鋼結(jié)構(gòu)檢測及加固措施分析

黃雄開

摘 要 因?yàn)榻ㄖ袠I(yè)正在快速發(fā)展，所以建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展也在多方面進(jìn)步，鋼結(jié)構(gòu)成為建筑工程里重要的結(jié)構(gòu)類型。因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)具有重量輕、強(qiáng)度高、制作廠可機(jī)械化焊接加工、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，以至于應(yīng)用同樣很廣。本篇文章就是分析鋼結(jié)構(gòu)施工以及通過實(shí)際來探究鋼結(jié)構(gòu)的檢測以及加固，期望本文能夠有助于鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 鋼結(jié)構(gòu);檢測;加固措施;分析

引言

鋼結(jié)構(gòu)是用各種鋼板、鋼材料和鋼管這些一系列材料組合的結(jié)構(gòu)，通過焊絲焊條進(jìn)行焊接，進(jìn)而形成鋼構(gòu)件。在鋼結(jié)構(gòu)加工時(shí)，焊接是很重要的，由于環(huán)境氣候、焊接技術(shù)以及焊工水平等多方面的問題，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)在焊接時(shí)會(huì)產(chǎn)生缺陷，缺陷的存在影響了鋼結(jié)構(gòu)的使用，所以鋼結(jié)構(gòu)在使用壽命方面也會(huì)受到影響。

1鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析

在施工過程中，鋼結(jié)構(gòu)的類型主要分為：勁性鋼梁鋼柱結(jié)構(gòu)、普通梁柱結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、單層廠房等。勁性鋼梁鋼柱結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)為梁柱外扎鋼筋，澆筑混凝土，多為H形柱或者十字柱，因?yàn)橥桓褐扔袖摻Y(jié)構(gòu)，又有混凝土結(jié)構(gòu)，所以，需要土建和鋼結(jié)構(gòu)分包相互配合。在上下柱現(xiàn)場安裝好，焊接完成后，盡快對焊縫兩側(cè)打磨處理，及時(shí)通知檢測單位對焊縫進(jìn)行檢測，檢測合格后，土建才能安排鋼筋綁扎及后續(xù)混凝土澆筑工作。普通梁柱結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是梁柱外涂刷油漆、防火及防腐涂料等。鋼梁上下翼緣為焊接，腹板為高強(qiáng)度螺栓連接，因?yàn)殇摿荷闲枰佋O(shè)壓型鋼板，澆筑混凝土樓板，所以在鋼梁安裝好，焊接完成后，也要盡快對焊縫兩側(cè)打磨處理，及時(shí)通知檢測單位對焊縫進(jìn)行檢測，檢測合格后，才能鋪設(shè)壓型鋼板及后續(xù)混凝土澆筑工作。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)主要分為螺栓球節(jié)點(diǎn)和焊接球節(jié)點(diǎn)，螺栓球及桿件主要在工廠加工，桿件錐頭及封板焊縫檢測主要在工廠焊接完成后進(jìn)行，檢測合格后，才能涂刷油漆分批出廠，現(xiàn)場安裝全部由螺栓連接;焊接球節(jié)點(diǎn)主要是在現(xiàn)場將桿件與球進(jìn)行焊接，焊接完成再檢測，合格后再涂裝。單層廠房的特點(diǎn)是柱與梁之間、梁與梁之間均采用螺栓連接，柱兩端有柱底板和柱頂板，梁兩端有端板，柱底采用預(yù)埋化學(xué)錨栓與地面固定，柱與梁、梁與梁之間采用高強(qiáng)度螺栓與端板連接，柱底板、柱頂板、梁端板焊縫主要在加工廠進(jìn)行，焊接完成再檢測，合格后才能出廠，現(xiàn)場安裝基本不需要焊接。鋼結(jié)構(gòu)的共同特點(diǎn)是都分為工廠制作和現(xiàn)場安裝，其中勁性鋼梁鋼柱結(jié)構(gòu)、普通梁柱結(jié)構(gòu)及網(wǎng)架焊接球節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是主要焊接工作在加工廠進(jìn)行，現(xiàn)場主要是上下柱對接、梁柱連接及桿件與焊接球之間的焊縫需要現(xiàn)場施焊;而網(wǎng)架螺栓球節(jié)點(diǎn)及單層廠房的特點(diǎn)是全部焊接工作都在加工廠進(jìn)行，現(xiàn)場只需要螺栓連接就可以，工廠焊接質(zhì)量有所保證，大大提高了工程質(zhì)量，同時(shí)也縮短了工期[1]。

