钢结构工程检测.docx

钢结构工程检测钢结构工程检测内容主要包括三个部分：钢结构材料检测、钢结构连接检测（包括紧固件检测和焊缝无损探伤）及钢结构性能检测。1、钢结构材料检测钢结构用材料可分为三大类，即结构（构件）用材料、结构连接用材料（焊接用材料）及结构防护用材料。1.1 结构用材料的检测结构用材料是指结构承重用材料,主要包括结构用钢材、结构用铝合金及连接用材料等。结构材料检测的主要内容有：1 .结构材料的力学性能检验结构材料的力学性能检验用以确定所用材料的力学性能指标是否符合相应的国家标准规定。力学性能主要包括：材料的强度性能（fy,%）、塑性性能（8、巾）、冲击韧性（a。、弹性模量（E）、冷弯性能（a、ad）硬度（HP）等。对于焊接结构用材料，同时应检验其焊接性能（包括施工上的可焊性及使用上的可焊性）是否符合相应的国标规定。2 .结构材料成分的化学分析通过材料的化学分析，确定结构材料的化学成分是否符合有关国标的规定，进口材料应按相应的国家标准或国际标准（ISo）的规定执行。3 .结构材料的金相分析对结构材料进行金相分析，以确定材料的低倍（断口）组织，非金属夹杂物是否符合国标规定。4 .结构材料的物理分析物理分析用以确定材料的密度、弹性模量、线膨胀系数、导数性、材料的内部缺陷等。5 .结构材料的表面质量材料的表面质量是材料技术标准要求的内容之一，表面质量包括材料（型材）表面的裂纹、气孔、结疤、折叠及夹杂等，材料表面质量应符合相应的国标规定。1.2 焊接用材料的检测焊接用材料主要有焊条、焊丝、焊剂。1 .焊条的检测内容有：焊条尺寸、熔敷金属化学成分、焊缝熔敷金属力学性能、焊缝射线探伤、焊条药皮、药皮含水量。对不锈钢焊条，尚应测定熔敷金属耐腐蚀性、熔敷金属铁素体含量。2 .焊丝的检测内容有：焊丝的化学成分、焊丝力学性能及射线探伤、焊丝直径及偏差、焊丝挺度、焊丝镀层、焊丝松弛直径及翘距、焊丝对接光滑程度、焊丝表面质量、熔敷金属力学性能及冲击试验、焊缝射线探伤。3 .焊剂的检测内容有：焊剂颗粒度、焊剂含水量、焊剂抗潮性、机械夹杂物、焊接工艺性能、熔敷金属拉伸性能、熔敷金属的V形缺口冲击吸收功、焊接试板射线探伤、焊剂硫、磷含量、焊缝扩散氢含量等。所有检测项目均应符合相应的国标规定。1.3 结构防护用材料的检测结构防护材料指形成结构表面保护膜的材料，主要有防腐防锈涂料及防火涂料。检测内容包括涂料的化学成分、物理性能漆Ii度、干燥时间、盐水性等）、成膜表面光泽、机械性能、耐腐蚀性及涂层表面质量测定等。涂料的性能测试应进行涂料涂装试验。2、钢结构连接检测钢结构的连接有三种方式：紧固件连接、焊接连接和钾钉连接，其中卸接已经少用，多被高强度螺栓连接所取代。焊接连接是最常用的连接方式，因而焊缝质量的检测是钢结构检测的主要内容之一。2.1 紧固件连接检测紧固件检测以一个连接副为单位进行，一个连接副包括一个螺栓、一个螺母及垫圈。检测内容包括：1 .螺栓（枷钉）尺寸的检测；2 .螺纹尺寸的检测；3 .螺栓（钾钉）表面质量检测;4 .连接件表面质量检测；5 .连接副承载能力试验；6 .高强度螺栓连接的抗滑系数测定。其中连接副的承载能力及抗滑系数（摩擦系数）需通过试验确定。7 .1.1钢结构用螺栓连接副的检测高强度螺栓连接副的检测工作分两部分：一是连接副的连接性能测试；二是螺栓、螺母、垫圈的性能测试。1.高强度螺栓连接副性能测试在国家标准中，有两种钢结构用螺栓连接副，一是钢结构用高强度大六角头螺栓连接副，一是钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副，对于不同的国家标准，高强度螺栓连接副有不同的技术标准要求和检测方法。