建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

林紅霞

濱州經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)建工材料試驗(yàn)有限公司 山東濱州 256600

1 建筑鋼結(jié)構(gòu)工程施工的概述

1.1 鋼結(jié)構(gòu)的概念

鋼結(jié)構(gòu)的概念除了在工程建設(shè)過(guò)程中使用較多的鋼筋之外，一些鋼制骨架結(jié)構(gòu)、鋼釘和膨脹螺栓等都屬于鋼結(jié)構(gòu)的范疇[1]。在目前的大型建筑工程項(xiàng)目中，無(wú)論是配筋率還是其他鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用都越來(lái)越多，也為建工的發(fā)展趨勢(shì)指明了方向。首先，在一些大型廠房等建筑施工的過(guò)程中，為了加快工程建設(shè)的周期，提升建筑體防火、防震的建設(shè)需求，使用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行主體的骨架建設(shè)十分重要。鋼材的搭建相較于混凝土的澆筑施工，能夠明顯縮短工程建設(shè)周期，只需要簡(jiǎn)單地拼接組裝就能夠完成基礎(chǔ)建設(shè)工作。

1.2 鋼結(jié)構(gòu)的特征

在鋼結(jié)構(gòu)工程建設(shè)的過(guò)程中具有與傳統(tǒng)建筑工程施工不同的特征，也使得在更多的場(chǎng)合中增強(qiáng)了鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。相較于傳統(tǒng)的磚墻或混凝土結(jié)構(gòu)工程，鋼結(jié)構(gòu)的建設(shè)能夠更大程度上減輕建筑體自重，使其適用于一些高層或大型建筑。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，如果房屋本身的自重過(guò)大，對(duì)地基的負(fù)載要求更高，需要施工單位在前期投入更多的成本。鋼結(jié)構(gòu)的搭建技術(shù)較為簡(jiǎn)單，通過(guò)吊裝焊接進(jìn)行組裝，不僅能夠更好地保障施工單位的經(jīng)濟(jì)效益，還能夠滿(mǎn)足建筑體防火抗震的需求。

2 建筑鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)的具體技術(shù)運(yùn)用要點(diǎn)

2.1 合理選擇鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)的技術(shù)手段

工程技術(shù)人員在全面檢測(cè)鋼結(jié)構(gòu)的環(huán)節(jié)中，首先必須選擇最適合的結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)。相比于人工觀察鋼結(jié)構(gòu)表層部位缺陷的檢測(cè)方式而言，運(yùn)用無(wú)損檢測(cè)儀器來(lái)識(shí)別鋼結(jié)構(gòu)缺陷的做法可以達(dá)到更加準(zhǔn)確的效果，還能節(jié)約檢測(cè)操作時(shí)間。所以，檢測(cè)技術(shù)人員一般會(huì)優(yōu)先選擇不會(huì)破壞鋼材表層完整性的檢測(cè)技術(shù)，避免在測(cè)試鋼筋材料缺陷的過(guò)程中破壞鋼筋完整程度。

例如在進(jìn)行優(yōu)化磁粉檢測(cè)手段的基礎(chǔ)上，工程檢測(cè)人員必須將磁粉均勻鋪設(shè)在鋼筋材料的表層部位，避免存在磁粉過(guò)度集中的情況。此外，渦流檢測(cè)的技術(shù)也可確保檢測(cè)鋼結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)論完整程度得到提高，防止某些潛在性的鋼結(jié)構(gòu)安全性能缺陷被忽視。檢測(cè)人員對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)論應(yīng)當(dāng)運(yùn)用專(zhuān)門(mén)建模軟件予以形成，全面結(jié)合建筑的基本安全功能以及鋼結(jié)構(gòu)的使用功能來(lái)完成建筑檢測(cè)過(guò)程。

2.2 工程檢測(cè)人員需要具備高素養(yǎng)

工程檢測(cè)人員對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)必須實(shí)施詳細(xì)與完整的檢測(cè)處理過(guò)程，依靠自身的專(zhuān)業(yè)檢測(cè)知識(shí)來(lái)進(jìn)行判斷。在此前提下，工程檢測(cè)部門(mén)應(yīng)當(dāng)對(duì)檢測(cè)業(yè)務(wù)人員進(jìn)行嚴(yán)格的專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，充分保證全體工程檢測(cè)人員熟悉各種檢測(cè)技術(shù)手段，從而做到正確運(yùn)用以及合理選擇鋼結(jié)構(gòu)的檢測(cè)處理方式。工程檢測(cè)人員在測(cè)試鋼結(jié)構(gòu)的具體操作過(guò)程中要保證認(rèn)真的檢測(cè)工作態(tài)度，不能敷衍檢測(cè)操作過(guò)程。建筑鋼結(jié)構(gòu)的完整程度與安全性能將會(huì)給建筑整體性能造成直接的影響，因此建筑檢測(cè)人員必須保持優(yōu)良的職業(yè)道德素養(yǎng)，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度來(lái)完成結(jié)構(gòu)檢測(cè)過(guò)程。

