鋼結(jié)構(gòu)的檢測

建筑鋼結(jié)構(gòu)的檢測湖南大學(xué)黃政宇教授建筑結(jié)構(gòu)檢測的基本規(guī)定建筑結(jié)構(gòu)檢測范圍和分類：建筑結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的檢測：遇到下列情況之一時，應(yīng)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的檢測：涉及結(jié)構(gòu)安全的試塊、試件以及有關(guān)材料檢驗數(shù)量不足：對施工質(zhì)量的抽樣檢測結(jié)果達(dá)不到設(shè)計要求；對施工質(zhì)量有懷疑或爭議，需要通過檢測進(jìn)一步分析結(jié)構(gòu)的可靠性；發(fā)生工程事故，需要通過檢測分析事故的原因及對結(jié)構(gòu)可靠性的影響。既有建筑結(jié)構(gòu)性能的檢測：遇到下列情況之一時，應(yīng)對既有建筑結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀缺陷和損傷、結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力、結(jié)構(gòu)變形等涉及結(jié)構(gòu)性能的項目進(jìn)行檢測：建筑結(jié)構(gòu)安全鑒定；建筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定；建筑大修前的可靠性鑒定；建筑改變用途、改造、加層或擴(kuò)建前的鑒定；建筑結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計使用年限要繼續(xù)使用的鑒定；受到災(zāi)害、環(huán)境侵蝕等影響建筑的鑒定；對既有建筑結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量有懷疑或爭議。建筑結(jié)構(gòu)檢測的一般要求應(yīng)為建筑結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的評定或建筑結(jié)構(gòu)性能的鑒定提供真實(shí)、可靠、有效的檢測數(shù)據(jù)和檢測結(jié)論。應(yīng)根據(jù)GB/T50344-2004的要求和建筑結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量評定或既有建筑結(jié)構(gòu)性能鑒定的需要合理確定檢測項目和檢測方案。對于重要和大型公共建筑宜進(jìn)行結(jié)構(gòu)動力測試和結(jié)構(gòu)安全性監(jiān)測。建筑鋼結(jié)構(gòu)的檢測鋼結(jié)構(gòu)的檢測分類和內(nèi)容：分類鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量或性能的檢測鋼構(gòu)件質(zhì)量或性能的檢測內(nèi)容鋼結(jié)構(gòu)材料性能連接構(gòu)件的尺寸與偏差變形與損傷構(gòu)造以及涂裝結(jié)構(gòu)或構(gòu)件性能的實(shí)荷檢驗結(jié)構(gòu)的動力測試等材料

鋼材的力學(xué)性能檢驗項目：屈服點(diǎn)抗拉強(qiáng)度伸長率冷彎沖擊功等。取樣工程有與結(jié)構(gòu)同批的鋼材時，將其加工成試件，進(jìn)行鋼材力學(xué)性能檢驗；工程沒有與結(jié)構(gòu)同批的鋼材時，可在構(gòu)件上截取試樣，但應(yīng)確保結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全。力學(xué)性能檢驗試件的取樣數(shù)量、取樣方法、試驗方法和評定標(biāo)準(zhǔn)檢驗項目取樣數(shù)量（個／批）取樣方法試驗方法評定標(biāo)準(zhǔn)屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、伸長率l《鋼及鋼產(chǎn)品力學(xué)性能試驗取樣位置及試樣制備》GB2975《金屬材料拉伸試驗第1部分：室溫試驗方法》GB/T228.1-2010《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB700；《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591；其他鋼材產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)冷彎l《金屬材料彎曲試驗方法》GB/T232-2010沖擊功3《金屬材料夏比擺錘沖擊試驗方法》GB/T229-2007注：1、鋼材和屈服點(diǎn)或抗拉強(qiáng)度不滿足要求時，應(yīng)補(bǔ)充取樣進(jìn)行拉伸試驗；同類構(gòu)件同一規(guī)格的鋼材劃為一批，每批抽樣3個；