2鋼結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)分析

鋼結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)主要分為鋼結(jié)構(gòu)無損檢測、力學(xué)性能檢測及涂裝檢測，其中無損檢測方法主要有超聲波檢測、射線檢測、磁粉檢測、滲透檢測及目視檢測等，一般建筑工程鋼結(jié)構(gòu)以超聲波檢測為主，橋梁鋼結(jié)構(gòu)以超聲波檢測、射線檢測及磁粉檢測為主。力學(xué)性能檢測主要有鋼板原材料（拉伸、彎曲、沖擊、厚度方向性能）、高強(qiáng)度螺栓（大六角高強(qiáng)度螺栓檢測扭矩系數(shù)、扭剪型高強(qiáng)度螺栓檢測軸力）、抗滑移系數(shù)、焊絲焊條熔敷金屬試驗(yàn)（拉伸、沖擊）、螺栓球節(jié)點(diǎn)承載力試驗(yàn)、網(wǎng)架桿件拉伸試驗(yàn)等。涂裝檢測主要有漆膜厚度、涂層附著力、防火涂料厚度檢測等。除此之外，鋼結(jié)構(gòu)還需要檢測的有：鋼板探傷、鋼板厚度及鋼管壁厚檢測、鋼構(gòu)件截面尺寸、鋼柱傾斜、鋼梁及網(wǎng)架撓度、鋼材銹蝕厚度檢測等[2]。

在檢測之后，就會(huì)涉及需要修補(bǔ)、返修和加固的過程，在焊縫質(zhì)量檢測方面，當(dāng)目視檢測焊縫外觀不合格時(shí)，就需要對焊縫表面進(jìn)行修補(bǔ)處理，焊縫表面常見缺陷有焊縫表面氣孔及余高不足、焊縫兩端缺焊、焊縫咬邊等;當(dāng)超聲波探傷檢測焊縫內(nèi)部有缺陷時(shí)，就需要用碳刨將焊縫刨開，重新焊接，然后再復(fù)測，復(fù)檢合格后才能進(jìn)行下一道工序，若還不合格，需要再次返修，同一條焊縫允許返修兩次，若兩次返修后仍不合格，則該構(gòu)件不能使用或經(jīng)原設(shè)計(jì)計(jì)算后，通過加固處理才能繼續(xù)使用。在對現(xiàn)場安裝高強(qiáng)度螺栓檢測方面，當(dāng)目測有高強(qiáng)度螺栓漏安裝、未擰緊、扭剪型高強(qiáng)度螺栓梅花頭未擰斷時(shí)，就需要對現(xiàn)場安裝螺栓全面檢查，并進(jìn)行加裝螺栓、逐一擰緊;現(xiàn)場已安裝的高強(qiáng)度螺栓需要進(jìn)行施工扭矩檢查，扭矩達(dá)不到要求的，需要逐一擰緊。

焊縫及高強(qiáng)度螺栓是現(xiàn)場安裝主要節(jié)點(diǎn)連接形式，也是鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場安裝時(shí)的重點(diǎn)及難點(diǎn)。對于鋼結(jié)構(gòu)截面尺寸，鋼結(jié)構(gòu)的斷面的厚度一般是由加工的精確程度以及斷面銹蝕情況直接影響的。主要是銹蝕情況會(huì)導(dǎo)致截面厚度減少，進(jìn)而承載能力降低，最后會(huì)影響到鋼結(jié)構(gòu)的整體安全。測定鋼結(jié)構(gòu)截面的厚度是很重要的?，F(xiàn)在一般通過測厚儀來測定截面的厚度。這種方法的原理是通過超聲波脈沖反射法來檢測。其次，在鋼結(jié)構(gòu)涂層的厚度上，判定鋼結(jié)構(gòu)的時(shí)候，涂層的好壞程度會(huì)很大程度地影響鋼結(jié)構(gòu)的牢固。對于涂層厚度的測定一般是通過磁性測厚儀來測定。磁性測厚儀的使用要提前調(diào)好儀器以便能夠正常使用。第一步是確定好測量的范圍。第二步才開始測量，在清除好涂層表面灰塵以及油污之后將探頭接觸到涂層。這種方法的基礎(chǔ)是要先確定有無涂層，因?yàn)闅埩敉繉拥拇嬖谑墙Y(jié)構(gòu)銹蝕程度判定的重點(diǎn)。最后，在鋼結(jié)構(gòu)撓度的測定上，鋼結(jié)構(gòu)的跨度大，所以撓度測量困難，必須把鋼絲拉緊，進(jìn)而要做好相關(guān)記錄和反拱以及撓度值。因?yàn)檫@兩個(gè)值確定好之后，才可以確定屋架在荷載作用時(shí)的正確應(yīng)力撓度值?，F(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)撓度的測定是用水準(zhǔn)儀和全站儀，水準(zhǔn)儀具備望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)，測微器裝置精度高，管水準(zhǔn)器靈敏度強(qiáng);全站儀是具備自動(dòng)測距、測角、計(jì)算以及處理數(shù)據(jù)，還有自動(dòng)記錄以及傳輸功能的精確全面系統(tǒng)儀器[3]。

