)勢(shì)——重量輕、強(qiáng)度高、變形能力強(qiáng)等。鋼結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用不僅使施工的效率得到了明顯的提高，還在很大程度上降低了工程成本。但是鋼結(jié)構(gòu)在客觀上也有很多的缺點(diǎn)，如不進(jìn)行必要的檢測(cè)和加固，就會(huì)引發(fā)很多工程建設(shè)的問(wèn)題，文章將就此問(wèn)題進(jìn)行探討。

1 鋼結(jié)構(gòu)的特征

1.1 鋼結(jié)構(gòu)的重量輕、強(qiáng)度高

同混凝土或者其他木材相比，鋼材的強(qiáng)度、彈性模量、密度以及屈服強(qiáng)度都具備較大優(yōu)勢(shì)，因此在同樣的條件下，鋼結(jié)構(gòu)有重量輕、截面小、方便安裝和運(yùn)輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)，非常適合在高度高、跨度大的建筑結(jié)構(gòu)中使用，巴黎的埃菲爾鐵塔就是典型的例子。

1.2 鋼結(jié)構(gòu)塑性好、韌性強(qiáng)、可靠性高

源于鋼材料所具備的特性：塑性好、韌性強(qiáng)、可靠性高，因此，鋼結(jié)構(gòu)能夠承受較強(qiáng)的沖擊和動(dòng)力荷載，有著很好的抗震功能。此外，鋼結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中更加適合初始的理論設(shè)計(jì)，其自身的可靠性比較高。

1.3 鋼結(jié)構(gòu)的制造和安裝機(jī)械化高

鋼結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)中擁有著機(jī)械化程度極高的優(yōu)勢(shì)，建筑中所運(yùn)用的鋼材和所有的鋼結(jié)構(gòu)組成零件都是在工廠中完成的，并且需要一定的機(jī)械化安裝及拼接。這樣就使得所制造和安裝的鋼結(jié)構(gòu)具有精度高、效率高、成本低的優(yōu)點(diǎn)。

1.4 鋼結(jié)構(gòu)的密封性好

鋼材料的焊接技術(shù)也在技術(shù)更新的不斷發(fā)展中獲得了大幅度的改進(jìn)，所達(dá)到的密封效果也極為良好，從而能夠形成具有優(yōu)質(zhì)密閉性的專業(yè)容器。

1.5 鋼結(jié)構(gòu)不耐火

在高溫或者大火中鋼結(jié)構(gòu)不適合生存，沒(méi)有很好的耐火性；表面溫度高于150℃的鋼材，一定要使用相應(yīng)的隔熱措施進(jìn)行保護(hù)。鋼材表面溫度到達(dá)300℃以上時(shí)，就會(huì)大大降低鋼材的強(qiáng)度和彈性模量；表面溫度如果升至600℃以上時(shí)，鋼材很容易失去原有的一切性能。因此使用耐火、耐高溫的材質(zhì)是鋼結(jié)構(gòu)工程中的必備條件。

1.6 鋼結(jié)構(gòu)耐腐蝕性差

耐腐蝕性差是鋼結(jié)構(gòu)的另一個(gè)缺陷。在一般環(huán)境下，鋼結(jié)構(gòu)都極容易被腐蝕進(jìn)而損壞。有些鋼結(jié)構(gòu)所能夠承受的腐蝕性更低，所以在運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，增加它的抗腐蝕能力是必須要考慮的重要因素。

2 鋼材料加固采取的措施

如同上面所講，鋼結(jié)構(gòu)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，可是缺點(diǎn)也是極為明顯的。必要的加固措施是有效保證鋼結(jié)構(gòu)可靠性和耐久性的重要途徑，文章將主要介紹幾種加固措施。

2.1 截面補(bǔ)強(qiáng)法

一般加固是在局部卸荷或全部卸荷狀態(tài)下進(jìn)行的，結(jié)構(gòu)在加固前后的幾何特性及受力狀態(tài)存在著差別，因此，需要依據(jù)結(jié)構(gòu)加固時(shí)段和加固前后（為了保證鋼結(jié)構(gòu)的安全可靠），采取分階段思考結(jié)構(gòu)的截面幾何特性、損傷程度、支承條件和力壓之上的荷載及其不利組合，準(zhǔn)確制定計(jì)算簡(jiǎn)圖，實(shí)施受力分析，在結(jié)構(gòu)中找出可能產(chǎn)生的最不利受力。

2.2 改變計(jì)算簡(jiǎn)圖

對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的加固可以使用改變荷載分布狀況、傳力路徑、節(jié)點(diǎn)性質(zhì)和邊界條件，增加附加桿件和支撐、施加預(yù)應(yīng)力、思考空間聯(lián)合工作等方法。除了對(duì)直接加固結(jié)構(gòu)實(shí)施承載程度及正常利用極限狀況的計(jì)算外，還需要對(duì)有關(guān)結(jié)構(gòu)實(shí)施必要的驗(yàn)算，而且采用行之有效的合理構(gòu)造方法，在安全上給予一定的支持。改變結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖加固的方法：增強(qiáng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度；改變受彎構(gòu)件截面內(nèi)力；改變桁架桿件內(nèi)力；同其他結(jié)構(gòu)協(xié)同工作組成混合結(jié)構(gòu)，用來(lái)改良受力情況。

