探究鋼結(jié)構(gòu)材料的檢測技術(shù)

謝青峰

（福建省建筑工程質(zhì)量檢測中心有限公司 福建福州 350000）

探究鋼結(jié)構(gòu)材料的檢測技術(shù)

謝青峰

（福建省建筑工程質(zhì)量檢測中心有限公司 福建福州 350000）

本文主要概括了鋼結(jié)構(gòu)材料的特點(diǎn)及其檢測內(nèi)容，并總結(jié)和歸納了鋼結(jié)構(gòu)檢測的重要性。在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)闡述了建筑鋼結(jié)構(gòu)材料檢測的相關(guān)概況，筆者總結(jié)自身多年在建筑工程檢測中心的工作經(jīng)驗(yàn)，探索了幾種較為常見的鋼結(jié)構(gòu)材料檢測技術(shù)。

鋼結(jié)構(gòu)材料；檢測技術(shù)；重要性

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)實(shí)力也在不斷提升，建筑業(yè)作為我國支柱產(chǎn)業(yè)之一，其發(fā)展也十分迅速。在建筑工程施工過程中，建筑材料的作用至關(guān)重要，尤其是針對建筑剛結(jié)構(gòu)材料受力狀態(tài)的檢測，直接關(guān)系到建筑工程的整體質(zhì)量，甚至還關(guān)系到人們的生命安全。這就要求相關(guān)工作人員和技術(shù)人員加大對鋼結(jié)構(gòu)材料檢測工作的重視，認(rèn)真做好針對材料性能的各項(xiàng)檢測工作，以確保鋼結(jié)構(gòu)材料各性能和狀態(tài)達(dá)到相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，從而推動我國建筑行業(yè)的發(fā)展。

1 概述

1.1 鋼結(jié)構(gòu)材料

從使用情況上來看，應(yīng)針對鋼結(jié)構(gòu)材料的可塑性、強(qiáng)度、冷脆破壞性及可焊性等基本性能進(jìn)行綜合檢測和分析，單項(xiàng)指標(biāo)并不能代表鋼結(jié)構(gòu)材料的總體特征，應(yīng)整合常規(guī)實(shí)驗(yàn)所得出的各項(xiàng)指標(biāo)來確定材料性能的優(yōu)劣。其評定參數(shù)主要包括：鋼材料供應(yīng)的技術(shù)條件、生產(chǎn)時(shí)間和產(chǎn)品說明書等。在檢測鋼結(jié)構(gòu)材料時(shí)，應(yīng)針對其屈服強(qiáng)度、反復(fù)彎曲、沖擊韌度、極限強(qiáng)度、技術(shù)指標(biāo)、冷變及其受拉時(shí)的延伸情況等一系列問題進(jìn)行檢測，方可確定其是否達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 檢測內(nèi)容

建筑鋼結(jié)構(gòu)材料的檢測內(nèi)容包括鋼結(jié)構(gòu)材料的種類、型材、焊管、連接緊固件、螺栓球、及焊接球等。其中，焊接球、螺栓球及型材是建筑工程建設(shè)過程中的關(guān)鍵元素，其直接關(guān)系到鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工質(zhì)量。

1.3 特點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)材料具有無污染、工期短、施工干工業(yè)、制造工廠化及工業(yè)化程度高的特點(diǎn)，其在我國建筑施工中有著至關(guān)重要的作用。鋼結(jié)構(gòu)材料由于其強(qiáng)大的生命力，與我國建筑行業(yè)未來的發(fā)展方向相吻合，其是建筑行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，值得廣泛應(yīng)用。

2 鋼結(jié)構(gòu)材料檢測的重要性

針對鋼結(jié)構(gòu)材料的全方位檢測，是確保建筑物安全和正常使用的有效手段，具有十分重要的作用和意義。

2.1 鋼材供求關(guān)系為鋼結(jié)構(gòu)建筑材料提供了強(qiáng)有力的先決條件

鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期，屬于重點(diǎn)控制內(nèi)容，對鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在建筑施工中的有效應(yīng)用有著一定程度的限制作用，具有一定的局限性。隨著國家實(shí)行經(jīng)濟(jì)政策的宏觀調(diào)控，鋼材產(chǎn)量持續(xù)增長，有效解決了供不應(yīng)求的市場現(xiàn)狀，我國在鋼結(jié)構(gòu)的高層結(jié)構(gòu)和空間體系等技術(shù)方面作了深入的研究。目前，鋼材總產(chǎn)量逐年攀升，甚至產(chǎn)生了鋼材產(chǎn)品過剩的現(xiàn)象，為鋼結(jié)構(gòu)建筑施工提供了強(qiáng)有力的基礎(chǔ)條件。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)材料有效緩解了資源短缺的現(xiàn)狀