2、銹蝕或火災(zāi)等對鋼材力學(xué)性能的影響，可采用取樣的方法檢測。鋼材化學(xué)成分分析：分類：全成分分析主要成分分析取樣、試驗和評定：鋼材化學(xué)成分的分析每批鋼材可取一個試樣取樣按《鋼和鐵化學(xué)成分測定用試樣的取樣和制樣方法》GBT20066-2006進(jìn)行試驗按《鋼鐵及合金化學(xué)分析方法》GB223進(jìn)行按相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評定。既有鋼結(jié)構(gòu)鋼材的抗拉強(qiáng)度范圍的估算可采用表面硬度法檢測：將構(gòu)件測試部位用鋼銼打磨構(gòu)件表面，除去表面銹斑、油漆，然后應(yīng)分別用粗、細(xì)砂紙打磨構(gòu)件表面，直至露出金屬光澤。按所用儀器的操作要求測定鋼材表面的硬度。在測試時，構(gòu)件及測試面不得有明顯的顫動。按所建立的專用測強(qiáng)曲線換算鋼材的強(qiáng)度。也可參考《黑色金屬硬度及相關(guān)強(qiáng)度換算值》GB/T1172等標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定確定鋼材的換算抗拉強(qiáng)度，但測試儀器和檢測操作應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并應(yīng)對標(biāo)準(zhǔn)提供的換算關(guān)系進(jìn)行驗證。應(yīng)用表面硬度法檢測鋼結(jié)構(gòu)鋼材抗拉強(qiáng)度時，應(yīng)有取樣檢驗鋼材抗拉強(qiáng)度的驗證。鋼結(jié)構(gòu)的連接分為：焊接連接焊釘（栓釘）連接螺栓連接高強(qiáng)螺栓連接等連接

焊接連接焊縫質(zhì)量：對設(shè)計上要求全焊透的一、二級焊縫和設(shè)計上沒有要求的鋼材等強(qiáng)對焊拼接焊縫的質(zhì)量，可采用超聲波探傷的方法檢測，并應(yīng)符合下列規(guī)定：對鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量，應(yīng)按《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205的規(guī)定進(jìn)行檢測；對既有鋼結(jié)構(gòu)性能，可采取抽樣超聲波探傷檢測；抽樣數(shù)量不應(yīng)少于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的樣本最小容量；焊縫缺陷分級，應(yīng)按《鋼焊縫手工超聲波探傷方法及質(zhì)量分級法》GB11345確定。外觀檢查：對鋼結(jié)構(gòu)工程的所有焊縫都應(yīng)進(jìn)行外觀檢查；對既有鋼結(jié)構(gòu)檢測時，可采取抽樣檢測焊縫外觀質(zhì)量的方法，也可采取按委托方指定范圍抽查的方法。焊縫的外形尺寸和外觀缺陷檢測方法和評定標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)按《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205確定。建筑結(jié)構(gòu)抽樣檢測的最小樣本容量檢測批的容量檢測類別和樣本最小容量檢測批的容量檢測類別和樣本最小容量ABCABC2~8223501~120032801259~152351201~32005012520016~253583201~100008020031526~50581310001~3500012531550051~905132035001~15000020050080091~15082032150001~5000003158001250151~280133250>50000050012502000281~500205080————注：檢測類別A適用于一般施工質(zhì)量的檢測，檢測類別B適用于結(jié)構(gòu)質(zhì)量或性能的檢測，檢測類別C適用于結(jié)構(gòu)質(zhì)量或性能的嚴(yán)格檢測或復(fù)檢。力學(xué)性能：檢驗項目：分為拉伸、面彎和背彎等項目取樣方法和數(shù)量：可采取截取試樣的方法，按《焊接接頭機(jī)械性能試驗取樣方法》GB2649取樣，但應(yīng)采取措施確保安全。每個檢驗項目各取兩個試樣。檢驗方法：