（1）大六角头螺栓连接副的连接性能测式对于钢结构用大六角头螺栓连接副的连接性能要求，在国标中有明确规定：以连接副的连接时扭矩系数的平均值，以及它的标准偏差来考核连接副的连接性能。扭矩系数的测试是拿一套螺栓连接副（1个螺栓、1个螺母、1个或2个垫圈）安装在螺栓轴力测试仪上，使用扭矩扳手，按照国标的要求，把螺母旋紧，一直到轴力仪上的轴向力P达到标准所规定的要求（见表3-2）,同时读出并记录扭矩扳手上的扭矩值T这样可运用式3-1计算出扭矩系数Ko扭矩系数为无量纲值。该扭矩系数K值，标准规定为0.1100.150。由于扭矩系数测试不具重现性，每一套螺栓连接副只能得出一个K值，因此，为能检测出整批螺栓连接副的连接质量，必须测试出一组K值，其样本在58个或更多些，这样就得到一个统计的数据一一标准偏差，该标准偏差能说明整批螺栓连接副的连接性能离散程度，标准规定该标准偏差必须小于0.01。（2）扭剪型螺栓连接副的连接性能测试对于扭剪型螺栓连接副的连接性能要求在相应国家标准中有明确规定：以连接副在连接时的紧固轴力的平均值，以及它的标准偏差来评定连接副的连接性能。紧固轴力的测试是选用一套螺栓连接副（螺栓】个、螺母1个、垫圈1个）安装在螺栓轴力测试仪上，使用专用的扭剪型螺栓电动扳手，把螺栓尾部的梅花头扭断，读出并记录轴力仪上的轴力P。由于每套螺栓连接副只能使用一次，只能测出一个轴向力值,而为能检验整批螺栓连接副的连接性能,必须对58套或者更多的螺栓连接副进行测试，这就能得到一组统计数据，其轴力的平均值必须在规定的范围内，同时标准偏差也必须达到标准所规定的要求（表I4-I）o表14-1轴力的平均值及标准差必须达到的数值螺栓规格M16M20M22M24P值(kN)99120154186191231222270标准偏差9.9015.3019.1122.25（3）螺栓连接副连接性能测试中的几个问题1）试验所用的试样样本必须在同一生产批中选取，同一生产批的含义是：螺栓、螺母、垫圈都为同-批号，螺栓必须与同一生产批的螺母、垫圈配合检测。同样的螺母也必须如此。严禁使用不同生产批的螺栓、螺母、垫圈混合的配对检测。2）试验用样品必须认真妥善保管，不能与其他批号的螺栓、螺母、垫圈混合存放。同时,对同一批号的螺栓、螺母、垫圈也要做好隔离包装，不能使螺栓、螺母、垫圈相互间产生交叉污染，以免影响检测结果。3）所有试验用试样必须保持原有（出厂时的）表面状态。4）每一套螺栓连接副（螺栓、螺母、垫圈）只能测试一次，不能重复测试，试验后的螺栓连接副不能再被使用。5）为了得到较准确的统计数据，每一试样样本数不得少于5个。2.螺栓、螺母、垫圈的性能检测对于螺栓连接副的检验工作，除了上一节叙述的外，必须对螺栓、螺母、垫圈分别进行性能检测。螺栓的性能检测主要包括常规检验和非常规检验两类。（1）常规检验包括：1）楔负载试验；2）保证载荷试验；3）硬度试验（仅限于大样本件）。（2）非常规检验包括：1）螺纹脱碳试验；2）再回火试验；3）抗拉试验、屈服强度、延伸率；4）冲击试验。其中3）、4）项为A类试验法的内容。螺母的性能试验有：（1）保证载荷试验；（2）硬度试验。垫圈的性能试验为硬度试验。对于螺栓的A类试验可视工程的重要性，或者考核螺栓生产厂家的产品质量是否可靠和稳定性确定。A类试验建议对螺栓长度大于6个直径的螺栓进行。2.1.2高强度螺栓连接件的钢结构抗滑移系数的检测1.