國民經(jīng)濟(jì)的不斷增長，人民生活水平也在不斷提高，其對生活環(huán)境和工作環(huán)境的要求也隨之提高，這就需要大量的住宅及辦公建筑來滿足人民的生活工作需要。加之能源短缺和土地緊缺現(xiàn)象日益嚴(yán)重，傳統(tǒng)的實(shí)心粘土磚施工方法只能使我國土地緊缺現(xiàn)狀日益加劇，且在其生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量的污染氣體和燃料，不利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。在這一嚴(yán)峻形勢下，迫切需要一種新型建筑產(chǎn)品來替代傳統(tǒng)材料，鋼結(jié)構(gòu)材料很好的符合這一系列要求，逐漸成為最具適用性的材料。

3 建筑鋼結(jié)構(gòu)材料檢測的分析

3.1 鋼結(jié)構(gòu)材料中涂層厚度的檢測技術(shù)

在鋼結(jié)構(gòu)材料建筑工程中，通常采用磁性測厚儀器來測量鋼結(jié)構(gòu)中的涂層厚度。在測量過程中，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：

（1）正確調(diào)節(jié)磁性測厚儀器，確保磁性測厚儀器處于正常狀態(tài)；

（2）確定鋼結(jié)構(gòu)中的測量范圍。在測量過程中，初期應(yīng)將第一檔調(diào)至0～50μm、第二檔應(yīng)調(diào)至0～500μm；

（3）使磁性測厚儀器中的探頭與鋼結(jié)構(gòu)材料中的涂層有效接觸。在此之前，應(yīng)清理干凈鋼結(jié)構(gòu)中的灰塵和存在的油污，以保證磁性測厚儀器測量數(shù)據(jù)的精確度和可靠性。

整個(gè)過程中，需要注意的是應(yīng)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)涂層的具體情況來開展測量工作。由于鋼結(jié)構(gòu)材料長期處于外部環(huán)境下，很有可能導(dǎo)致涂層消失的情況。因此，應(yīng)先確定鋼結(jié)構(gòu)材料中是否存在涂層，這是磁性測厚儀器測量工作的重要前提，其也是測試鋼結(jié)構(gòu)腐蝕情況的重要標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)建筑中屋架撓度的測量

現(xiàn)階段，建筑物多以鋼結(jié)構(gòu)作為屋架，其跨度較大，一般情況下可達(dá)20～30m。因此，在對鋼結(jié)構(gòu)建筑屋架進(jìn)行測量時(shí)存在一定的難度。其主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

（1）在建筑屋架的測量過程中，要確保鋼絲處于緊繃狀態(tài)。因此，對鋼絲的使用有十分嚴(yán)格的要求，應(yīng)保證鋼絲具有極高的抗拉強(qiáng)度。將鋼絲拉直是一項(xiàng)十分重要的工作，可有效保證測量數(shù)值的準(zhǔn)確性和精確度。

（2）在建筑屋架的測量過程中，應(yīng)做好相應(yīng)的記錄工作，避免原鋼結(jié)構(gòu)建筑屋架在施工后產(chǎn)生反拱的現(xiàn)象，從而保證建筑施工整體質(zhì)量。

只有做好這兩方面的工作，確保其數(shù)據(jù)達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，才能全方位測量鋼結(jié)構(gòu)建筑中屋架在負(fù)載作用力下的應(yīng)力繞度值，測量后，應(yīng)認(rèn)真標(biāo)注其測量的正、負(fù)數(shù)值，并做好存檔工作。除此之外，在進(jìn)行此撓度值的檢測時(shí)，為了確保測量數(shù)據(jù)的可靠度和精確性，應(yīng)選擇一個(gè)相對應(yīng)的固定點(diǎn)。

3.3 針對鋼結(jié)構(gòu)截面的厚度測量

在建筑施工中，應(yīng)采用測厚儀器對鋼結(jié)構(gòu)截面進(jìn)行厚度測量?，F(xiàn)階段，已經(jīng)投入使用的測量工具有兩種：其中測厚儀器的使用是較為普遍的，另外一種則是卡尺測量方法?？ǔ呤且环N較為傳統(tǒng)的測厚技術(shù)，其僅適用于中小型的測量對象，無法針對大型鋼結(jié)構(gòu)的截面厚度進(jìn)行測量，且其測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度不高，與截面實(shí)際厚度存在一定的誤差，具有局限性。

測厚儀器在建筑工程中的應(yīng)用相對較為廣泛，其測量數(shù)據(jù)的精確度也相對較高，其中，普遍使用的是超聲波數(shù)字測厚儀器。超聲波數(shù)字測厚儀器所采用的是超聲波脈沖式反射法，對鋼結(jié)構(gòu)截面的厚度進(jìn)行有效測量。其工作原理包括以下幾個(gè)部分：