《焊接接頭拉伸試驗方法》GB2651和《焊接接頭彎曲及壓扁試驗方法》GB2653等確定。焊接接頭焊縫的強(qiáng)度不應(yīng)低于母材強(qiáng)度的最低保證值。焊釘焊接對鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢測時，可抽樣進(jìn)行焊釘焊接后的彎曲檢測;抽樣數(shù)量:不應(yīng)少于標(biāo)準(zhǔn)中A類檢測的要求檢測方法與評定標(biāo)準(zhǔn):錘擊焊釘頭使其彎曲至300，焊縫和熱影響區(qū)沒有肉眼可見的裂紋可判為合格；檢測批的合格判定按一般項目正常一次性抽樣判定，見下表。

樣本容量合格判定數(shù)不合格判定數(shù)樣本容量合格判定數(shù)不合格判定數(shù)2～581320l2352346325080≥12571014219111522高強(qiáng)度螺栓連接高強(qiáng)度大六角頭螺栓連接副的材料性能和扭矩系數(shù):檢驗方法和檢驗規(guī)則應(yīng)按《鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術(shù)條件》GB/T1231《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接的設(shè)計、施工及驗收規(guī)范》JGJ82。扭剪型高強(qiáng)度螺栓連接副的材料性能和緊固軸力:檢驗方法和檢驗規(guī)則應(yīng)按《鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型高強(qiáng)度螺栓連接副技術(shù)條件》GB/T3633《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205。對扭剪型高強(qiáng)度螺栓連接質(zhì)量，可檢查螺栓端部的梅花頭是否已擰掉，除因構(gòu)造原因無法使用專用扳手?jǐn)Q掉梅花頭者外，未在終擰中擰掉梅花頭的螺栓數(shù)不應(yīng)大于該節(jié)點(diǎn)螺栓數(shù)的5%。抽樣檢驗時，應(yīng)按主控項目正常一次性抽樣或主控項目正常二次性抽樣進(jìn)行檢測批的合格判定。對高強(qiáng)度螺栓連接質(zhì)量的檢測，可檢查外露絲扣，絲扣外露應(yīng)為2至3扣，允許有10%的螺栓絲扣外露1扣或4扣。抽樣檢驗時，應(yīng)按一般項目正常一次性抽樣或一般項目正常二次性抽樣進(jìn)行檢測批的合格判定。尺寸與偏差鋼構(gòu)件尺寸的檢測應(yīng)符合下列規(guī)定：抽樣檢測構(gòu)件的數(shù)量，可根據(jù)具體情況確定，但不應(yīng)少于建筑結(jié)構(gòu)抽樣檢測的最小樣本容量規(guī)定的相應(yīng)檢測類別的最小樣本容量；尺寸檢測的范圍，應(yīng)檢測所抽樣構(gòu)件的全部尺寸，每個尺寸在構(gòu)件的3個部位量測，取3處測試值的平均值作為該尺寸的代表值。尺寸量測的方法，可按相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定量測，其中鋼材的厚度可用超聲測厚儀測定；構(gòu)件尺寸偏差的評定指標(biāo)，應(yīng)按相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)確定；對檢測批構(gòu)件的重要尺寸，應(yīng)按主控項目正常一次性抽樣或主控項目正常二次性抽樣進(jìn)行檢測批的合格判定；對檢測批構(gòu)件一般尺寸的判定，應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)按一般項目正常一次性抽樣或一般項目正常二次性抽樣進(jìn)行檢測批的合格判定；特殊部位或特殊情況下，應(yīng)選擇對構(gòu)件安全性影響較大的部位或損傷有代表性的部位進(jìn)行檢測。鋼構(gòu)件的尺寸偏差，應(yīng)以設(shè)計圖紙規(guī)定的尺寸為基準(zhǔn)計算尺寸偏差；偏差的允許值，應(yīng)按《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205確定。鋼構(gòu)件安裝偏差的檢測項目和檢測方法，應(yīng)按《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205確定。缺陷、損傷與變形鋼材外觀質(zhì)量的檢測可分為均勻性，是否有夾層、裂紋、非金屬夾雜和明顯的偏析等項目。當(dāng)對鋼材的質(zhì)量有懷疑時，應(yīng)對鋼材原材料進(jìn)行力學(xué)性能檢驗或化學(xué)成分分析。