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摘要：近年來，我國經(jīng)濟快速發(fā)展，建筑行業(yè)呈現(xiàn)迅猛發(fā)展趨勢。隨之而來的就是建筑結(jié)構(gòu)形式的多樣化，尤其是鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的運用，使得建筑結(jié)構(gòu)更具安全性、穩(wěn)定性。因此，針對房屋建筑施工，尤其是大型建筑施工，建設(shè)企業(yè)需注重鋼結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)的運用，按照各類常見的問題，選擇科學、合理的現(xiàn)代測試分析，保障鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，提升房屋穩(wěn)定性能，進而保證建筑質(zhì)量，為業(yè)主創(chuàng)造更為安全、舒適的建筑工程。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代測試分析方法；鋼結(jié)構(gòu)檢測；修復

針對建筑工程，尤其是大型鋼結(jié)構(gòu)工程，必須通過科學檢測方法，保證鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，對鋼結(jié)構(gòu)問題進行有效修復，進而有效提升工程整體質(zhì)量。筆者根據(jù)自身多年的建筑工程施工經(jīng)驗，主要分析鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量問題，探討現(xiàn)代測試分析方法在鋼結(jié)構(gòu)檢測與修復中的應用。

1建筑工程鋼結(jié)構(gòu)基本內(nèi)涵及應用優(yōu)勢

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在我國的現(xiàn)代化建設(shè)中得到了廣泛的應用，其防火性能優(yōu)良，造價低廉，可以承受大量的施工荷載，在現(xiàn)代化建設(shè)中得到了廣泛的應用。然而，由于其自身重量大，在施工過程中所需的人力、物力費用也很高，而在施工過程中，由于受氣候因素的影響，以及混凝土施工過程中出現(xiàn)的裂縫問題，使得修復工作變得更加復雜。近年來，隨著鋼鐵行業(yè)的迅速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)逐漸在建筑工程中得到了廣泛的應用，其應用于現(xiàn)代化高層建筑、橋梁項目、跨度較大的場館施工中具有較高的應用優(yōu)勢。鋼結(jié)構(gòu)的材料組織均勻度高，經(jīng)多個精細分析，得到了與力學有關(guān)的計算值相近的鋼材，是一種具有合理彈性的建筑材料。鋼結(jié)構(gòu)本身就是一種很好的塑性和韌性，當鋼結(jié)構(gòu)受到不同的外力負荷時，它可以有效地將峰值應力分布到最大值，從而保證了鋼結(jié)構(gòu)在使用過程中的平衡，而不會因為應力的改變而引起結(jié)構(gòu)的斷裂。另外，由于鋼本身具有較好的塑性、韌性，可以承受各種不同的動態(tài)載荷，而且其本身也具有很好的塑性和彈性，可以有效地吸收振動的能量，從而增強建筑的抗震性能。而且，由于鋼結(jié)構(gòu)的橫截面比混凝土的截面要小，所以從各種試驗結(jié)果來看，自中向下的建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的自振周期更短，這對于改善建筑物的多項性能有很大的實用價值。同時，由于鋼結(jié)構(gòu)具有更高的施工效率，因此，采用工廠制造的鋼結(jié)構(gòu)，在工地進行組裝和焊接，可以方便地進行模板搬運，從而減少了工程造價，縮短了工程的工期。

2大型屋面鋼結(jié)構(gòu)檢測的特點

2.1結(jié)構(gòu)測量難

針對大型鋼結(jié)構(gòu)，應根據(jù)其結(jié)構(gòu)特性，進行綜合規(guī)劃與測量。在超高層鋼結(jié)構(gòu)的施工中，鋼件的兩個方向都是向上的。由于超高層建筑結(jié)構(gòu)的特殊性，各鋼管柱的傾角也各不相同。因此，在工程測量中，既要從平面上測量建筑物的長、寬等，又要設(shè)置空間的空間坐標，以便更準確地進行測量。而且，還需要準確的計算出鋼柱子的傾斜和扭曲的空間位置，這樣才能保證鋼柱子在承受重力的作用下不會發(fā)生變形。

2.2質(zhì)量控制點較多

大型鋼材的質(zhì)量難以保證，在安裝時，不僅要控制鋼件的安裝質(zhì)量，還要注意安裝順序，對相鄰鋼件的安裝有沒有影響；對如何對高程進行補償?shù)葐栴}進行嚴密的規(guī)劃。因此，在質(zhì)量管理中，需控制單一鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量，還需控制好焊接質(zhì)量以及安裝順序。