对试验用摩擦板试样的要求抗滑移试验用试样采用双摩擦面、两螺栓（四孔）或三螺栓（六孔）拼接成的拉力构件，如图14-lo该试件所用钢板须与所代表的钢结构构件应为同一材质，同批制作，采用相同摩擦面处理工艺以及具有相同的表面状态，该钢板应平整，无油污，孔和板的边缘无飞边、毛刺，试板的尺寸可参考表14-2,其中1.i=150mm,.f=4mm,如不能达到表中所推荐的厚度，希望能进行钢板强度校核，以保证钢板在试验中不发生塑性变形，确保试验顺利进行，得到准确的试验数据。表14-2摩擦系数试件参考尺寸性能等级公称直径孔径d芯板厚度1盖板厚度62板宽6端距e间距P8.8M1617.5M8754060M20221810905070M22212012955580M242622161006090M272925181106595M3032.530221206510010.9M1617.514885W60M202218101105070M222122121155580M242625161206090M272930201256595M3032.53525125651002.摩擦板试样的安装与制作在用大六角头螺栓连接副或者扭剪型螺栓连接副作为摩擦板试件的连接件时，首先必须获得所用螺栓连接副的扭矩系数（指大六角头螺栓连接副）或者平均轴力（扭剪型螺栓连接副）。如果对所用的螺栓连接副这一连接参数不清楚的话，可选用5套同一批号的螺栓连接副进行扭矩系数或者轴力试验，其结果必须符合的相应国家标准要求，在得到所用螺栓连接副的连接参数后，可根据这一参数进行安装，把螺栓连接副按要求装在摩擦板试件上，并做好记录。同样，如果可能的话，可在螺栓连接副与摩擦板之间装上压力传感器（压力环），或者在螺栓上贴上电阻应变片（在使用前切勿忘记进行标定）。把螺栓的轴力控制在规定的范围内。当把装配好的摩擦板试件置于拉力机上时，切记在摩擦板试件的一侧画上记号（直线），以便在钢板一旦滑移后能清晰地发现。3.抗滑移系数测试与数据处理摩擦试件在拉力试验机上必须与试验机加载中心平行，并能重合，试验时加载速度为3-5kN,s,当加载到试件一侧的直线记号发生错位时，记录下试验机上的载荷，或者也可以根据钢结构工程施工质量验收规范（GB50205）中所描述的来判定这一滑移荷载。对于抗滑移系数的计算：N/、=（14-1）nfmP式中：U一一为抗滑移系数，建议保留三位小数（为无量纲值）；N一一拉力试验机测得的滑移载荷（kN）;nf摩擦试件摩擦面，取nf=2;m螺栓连接副参加计算数；对于两个螺栓（四孔）m=2对于三个螺栓（六孔）m=3P一螺栓连接副的平均轴力（kN）。这一数据可从摩擦板试样的安装与制作所述中得到，也可在螺栓的压力传感器或电阻应变片中获得。4.钢网架螺栓球节点用高强度螺栓的检测钢网架螺栓球节点用高强度螺栓简称“网架螺栓”，该螺栓在钢网架结构中己被广泛应用。网架螺栓的检测较之螺栓连接副检测更为简单，它的检测依据相关国家标准规定，只进行：（1）拉力试验；（2）硬度试验；（3）脱碳试验；（4）试件抗拉试验。检测试验中的一些特殊要求：（1）对M39M64网架螺栓一般用硬度试验代替拉力试验。（2）对于大直径的螺栓而言，热处理有个淬透性的问题，所以，对于网架螺栓的芯部硬度将只要求在（HRC28）以上，螺栓的芯部在距螺纹末端一个直径的截面上，距中心”4直径的位置。（3）网架螺栓的试件抗拉试验（A类试验）中的试样截取，采用了偏心取样法，所截取的抗拉试件的中心应在螺栓直径的1/4处，试件的直径为螺栓直径的3/8,这就有很明显的可操作性。（4）必须提醒的是，对网架螺栓的强度指标，其仲裁试验为实物拉力试验（M64的拉力值为25663166kN）°2.2焊缝连接检测检测内容包括四方面：1 .焊缝尺寸；2 .焊缝表面质量；3 .焊缝无损探伤；4 .焊缝熔敷金属的力学性能。