對鋼結(jié)構(gòu)損傷的檢測可分為裂紋、局部變形、銹蝕等。鋼材裂紋，可采用觀察的方法和滲透法檢測。采用滲透法檢測時，應(yīng)用砂輪和砂紙將檢測部位的表面及其周圍20mm范圍內(nèi)打磨光滑，不得有氧化皮、焊渣、飛濺、污垢等；用清洗劑將打磨表面清洗干凈，干燥后噴涂滲透劑，滲透時間不應(yīng)少于10min;然后再用清洗劑將表面多余的滲透劑清除；最后噴涂顯示劑，停留10~30min后，觀察是否有裂紋顯示。桿件的彎曲變形和板件凹凸等變形情況，可用觀察和尺量的方法檢測，量測出變形的程度；變形評定，應(yīng)按現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205的規(guī)定執(zhí)行。螺栓和鉚釘?shù)乃蓜踊驍嗔?，可采用觀察或錘擊的方法檢測。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的銹蝕，可按《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》GB8923確定銹蝕等級，對D級銹蝕，還應(yīng)量測鋼板厚度的削弱程度。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的撓度、傾斜等變形與位移和基礎(chǔ)沉降等，可分別參照標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)方法和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法進(jìn)行檢測。構(gòu)造鋼結(jié)構(gòu)桿件長細(xì)比的檢測與核算，可按標(biāo)準(zhǔn)中尺寸檢測的規(guī)定測定桿件尺寸，以實(shí)際尺寸等核算桿件的長細(xì)比。鋼結(jié)構(gòu)支撐體系的連接，可按標(biāo)準(zhǔn)中連接檢測的規(guī)定檢測；支撐體系構(gòu)件的尺寸，可按標(biāo)準(zhǔn)中尺寸檢測的規(guī)定進(jìn)行測定；應(yīng)按設(shè)計圖紙或相應(yīng)設(shè)計規(guī)范進(jìn)行核實(shí)或評定。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面的寬厚比，可按標(biāo)準(zhǔn)中尺寸檢測的規(guī)定測定構(gòu)件截面相關(guān)尺寸，并進(jìn)行核算，應(yīng)按設(shè)計圖紙和相關(guān)規(guī)范進(jìn)行評定。涂裝鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)涂料的質(zhì)量，應(yīng)按國家現(xiàn)行相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對涂料質(zhì)量的規(guī)定進(jìn)行檢測。鋼材表面的除銹等級，可用現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》G88923規(guī)定的圖片對照觀察來確定。不同類型涂料的涂層厚度，應(yīng)分別采用下列方法檢測：漆膜厚度，可用漆膜測厚儀檢測，抽檢構(gòu)件的數(shù)量不應(yīng)少于建筑結(jié)構(gòu)抽樣檢測的最小樣本容量A類檢測樣本的最小容量，也不應(yīng)少于3件；每件測5處，每處的數(shù)值為3個相距50mm的測點(diǎn)干漆膜厚的平均值。對薄型防火涂料涂層厚度，可采用涂層厚度測定儀檢測，量測方法應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》CECS24的規(guī)定。對厚型防火涂料層厚度，應(yīng)采用測針和鋼尺檢測，量測方法應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》CECS24的規(guī)定。涂層的厚度和偏差值應(yīng)按《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205的規(guī)定進(jìn)行評定。涂裝的外觀質(zhì)量，可根據(jù)不同材料按《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205的規(guī)定進(jìn)行檢測和評定。鋼網(wǎng)架鋼網(wǎng)架的檢測項目可分為：節(jié)點(diǎn)的承載力、焊縫、尺寸與偏差、桿件的不平直度和鋼網(wǎng)架的撓度等。