2.3外部環(huán)境影響較大

在建筑工程中，建筑材料受環(huán)境因素的影響。建筑結(jié)構(gòu)在日照、溫度、高風速的作用下，會對結(jié)構(gòu)的材質(zhì)造成一定的磨損和老化。在這樣的環(huán)境負荷下，異型結(jié)構(gòu)也會受到很大的影響。由于鋼制建筑對環(huán)境有很高的要求。由于環(huán)境日益惡化，現(xiàn)在的建筑材料壽命越來越短。因此，在工程建設(shè)中，必須對軸線和標高的控制進行補償與糾錯，特別是對于超高層建筑來說，這一點的管理與控制尤為重要。只有確保異形鋼結(jié)構(gòu)的誤差控制在合理的范圍內(nèi)，才能達到既能達到藝術(shù)效果又能滿足實際需要的要求。

3建筑工程鋼結(jié)構(gòu)檢測的技術(shù)的具體運用

3.1確定檢測內(nèi)容、方法及儀器

對被檢房屋的基本構(gòu)造布局進行檢驗，并對房屋的地基進行分析，檢測主要構(gòu)件的開裂和變形情況以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件，在涂料基礎(chǔ)厚度的檢測中，有關(guān)技術(shù)人員必須按照現(xiàn)場鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)規(guī)范，對構(gòu)件進行隨機檢測，以探索涂膜的厚度。在鋼柱垂直度的檢測中，必須按照建筑物的變形測量規(guī)范，隨機選取鋼柱，并用經(jīng)緯儀對其進行綜合測試。對于焊縫的檢測，可以選擇采用超聲波探傷設(shè)備進行無損檢測，并對缺陷進行有效的記錄。

3.2結(jié)構(gòu)計算環(huán)節(jié)

有關(guān)技術(shù)人員應根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的要求，對該項目的主體結(jié)構(gòu)進行全面的計算和分析。在進行計算時，每一種載荷的組合都要按照建筑物的荷載規(guī)范的有關(guān)規(guī)定來進行，而各種不同的承重材料的強度則要結(jié)合施工的要求和現(xiàn)場的實際測試結(jié)果來確定。實際受檢房屋樓板采用壓型鋼板澆筑，經(jīng)現(xiàn)場技術(shù)檢驗，可對樓板與構(gòu)件的聯(lián)接穩(wěn)定進行抗裂；對漏水等問題進行了全面的檢查。屋頂沒有發(fā)生變形、漏水等問題，加之外墻沒有出現(xiàn)開裂等情況。鋼筋和鋼筋的剪切應力，設(shè)計的強度比值和正應力均符合設(shè)計的要求。

3.3無損檢測技術(shù)

焊接技術(shù)是鋼構(gòu)件連接工藝中的一項重要技術(shù)手段，焊接工藝的優(yōu)劣直接關(guān)系到鋼結(jié)構(gòu)的安全。NDR技術(shù)是在保證焊接質(zhì)量的前提下，對焊接質(zhì)量進行有效的控制。非破壞性檢測技術(shù)包括超聲波探傷、射線探傷、滲透探傷等。射線探傷是指X射線和Y射線在探測時，穿透的結(jié)構(gòu)會有一定的衰減，從而發(fā)現(xiàn)材料本身的問題。有些光線會被檢測到的材料所吸收，根據(jù)檢測到的基本厚度的變化，可以判斷出焊接的缺陷。由于對象本身的內(nèi)部構(gòu)造有很大的差別，而且由于其傳播特性的原因，可以對被測物質(zhì)本身的問題進行分析。但在實際檢驗中，這種方法會受多種因素的制約，從而限制了檢驗的質(zhì)量。滲透探傷是焊接中常用的一種無損檢測技術(shù)，它主要是在零件的對應部位涂上顏料，如果滲油滲入裂紋。在使用白光和紫外線的情況下，可以看到滲透性的液體，但是在進行檢查的時候，必須要進行清洗。