（1）合理采用聲波脈沖式反射法，使超聲波經(jīng)由一種均勻的介質(zhì)傳送到另一種介質(zhì)中，在相關(guān)介質(zhì)分界面上出現(xiàn)聲的反射現(xiàn)象；

（2）通過超聲波的數(shù)字測厚儀器的探頭上發(fā)出相應(yīng)的超聲波，并進(jìn)行延遲處理后，送往檢測構(gòu)件中；

（3）超聲波在送達(dá)檢測構(gòu)件后，其構(gòu)件中的分界面會將其反射回來，進(jìn)行延遲處理后，被超聲波數(shù)字測厚儀器的探頭所接收。

整個(gè)測量過程包括對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算。其計(jì)算方法是，將超聲波數(shù)字測厚儀器探頭發(fā)出超聲波的時(shí)間與其反射回來后被接收的時(shí)間，并除去超聲波傳送過程中涉及到的延遲需要的時(shí)間。在此基礎(chǔ)上，綜合分析時(shí)間、距離和超聲波傳播速度這三者之間的相對關(guān)系，即可檢測出鋼結(jié)構(gòu)的截面厚度，此數(shù)據(jù)即為超聲波數(shù)字測厚儀器所顯示的截面厚度值。

3.4 鋼體結(jié)構(gòu)的選擇

在建筑物的施工過程中，必須選擇正確的鋼體結(jié)構(gòu)，才能有效提高建筑物的安全性能。在選擇過程中，不僅要以使用功能和投資成本為核心，還應(yīng)考慮到建筑物的高度及層數(shù)等因素。當(dāng)建筑物過高，其所承受的地震力和風(fēng)力所帶來的側(cè)向力就越大，建筑物的鋼度也應(yīng)隨之而增大。所以，建筑物的鋼度不是固定的，應(yīng)根據(jù)建筑物的高度和層數(shù)的變化而變化?，F(xiàn)階段，主要的鋼體結(jié)構(gòu)類型主要有以下幾種：

（1）純框架結(jié)構(gòu)體系。這一結(jié)構(gòu)體系主要針對低于15層的建筑物，其具有較強(qiáng)的靈活性，可給建筑物提供較大的室內(nèi)面積。同時(shí)該體系有較大的延性，且由于其較長的自振周期，抗震效果十分顯著。

（2）框支結(jié)構(gòu)體系。當(dāng)純框架在地震荷載或等的作用下，側(cè)移達(dá)不到相關(guān)要求時(shí)，應(yīng)及時(shí)采用帶支撐的框架，在框架內(nèi)部，分縱向和橫向安裝一定數(shù)量的支撐。這種體系應(yīng)遵循與柱網(wǎng)尺寸、框架體系相統(tǒng)一。通常情況下，其安裝在樓面中心位置的附近。

（3）框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系。在建筑物框架結(jié)構(gòu)中，應(yīng)設(shè)計(jì)一定數(shù)量的剪力墻，可形成框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系。其以剪力墻作為抗側(cè)力，綜合了純框架結(jié)構(gòu)的靈活性和較大的鋼度，布置也十分簡單，適用于高層建筑。多布置在樓梯間、衛(wèi)生間附近。該結(jié)構(gòu)體系具有較大的抗側(cè)力鋼度，可承受較強(qiáng)的豎向荷載。

4 結(jié)束語

綜上所述，為了確保建筑工程的整體質(zhì)量，首當(dāng)其沖應(yīng)提高建筑鋼結(jié)構(gòu)材料檢測技術(shù)。建筑企業(yè)管理人員應(yīng)深刻認(rèn)識到提高鋼結(jié)構(gòu)材料檢測技術(shù)的重要作用和意義，總結(jié)已有檢測技術(shù)的不足，不斷完善，以保障鋼結(jié)構(gòu)材料的性能達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，從而提高建筑工程整體質(zhì)量水平。筆者希望更多的專業(yè)人士投身到該技術(shù)的研究中，針對文中的不足，提出指正建議，為我國建筑事業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

[1]呂琰，趙文勇.探究鋼結(jié)構(gòu)工程的檢測工作[J].經(jīng)營管理者，2012，04：339.

[2]謝國龍，楊志華.探討建筑鋼結(jié)構(gòu)材料檢測[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2013，10：18.

[3]裴星.建筑材料檢測在建筑工程中的作用[J].山西建筑，2013，27：88～89.

[4]杜剛.基于聲發(fā)射檢測技術(shù)的核電用304不銹鋼腐蝕行為研究[D].天津大學(xué)，2012.

[5]張祥林.復(fù)合材料R角部位缺陷檢測技術(shù)與超聲C掃描檢測工藝技術(shù)研究[D].哈爾濱工程大學(xué)，2012.

TU391

A

1673-0038（2015）01-0083-02

2014-12-20

謝青峰（1985-），助工，本科，主要從事鋼結(jié)構(gòu)檢測工作。