3鋼結(jié)構(gòu)加固措施分析

網(wǎng)架及桁架結(jié)構(gòu)在體育館及足球場看臺的應(yīng)用十分廣泛，本文通過對某體育場看臺桁架結(jié)構(gòu)的實(shí)測結(jié)果，通過設(shè)計(jì)計(jì)算，確定桁架受力薄弱部位，針對薄弱部位進(jìn)行加固處理。該體育場分東西兩個(gè)看臺，均由鋼柱、桁架、拉索及膜結(jié)構(gòu)組成，現(xiàn)場檢測主要內(nèi)容有：鋼柱傾斜、截面尺寸、鋼材厚度、漆膜厚度及銹蝕程度;桁架桿件變形、撓度、截面尺寸、鋼材厚度、漆膜厚度、銹蝕程度、鋼材強(qiáng)度（里氏硬度法）、桁架與鋼柱之間的焊縫探傷（超聲波探傷及滲透探傷）;拉索張力、截面尺寸、股數(shù)及銹蝕情況;膜結(jié)構(gòu)張力及破損情況。另外還對附屬電線、管線、燈具等荷載情況進(jìn)行調(diào)查?，F(xiàn)場檢測時(shí)，對桁架的上弦桿、下弦桿及斜腹桿都統(tǒng)一編號，這樣方便記錄每一根桿件的實(shí)測數(shù)據(jù)。通過對實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行建模計(jì)算，以及現(xiàn)場外觀檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)的明顯缺陷及變形，分析其對整體結(jié)構(gòu)安全的危害，對該體育場看臺桁架結(jié)構(gòu)提出加固處理意見。加固處理措施主要有：對變形及銹蝕嚴(yán)重的桿件進(jìn)行替換、局部變形的桿件進(jìn)行包鋼加固處理、桁架受力重要部位增加桿件、桁架懸挑部位變形嚴(yán)重的增加鋼柱及斜桿支撐、對整個(gè)鋼柱及桁架重新進(jìn)行涂裝處理、拉索松弛的要重新張拉、拉索銹蝕嚴(yán)重及股數(shù)部分?jǐn)嗔训囊鼡Q、整個(gè)膜結(jié)構(gòu)由于部分破損及張力不夠需要全部更換[4]。

4結(jié)束語

鋼結(jié)構(gòu)的檢測及加固直接影響建筑工程的質(zhì)量，新建鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目就需要土建、鋼結(jié)構(gòu)分包及檢測單位相互配合，項(xiàng)目開工后就要制定檢測計(jì)劃，把握好時(shí)間節(jié)點(diǎn)，才不會(huì)影響工期，檢測工作才能有序開展;既有鋼結(jié)構(gòu)建筑，由于年久失修，為了確定其結(jié)構(gòu)安全性，也需要對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢測，通過結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，制定加固處理方案，才能進(jìn)行后續(xù)加固施工及房屋修繕工作。

參考文獻(xiàn)

[1] 周輝.常見結(jié)構(gòu)加固措施對建筑結(jié)構(gòu)安全的影響[J].居舍，2020（5）：

163-164.

[2] 曾曉波.建筑結(jié)構(gòu)檢測與加固方法[J].居舍，2017（22）：24.

[3] 吳薇.試論鋼結(jié)構(gòu)檢測及加固措施[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），

2017（16）：122.

[4] 謝新法.對某建筑主體結(jié)構(gòu)檢測評估及其加固措施的研究[D].青島：青島理工大學(xué)，2017.

[5] 徐文斌.建筑工程結(jié)構(gòu)檢測及加固措施探究[J].門窗，2016（7）：71.