4現(xiàn)代測試分析方法在鋼結(jié)構(gòu)檢測中的運用

4.1目視檢測

目視檢查是目前我國開展較少，但已成為世界各國普遍關(guān)注的一種第一步無損檢測技術(shù)。根據(jù)國際慣例，首先要進行肉眼檢查，確定不會對后續(xù)的檢查造成影響，然后進行四項常規(guī)檢查。比如BINDT的PCN認證，就有VT1,2;3級的測試，需要特殊的資格。通過國際水平的培訓，其VT測試技術(shù)將更加專業(yè)化，受到國際組織的高度關(guān)注。VT經(jīng)常被用來對焊縫進行肉眼檢查，焊接本身也有一個技術(shù)指標，可以通過目測和測量來進行初步的檢查，如果出現(xiàn)了咬邊等不符合要求的外觀缺陷，那么就需要進行進一步的測試。例如，在焊件的表面和鑄件上，VT的數(shù)量較多，而鍛件數(shù)量較少，其檢驗的標準也基本一致。在鋼結(jié)構(gòu)檢測中，最直觀、最簡單的方法是采用表面檢測，它既簡單又經(jīng)濟。在進行檢查時，通過目視和對鋼結(jié)構(gòu)的檢查，來發(fā)現(xiàn)有沒有明顯的問題，這是一種從宏觀上的檢查。一般采用此方法對鋼結(jié)構(gòu)的焊接表面進行檢驗，以保證焊接表面達到規(guī)范要求，防止出現(xiàn)大的缺陷。雖然這種方法簡單、經(jīng)濟，但是它的使用范圍比較狹窄，因為它主要依賴于測試人員的經(jīng)驗。另外，該方法僅對結(jié)構(gòu)的表面缺陷進行探測，不能對結(jié)構(gòu)的內(nèi)部進行檢測。在常規(guī)的鋼結(jié)構(gòu)檢測中，首先采用直接表面檢查技術(shù)對其進行初步的檢驗，當表面無明顯缺陷時，采用其他方法對其進行內(nèi)部檢查，以保證受檢部件的內(nèi)在質(zhì)量。

4.2磁粉探傷檢測技術(shù)

磁粉探測是指當磁體或工件被磁化后，由于非連續(xù)性，導致工件表面及近面上的磁力線出現(xiàn)局部變形，產(chǎn)生漏磁場，并通過對工件表面的磁粉進行吸附，在適當?shù)墓饩€下形成肉眼可見的磁跡，由此可以看出磁粉探測中斷的部位、形狀和尺寸。鋼結(jié)構(gòu)也是一種磁性物質(zhì)，當它被磁化時，它的周圍就會產(chǎn)生一個磁場，通過探測它的磁場，可以間接地判斷出它的結(jié)構(gòu)和變形，從而對鋼結(jié)構(gòu)進行無損檢測。目前，磁粉探測技術(shù)主要應用于鋼結(jié)構(gòu)焊點的檢測，該方法具有較高的速度；能夠精確的檢測出焊縫是否有裂紋、未熔化等缺陷，但該方法僅限于8mm厚的鋼材構(gòu)件是否有缺陷。

4.3射線探傷檢測技術(shù)

射線探測是一種利用X射線或G射線對樣品進行穿孔，并將其用作記錄資料的設(shè)備。X光照相術(shù)的基本原理：一種可以透過肉眼看不見的物體而使薄膜感光的方法。用X光或G光照射薄膜時，可以像正常的光那樣，使薄膜乳劑內(nèi)的鹵化銀發(fā)生潛影，因為不同密度的物體對射線的吸收率不同，照射在薄膜上的光能也會有差別。

4.4超聲波探傷檢測技術(shù)

超聲波是任何一種聲波或振動，其頻率高于人類耳所能聽見的最高20kHz。超聲波因其高頻率的特點，在醫(yī)學、塑料制品等諸多行業(yè)中得到了廣泛的應用；電子產(chǎn)品的焊接，金屬探傷，工件清洗等.超聲探測的定義：利用超聲與物體的交互作用，使其反射、透射。無損檢測裝置的射波和散射波，檢測和表征宏觀缺陷、幾何特征、組織結(jié)構(gòu)和機械性能的改變，從而評估其特殊適用性。聲源會發(fā)出超聲波，通過某種方法將超聲波引入到樣品中。經(jīng)過修改的超聲波由探測裝置接收，可以進行處理和分析。通過檢測到的超聲信號，對樣品自身和內(nèi)部的缺陷和缺陷的性質(zhì)進行評價。

4.5滲透探傷檢測技術(shù)