2.3 結(jié)合信息化技術(shù)來(lái)判斷鋼結(jié)構(gòu)缺陷

信息化軟件可以幫助工程檢測(cè)人員準(zhǔn)確分析鋼結(jié)構(gòu)缺陷，其中包含鋼材夾渣缺陷、氣孔缺陷與裂縫缺陷等。在當(dāng)前的情況下，工程檢測(cè)人員對(duì)于智能化的檢測(cè)分析軟件能夠做到全面并加以利用，尤其是對(duì)于BIM工程建模軟件等。智能化軟件對(duì)于鋼材缺陷部位能夠進(jìn)行直觀的展示，避免工程檢測(cè)人員消耗較長(zhǎng)時(shí)間來(lái)查找鋼結(jié)構(gòu)缺陷。

2.4 重視結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)

在建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)加工過(guò)程中，涉及到了一些預(yù)制構(gòu)件，在施工之前要進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)保證各類(lèi)零件符合施工方案的需求。首先，預(yù)制構(gòu)件的結(jié)構(gòu)較為特殊，在生產(chǎn)之前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)將尺寸和材質(zhì)信息等標(biāo)注清楚，將由工廠進(jìn)行開(kāi)模，通過(guò)檢測(cè)之后進(jìn)行批量生產(chǎn)，并將經(jīng)過(guò)質(zhì)量驗(yàn)收的預(yù)制構(gòu)件送到施工現(xiàn)場(chǎng)參與建設(shè)工作。其次，對(duì)于一些在工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行焊接連接的鋼制結(jié)構(gòu)，管理人員也需要對(duì)其質(zhì)量和強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。主要的參考依據(jù)是施工方案中的鋼材骨架設(shè)計(jì)，通過(guò)受力分析和檢測(cè)，驗(yàn)證不同的鋼制零件是否能夠承擔(dān)建筑體的負(fù)重要求，可以應(yīng)用一些儀器設(shè)備對(duì)鋼制零件的力學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)分析，充分保證工程施工的穩(wěn)定性與安全性。

3 無(wú)損檢測(cè)新技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)中的應(yīng)用

3.1 超聲衍射時(shí)差（TOFD）

TOFD是一種新型超聲波檢測(cè)方法，它是利用超聲波在待檢試件內(nèi)部缺陷尖端的衍射現(xiàn)象來(lái)檢測(cè)缺陷。焊縫檢測(cè)過(guò)程中，發(fā)射探頭與接收探頭對(duì)稱(chēng)布置在焊縫兩側(cè)，發(fā)射探頭發(fā)射出斜入射縱波，如果內(nèi)部無(wú)缺陷，接收探頭將依次接收到上表面的直通信號(hào)和底面反射信號(hào)。如果內(nèi)部有缺陷，接收探頭在直通信號(hào)與底面反射信號(hào)之間還將接收到缺陷上端與下端的衍射信號(hào)。因此，通過(guò)信號(hào)分析與處理，TOFD不僅可以定位缺陷的深度位置，同時(shí)可以計(jì)算缺陷的高度信息。

3.2 超聲相控陣（PAUT）

超聲相控陣檢測(cè)探頭將多個(gè)壓電晶片集成在一個(gè)探頭中，各個(gè)晶片按一定的時(shí)間和規(guī)律激發(fā)，形成一個(gè)扇形的聲場(chǎng)覆蓋區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)調(diào)整超聲入射角度，可以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的掃查。超聲相控陣檢測(cè)結(jié)果經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)的處理與分析，可以以圖像形式表達(dá)缺陷信息。超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于采用電子掃查，檢測(cè)速度快、精度高，檢測(cè)靈活性好，單次檢測(cè)能夠得到常規(guī)超聲檢測(cè)技術(shù)多次往復(fù)掃查才能得到的效果，對(duì)空間局限部位可操作性較好；檢測(cè)圖像可存儲(chǔ)，便于檢測(cè)記錄存檔[2]。

3.3 電磁超聲（EMA）

電磁超聲檢測(cè)技術(shù)原理是電磁超聲換能器采用電磁信號(hào)激勵(lì)被檢構(gòu)件，在被檢構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生超聲信號(hào)，超聲信號(hào)在被檢構(gòu)件內(nèi)傳播后被電磁超聲換能器接收并重新轉(zhuǎn)換為電磁信號(hào)，通過(guò)信號(hào)分析與處理就可以得到被檢構(gòu)件內(nèi)部缺陷信息。電磁超聲波的激勵(lì)和接收機(jī)制有三種，即電磁力機(jī)制、洛倫茲力機(jī)制和磁致伸縮力機(jī)制。

總之，在目前的情況下，檢測(cè)鋼結(jié)構(gòu)性能的工程檢測(cè)技術(shù)手段已經(jīng)得到全面的優(yōu)化與創(chuàng)新，這體現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)工作全面融入建筑施工環(huán)節(jié)的必要性。作為檢測(cè)技術(shù)人員必須善于運(yùn)用無(wú)損檢測(cè)以及信息化檢測(cè)手段，結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的特性與功能來(lái)選擇鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)手段，嚴(yán)格保證檢測(cè)結(jié)論的精確性。