沈北新区钢结构夹层承重能力第三方检测中心
钢结构的损伤检测:
1. 1 几何量检测
裂缝的检测包括裂缝出现的部位(分布) 、裂缝的走向、裂缝的长度和宽度。观察裂缝的分布和走向,可绘制裂缝分布图。裂缝宽度的检测主要用10倍~20倍读数放大镜、裂缝对比卡及塞尺等工具。裂缝长度可用钢尺测量,裂缝深度可用*薄的钢片插入裂缝,粗略地测量,也可沿裂缝方向取芯或*声仪检测。判断裂缝是否发展可用粘贴石膏法,将厚10mm 左右,宽约50 mm~80 mm的石膏饼牢固地粘贴在裂缝处,观察石膏是否裂开;也可以在裂缝的两侧粘贴几对手持式应变仪的头子,用手持式应变仪量测变形是否发展。
1. 2 结构变形检测
测量结构或构件变形常用仪器有水准仪、经纬仪、锤球、钢卷尺、棉线等常规仪器以及激光测位移计、红外线测距仪、全站仪等。结构变形有许多类型,如梁、屋架的挠度,屋架倾斜,柱子侧移等需要根据测试对象采用不同的方法和仪器。测量小跨度的梁、屋架挠度时,可用拉铁丝的简单方法,也可选取基准点用水准仪测量。屋架的倾斜变位测量,一般在屋架中部拉杆处,从上弦固定吊锤到下弦处,量测其倾斜值,并记录倾斜方向。
1. 3 结构材料性能检测
对钢材性能检测主要是指裂纹、孔洞、夹渣等。对焊缝主要是指夹渣、气泡、咬边、烧穿、漏焊、未焊透以及焊脚尺寸不足等;对铆钉或螺栓主要是指漏铆、漏检、错位、错排及掉头。检测方法主要是外观检查、X射线、超声波探伤、磁粉探伤方法和渗透探伤方法检查。*声法用于金属材料的探测要求频率高,功率不必太大,这样测试灵敏度高,测试精度好。超声波探伤通常采用纵波探伤和横波探伤(主要用于焊缝探伤)两种方法。超声波对钢结构检测,要求测点平整光滑。
钢材力学性能指标
抗拉强度fu:反映钢材受拉时所能承受的**应力。
伸长率:试件被拉断时的**变形值与试件原标距之比的百分数,称为伸长率,伸长率代表材料在单向拉伸时的塑性应变的能力。
冷弯性能:冷弯性能由冷弯试验确定。试验时使试件弯成l80°,如试件外表面不出现裂纹和分层,即为合格。冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下的塑性应变能力和钢材质量的综合指标。
韧性:韧性是钢材强度和塑性的综合指标。
由于低温对钢材的脆性破坏有显着影响,在寒冷地区建造的结构不但要求钢材具有常温(20℃)冲击韧性指标,还要求具有负温(0℃、-20℃或-40℃)冲击韧性指标,以保证结构具有足够的抗脆性破坏能力。
各种因素对钢材主要性能的影响
1)化学成分
碳直接影响钢材的强度、塑性、韧性和可焊性等。碳含量增加,钢的强度提高,而塑性、韧性和疲劳强度下降,恶化钢的可焊性和抗腐蚀性。硫和磷是钢中的有害成分,它们降低钢材的塑性、韧性、可焊性和疲劳强度。在高温时,硫使钢变脆,称之热脆;在低温时,磷使钢变脆,称之冷脆。
2)冶金缺陷
常见的冶金缺陷有偏析、非金属夹杂、气孔、裂纹及分层等。
3)钢材硬化
冷加工使钢材产生很大塑性变形,从而提高了钢的屈服点,降低了钢的塑性和韧性,这种现象称为冷作硬化(或应变硬化)。在一般钢结构中,不利用硬化所提高的强度,以保证结构具有足够的抗脆性破坏能力。应将局部硬化部分用刨边或扩钻予以消除。
4)温度影响
钢材性能随温度变动而有所变化。总的趋势是温度升高,钢材强度降低,应变增大;温度降低,钢材强度会略有增加,塑性和韧性却会降低而变脆。在250℃左右,钢材的强度略有提高,塑性和韧性均下降,材料有转脆的倾向,钢材表面氧化膜呈现蓝色,称为蓝脆现象。钢材应避免在蓝脆温度范围内进行热加工。
当温度在260℃~320℃时,在应力持续不变的情况下,钢材以很缓慢的速度继续变形,此种现象称为徐变现象。当温度从常温开始下降,特别是在负温度范围内时,钢材强度虽有提高,但其塑性和韧性降低,材料逐渐变脆,这种性质称为低温冷脆。
5)应力集中
构件中有时存在着孔洞、槽口、凹角、截面突然改变以及钢材内部缺陷等。此时,构件中的应力分布将不再保持均匀,而是在某些区域产生局部高峰应力,在一些区域则应力降低,形成应力集中现象。承受静力荷载作用的构件在常温下工作时,在计算中可不考虑应力集中的影响。但在负温或动力荷载作用下工作的结构,应力集中的不利影响将十分**,往往是引起脆性破坏的根源,故在设计中应采取措施避免或减小应力集中,并选用质量优良的钢材。
6)反复荷载作用
在直接的连续反复的动力荷载作用下,钢材的强度将降低,**一次静力荷载作用下的拉伸试验的**强度,这种现象称为钢材的疲劳。疲劳破坏表现为突然发生的脆性断裂。材料总是有“缺陷”的,在反复荷载作用下,先在其缺陷发生塑性变形和硬化而生成一些*小的裂痕,此后这种微观裂痕逐渐发展成宏观裂纹,试件截面削弱,而在裂纹根部出现应力集中现象,使材料处于三向拉伸应力状态,塑性变形受到限制,当反复荷载达到一定的循环次数时,材料终于破坏,并表现为突然的脆性断裂。
钢结构安全检测鉴定的必要性:
钢结构建筑有以下四个缺点:
(一)复杂性:钢结构工程项目施工质量问题的复杂性,主要表现在引发质量问题的因素繁多,产生质量问题的原因也复杂,是同一性质的质量问题,原因有时也不一样,从而质量问题的分析、判断和处理增加了复杂性。例如焊接裂缝,其既可发生在焊缝金属中,也可发生在母材热影响中,既可在焊缝表面,也可在焊缝内部;裂缝走向既可平行于焊道,也可垂直于焊道,裂缝既可能是冷裂缝,也可能是热裂缝;产生原因也有焊接材料选用不当和焊接预热或后热不当之分。
(二)严重性:钢结构工程项目施工质量问题的严重性表现在:一般的,影响施工顺利进行,造成工期延误,成本增加,严重的,建筑物倒塌,造成人身伤亡,财产受损,引起不良的社会影响。
(三)可变性:钢结构工程施工质量问题还将随着外界变化和时间的延长而不断地发展变化,质量缺陷逐渐体现。例如,钢构件的焊缝由于应力的变化,使原来没有裂缝的焊缝产生裂缝:由于焊后在焊缝中有氢的活动的作用便可产生延迟裂缝。又如构件长期承受过载,则钢构件要产生下拱弯曲变形,产生隐患。
(四)频发性:由于我国现代建筑都是以混凝土结构为主,从事建筑施工的管理人员和技术人员对钢结构的制作和施工技术相对比较生疏,以民工为主的具体施工人员*不懂钢结构工程的科学施工方法,导致施工过程中的事故时常发生。