液體滲透性測試的基本原理：將一種包含著熒光或著色的滲透劑涂于工件表面，在毛細管的作用下，一段時間后，滲透性會滲入到表面的孔洞中。通過除去部件表面過多的滲透性液體，然后在部件的表面上施加一種顯象劑，在毛細管的作用下，它可以吸收殘留在缺陷中的滲透性液體，然后滲入到顯象劑中，在特定的光源（UV或白色）下（黃綠或亮紅色），由此檢測缺陷的形態(tài)和分布狀況。

5目前我國常用的現(xiàn)代測試分析方法及其優(yōu)缺點

5.1射線探傷

（1）采用X射線對焊縫進行無損檢測是一種常見的檢測手段，它是利用X射線等射線對焊點進行照射，使其在照相底板和熒光屏上直接顯示出來。然后對顯影效果進行細致的分析，對焊接質(zhì)量進行細致的分級，以確定其是否合格。在目前，對高密封性能要求高的鋼材制品，如壓力鍋等，都是采用射線探傷技術(shù)進行質(zhì)量檢驗。（2）該方法的優(yōu)勢在于：能夠精確地判斷被測物體，并且具有很高的可靠性，并且能夠長期保存。但它也有一個弊端，那就是它所探測到的輻射強度很大，對人體的傷害很大，所以它的檢測費用很高，并且從檢測開始到最后的判斷都要花費很長的時間。

5.2超聲波探傷

超聲波探傷是一種通過超聲波對物體內(nèi)部進行非破壞性的探測。超聲波是一種頻率在20000Hz以上或接近20000Hz的機械波，超聲波檢測就是利用超聲波探頭發(fā)出超聲波，然后分析和比對，從而得到相應的檢測結(jié)果。在超聲波的傳輸中，如果它的傳播媒介是穩(wěn)定的，它的結(jié)構(gòu)是連續(xù)的，它的傳播速率是固定的，在它的傳播過程中，它會發(fā)生折射和反射。利用聲波接收裝置，將超聲波反射到屏幕上，對所顯示的波峰和波形進行分析，判斷被測元件的內(nèi)部情況。

6鋼結(jié)構(gòu)損壞的形式及原因分析

6.1銹蝕

施工機械的工作環(huán)境通常較差，經(jīng)常在酸性和堿性的環(huán)境中工作，加之在使用過程中的沖撞和防銹涂料自然老化脫落，使其失去了防護。導致局部甚至多層面的侵蝕，使整體強度降低，并產(chǎn)生不同程度的銹蝕。

6.2裂縫

一般用常規(guī)方法所檢測到的裂縫，統(tǒng)稱為工程尺度裂縫，其范圍在0.076~0.1毫米之間。建筑機械鋼結(jié)構(gòu)在焊接過程中產(chǎn)生裂縫是由焊接技術(shù)和工作環(huán)境所決定的。實踐表明，裂縫雖不能完全引起裂縫，但常常發(fā)生在裂縫早期，特別是危險裂縫，特別是危險裂縫，應及早發(fā)現(xiàn)并處理。

6.3變形

包含了部分的彎曲變形和扭曲；按金屬構(gòu)造檢查的規(guī)定，在整個場地的縱軸上，桿的直線公差是1/1000。在使用過程中，主弦桿的變形不超過3/1000-5/1000。腹桿的變形不超過2~4毫米。①鋼結(jié)構(gòu)的局部彎曲和變形是由撞擊、撞擊等引起的。②由于連接螺栓的松動，導致螺栓空耗入橢圓形，導致各節(jié)臂、桿件之間的偏心出現(xiàn)額外的彎矩；③失誤導致鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生意外碰撞和變形，比如操縱機構(gòu)失靈就是由于起重機臂失去控制向后傾斜，與塔體發(fā)生了劇烈的碰撞。④超重或長時間的全載作業(yè)所致的屈服變形（永久性變形）

7結(jié)語

綜上所述，近年來，隨著經(jīng)濟社會快速發(fā)展，建筑工程建設(shè)數(shù)量、規(guī)模日益擴大，鋼結(jié)構(gòu)作為現(xiàn)代建筑的主要運用結(jié)構(gòu)形式，在實際應用中，必須加強現(xiàn)代測試分析方法的運用，對鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量、缺陷進行科學分析。同時，采取有效的修復措施，對鋼結(jié)構(gòu)進行加固，進而提升鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，保證建筑工程的整體質(zhì)量和效益。

參考文獻

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作者：左?鵬 單位：青海省建筑建材科學研究院有限責任公司 青海省高原綠色建筑與生態(tài)社區(qū)重點實驗室 青海省高原綠色建筑與建材工程技術(shù)研究中心