2.3 結(jié)構(gòu)的卸荷方法

經(jīng)過(guò)增加臨時(shí)支柱或組建撐桿式結(jié)構(gòu)張緊其拉桿對(duì)屋架實(shí)施改變應(yīng)力卸荷。因?yàn)槲菁艿闹c(diǎn)有變化（兩個(gè)到多個(gè)），所以驗(yàn)算是必須要進(jìn)行的，所關(guān)注的重點(diǎn)方面是應(yīng)力符號(hào)改變的桿件。同時(shí)還要計(jì)算的是臨時(shí)支承節(jié)點(diǎn)處的部分受力狀況，采用臨時(shí)方法對(duì)支承點(diǎn)在外界失去平穩(wěn)的情況進(jìn)行有效杜絕。“托梁換柱”是在下段柱需要加固甚至是更換的時(shí)候所必須運(yùn)用的方法，此時(shí)應(yīng)該驗(yàn)算的是兩側(cè)相鄰柱的承載力。

3 鋼結(jié)構(gòu)的檢測(cè)方法

3.1 鋼結(jié)構(gòu)截面厚度的檢測(cè)

加工精度和斷面銹蝕是會(huì)影響鋼結(jié)構(gòu)斷面厚度的兩個(gè)重要的方面。特別是銹蝕極容易產(chǎn)生截面變薄的情況，荷載力也會(huì)相應(yīng)減少，這會(huì)對(duì)全體鋼結(jié)構(gòu)的安全構(gòu)成威脅。所以，測(cè)定鋼結(jié)構(gòu)截面厚度所肩負(fù)的使命任重而道遠(yuǎn)。當(dāng)前，普遍使用測(cè)厚儀測(cè)定截面厚度，使用超聲波脈沖反射法。超聲波從一種均衡介質(zhì)進(jìn)入到另一種均衡介質(zhì)時(shí)會(huì)引起反射，探頭產(chǎn)生的超聲波進(jìn)入分界面時(shí)，就會(huì)反射回來(lái)被接收探頭收到。計(jì)算發(fā)射脈沖至接收脈沖之間所耗費(fèi)的時(shí)間，得出被測(cè)件的厚度。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)涂層厚度的測(cè)定

在鋼結(jié)構(gòu)鑒定中，涂層的質(zhì)量問(wèn)題直接涉及到鋼結(jié)構(gòu)的牢固性。大多數(shù)涂層的厚度測(cè)定采用磁性測(cè)厚儀測(cè)定。采用磁性測(cè)厚儀時(shí)，首先要調(diào)好儀器能夠正常的工作。先確定測(cè)量范圍，然后進(jìn)行測(cè)量，清除涂層表面灰垢和油污，這是在測(cè)量時(shí)首要的工作，用來(lái)防止影響精度。之后用探頭觸及被測(cè)涂層。以實(shí)際狀況為準(zhǔn)，先要確定是否有涂層，因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間受到自然條件的影響，涂層會(huì)損壞甚至是消失，殘留涂層是否存在是結(jié)構(gòu)銹蝕狀況一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 鋼結(jié)構(gòu)撓度測(cè)定

鋼結(jié)構(gòu)的跨度通常情況下都很大，撓度測(cè)量存在著一定的難度，需要使用較大的力氣把鋼絲拉緊，鋼絲自身還要有必要的強(qiáng)度，還必須填寫好竣工記錄和撓度值。這些前期準(zhǔn)備工作做好后，所得出的應(yīng)力撓度值才會(huì)在準(zhǔn)確的范圍內(nèi)，比較可靠。水準(zhǔn)儀、全站儀是現(xiàn)階段的鋼結(jié)構(gòu)撓度檢測(cè)所使用的儀器。水準(zhǔn)儀自身具有優(yōu)良的望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)，穩(wěn)定的儀器結(jié)構(gòu)，質(zhì)量精良的測(cè)微器裝置，靈敏度極高的管水準(zhǔn)器，性能極高的補(bǔ)償裝置。全站儀則是一種具有自動(dòng)測(cè)距、測(cè)角、計(jì)算和數(shù)據(jù)處理，自動(dòng)記錄和傳輸功能的自動(dòng)化、數(shù)字化及三維坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)。

3.4 鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量檢測(cè)與評(píng)定

尺寸差異大、結(jié)構(gòu)焊接和鉚接的質(zhì)量低、涂料質(zhì)量不過(guò)關(guān)是工廠制造鋼結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生的不良因素。正是由于這些不良因素的存在和相互作用，鋼結(jié)構(gòu)的各個(gè)部分都將受到不同程度的損壞。

3.5 鋼結(jié)構(gòu)的缺陷檢測(cè)

超聲波法和電磁法是鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)比較常見(jiàn)的方式方法。檢測(cè)中，重點(diǎn)要檢測(cè)的是鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)。作為取樣的試驗(yàn)品，在非絕對(duì)受力部位取得是可靠性最高方法，強(qiáng)度指標(biāo)是確定的主要依據(jù)。但是這樣做會(huì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的不利情況，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響其正常的工作進(jìn)度。

焊接是鋼結(jié)構(gòu)建筑中主要運(yùn)用的連接方式，焊接方面的檢測(cè)主要是為了檢測(cè)鋼結(jié)構(gòu)能不能在要求的合理范圍內(nèi)。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)文章的介紹，可以得知，鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)和加固措施是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要具體細(xì)致的執(zhí)行到位。相關(guān)技術(shù)人員在加強(qiáng)自身業(yè)務(wù)能力的同時(shí)，還應(yīng)該結(jié)合實(shí)際狀況，目標(biāo)明確的挑選合適的方法措施。鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)工作和加固方法種類很多，并且還將繼續(xù)發(fā)展。我們有理由相信會(huì)有更多的新技術(shù)、新工藝不斷涌現(xiàn)，使鋼結(jié)構(gòu)更好的在建筑中發(fā)展。

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