鋼網(wǎng)架焊接節(jié)點(diǎn)和螺栓球節(jié)點(diǎn)的承載力的檢驗，應(yīng)按《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》JGJ78的要求進(jìn)行。對既有的螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架，可從結(jié)構(gòu)中取出節(jié)點(diǎn)來進(jìn)行節(jié)點(diǎn)的極限承載力檢驗。在截取螺栓球節(jié)點(diǎn)時，應(yīng)采取措施確保結(jié)構(gòu)安全。鋼網(wǎng)架中焊縫，可采用超聲波探傷的方法檢測，檢測操作與評定應(yīng)按《焊接球節(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)架焊縫超聲波探傷及質(zhì)量分級法》JG/T3034.1或《螺栓球節(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)架焊縫超聲波探傷及質(zhì)量分級法》JG/T3034.2的要求進(jìn)行。

鋼網(wǎng)架中焊縫的外觀質(zhì)量，應(yīng)按《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205的要求進(jìn)行檢測。焊接球、螺栓球、高強(qiáng)度螺栓和桿件偏差的檢測，檢測方法和偏差允許值應(yīng)按《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》JGJ78的規(guī)定執(zhí)行。鋼網(wǎng)架鋼管桿件的壁厚，可采用超聲測厚儀檢測，檢測前應(yīng)清除飾面層。鋼網(wǎng)架中桿件軸線的不平直度，可用拉線的方法檢測，其不平直度不得超過桿件長度的千分之一。鋼網(wǎng)架的撓度，可采用激光測距儀或水準(zhǔn)儀檢測，每半跨范圍內(nèi)測點(diǎn)數(shù)不宜小于3個，且跨中應(yīng)有1個測點(diǎn)，端部測點(diǎn)距端支座不應(yīng)大于1m。結(jié)構(gòu)性能實(shí)荷檢驗與動測對于大型復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)體系可進(jìn)行原位非破壞性實(shí)荷檢驗，直接檢驗結(jié)構(gòu)性能。對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載力有疑義時，可進(jìn)行原型或足尺模型荷載試驗。試驗應(yīng)委托具有足夠設(shè)備能力的專門機(jī)構(gòu)進(jìn)行。試驗前應(yīng)制定詳細(xì)的試驗方案，包括試驗?zāi)康?、試件的選取或制作、加載裝置、測點(diǎn)布置和測試儀器、加載步驟以及試驗結(jié)果的評定方法等。對于大型重要和新型鋼結(jié)構(gòu)體系，宜進(jìn)行實(shí)際結(jié)構(gòu)動力測試，確定結(jié)構(gòu)自振周期等動力參數(shù)。鋼結(jié)構(gòu)桿件的應(yīng)力，可根據(jù)實(shí)際條件選用電阻應(yīng)變儀或其他有效的方法進(jìn)行檢測。鋼結(jié)構(gòu)性能的靜力荷載檢驗鋼結(jié)構(gòu)性能的靜力荷載檢驗分為：使用性能檢驗承載力檢驗破壞性檢驗使用性能檢驗和承載力檢驗的對象可以是實(shí)際的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，也可以是足尺模型；破壞性檢驗的對象可以是不再使用的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，也可以是足尺模型。檢驗裝置和設(shè)置，應(yīng)能模擬結(jié)構(gòu)實(shí)際荷載的大小和分布，能反映結(jié)構(gòu)或構(gòu)件實(shí)際工作狀態(tài)，加荷點(diǎn)和支座處不得出現(xiàn)不正常的偏心，同時應(yīng)保證構(gòu)件的變形和破壞不影響測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和不造成檢驗設(shè)備的損壞和人身傷亡事故。檢驗的荷載，應(yīng)分級加載，每級荷載不宜超過最大荷載的20%，在每級加載后應(yīng)保持足夠的靜止時間，并檢查構(gòu)件是否存在斷裂、屈服、屈曲的跡象。變形的測試，應(yīng)考慮支座的沉降變形的影響，正式檢驗前應(yīng)施加一定的初試荷載，然后卸荷，使構(gòu)件貼緊檢驗裝置．加載過程中