桂林市钢结构厂房质量及房屋评估安全检测机构
钢结构的缺陷和损坏对结构构件的影响
钢结构的缺陷和损坏对不同的结构构件的影响不同,下面就钢结构厂房中几个常用的重要构件进行分析。
1、屋盖结构
屋盖结构按其自重及风雪荷载作用进行计算, 计算简图较jingque, 试验分析理论值和实测值相近。但由于采用了薄壁柔性杆件, 复杂的断面外形使节点有较高的应力集中,从而使屋架结构对荷载变化或局部**载、温度和腐蚀作用变得复杂而敏感。因此屋盖结构是工业厂房中较易受损坏和破坏的构件之一, 主要表现为压杆失稳和节点板出现裂缝或破坏。制造和安装的缺陷往往使屋架的性和耐久性降低。屋架杆件初弯曲、焊接缺陷(焊缝不足、咬边、焊口不良等) 、节点偏心、檩条错位等都产生附加内力, 使节点板工作条件恶化, 形成过大的集中应力, 造成板件裂缝或脆断。所以, 良好的制造和安装质量, 是保证屋架安全性和耐久性的重要条件之一。莫斯科建工学院调查了20个冶金厂房的66个车间的926个屋架, 发现770个有损坏, 其损害百分率为: 构件弯曲者81.8%; 局部弯曲者7.7%; 螺栓垂直偏差者4.2%;螺栓连接破坏者5.8%; 节点板弯曲者0.3%; 节点板开裂
者012%。这一调查反映了屋架结构在正常使用条件下破损情况, 对检查和鉴定具有指导意义。
2、柱 子
工业厂房的柱子比其它构件处于较有利的工作条件。柱子一般按多种荷载的总作用计算, 特别是有吊车时, 柱子的计算内力较大, 其选择的截面也较大, 故正常使用条件下柱子的内力小于计算值。因为多种荷载同时作用的概率是很小的, 这样, 柱子在工作应力不大而截面又有较大的安全储备以及较好的力学性能和较高的防腐性能的条件下, 一般在静力和动力荷载作用下造成静力或疲劳破坏的概率较小。重级工作制吊车的厂房, 在柱子与吊车梁和制动梁的连接处, 若采用刚性连接, 在循环应力作用下较易形成疲劳裂缝, 造成疲劳破坏。通过调查, 柱子的典型损坏表现在以下几个方面:
(1) 由于生产工艺中违反操作规程, 常引起运输货物、磁盘及吊钩撞击柱子, 使柱肢受扭曲和局部损坏, 特别是柔性腹杆的双肢柱较易受损坏。此外, 还有在工艺管线安装中对柱子造成的损坏等。
(2) 柱子在刚架平面内或平面外, 由于设计和施工安装等原理造成的偏差, 虽不会降低结构承载力而造成危险,但可导致维护构件的损坏和相邻连接节点的损坏。吊车轨道偏离则可导致厂房难于正常使用。
(3) 由于地基原因, 沿厂房长度或宽度有不均匀沉降给结构带来附加内力, 也会造成厂房难于正常使用。
(4) 由于长期性潮湿或腐蚀介质作用, 柱基和连接遭受腐蚀损坏。
3、吊车梁
吊车梁是工业厂房的重要构件。吊车梁结构包括吊车梁、制动梁或制动桁架, 以及它们与柱子间的连接节点。吊车梁结构工作条件复杂, 根据使用经验和现场调查资料看, 重级工作制吊车梁结构工作3～4年后即出现**批损坏。主要表现为吊车梁和制动梁与柱子连接节点受到损坏; 吊车梁上翼缘焊接以及附近腹板出现疲劳裂纹; 铆接吊车梁上翼缘铆钉产生松动和角钢呈现裂纹。调查还表明, 吊车梁结构损坏程度又与吊车梁的轻重级有关, 重级和特重级工作制吊车梁结构破坏较**, 尤其是硬钩吊车; 中级和轻级工作制吊车梁的损坏一般较轻。吊车梁结构损坏的主要原因主要是:
(1) 吊车轮压是移动集中荷载, 具有动力特征, 吊车梁在动荷载作用下, 其动力特征反应十分复杂, 致使吊车梁长期在不稳定重复和交变应力状态下工作, 易引起应力集中和疲劳破坏。
(2) 钢轨的偏心。钢轨因安装公差与吊车梁中心无法一致; 由于钢轨平行度和接头影响使吊车在行使时晃动,促使钢轨的偏心逐渐增大。试验证明, 当钢轨偏心量大时,实腹吊车梁就会出现上翼缘与腹板的连接裂缝, 或加劲肋与上翼缘连接处的裂缝; 桁架式吊车梁, 就会出现节点板裂缝, 辅助桁架就会出现节点板与铆钉(或螺栓) 的断裂以及上下水平支承的裂缝或断裂。
(3) 由于钢轨偏心、水平制动力和啃轨力的作用, 将涉及主梁弯曲和扭转, 造成主梁节点和辅助桁架损伤。因此保证安装和维护吊车梁结构的质量, 对改善吊车工作状况提高吊车梁结构的使用寿命具有重要意义。通过上述分析, 知道钢结构缺陷会对钢结构厂房的屋盖系统、吊车梁系统和柱系统等造成破坏, 因此在制作和安装钢结构构件时应严格按钢结构施工及验收规范进行,在使用过程中定期检查、鉴定和维护, 保证钢结构厂房安全的运行。
钢结构材料检测
从使用角度讲，强度、塑性、冷脆破坏性和可焊性等是建筑钢材的基本性能。材质的单项指标不能代表其全部特征，必须依据常规试验的各项指标进行综合评定。评定中还应收集下述资料作参考数据：钢材生产的时间、钢材供应的技术条件及其产品说明书。必须查明钢材牌号、技术指标、极限强度、屈服强度、受拉时的延伸率、冷变、反复弯曲、冲击韧性与化学成分等。
材质检验包括钢材型材（包括焊接H型钢、焊管）、焊接球、螺栓球以及连接紧固件的检测，型材、焊接球、螺栓球是钢结构工程的基本元素，它的质量直接关系到工程的质量。
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，fu)、塑性性能(δ、ψ)、冲击韧性(αk)、弹性模量(E)、冷弯性能(α、α/d)、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)是否符合相应的标准规定。
2）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。
3）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标准规定。
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。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、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标准规定。
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(黏度、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。
以钢网架为例，检测主要有以下几个方面的内容：
一、焊接球节点
1、焊缝检验：
采用超声波检测内部缺陷，依据《钢结构超声波探伤及质量分级法》JG/T203-2007. 焊缝质量等级应达到设计要求，设计无要求时，应符合GB50205－2001二级质量标准。 检验数量以同规格成品球焊缝每300只为一批，每批抽取3只。
2、承载力检验：
按设计采用的钢管与焊接球焊接成试件，进行单向轴心受拉和受压检验。 每个工程取受力较不利的节点以600只为一批，每批取3只为一组随机抽检。 二、螺栓球节点： 1、螺栓球表面检查：
每种规格抽查5％，不少于5只，用10倍放大镜目测，或采用磁粉，渗透探伤检查，表面严禁出现过烧、裂纹等缺陷。
2、螺栓球螺栓孔抗拉强度检验
成品球与高强螺栓配合对较大螺孔进行抗拉强度检验，以螺栓螺纹被剪断时的荷载作为螺栓球的极限承载力值。
每个工程取受力较不利的节点以600只为一批，每批取3只为一组随机抽检。
三、高强度螺栓
1、表面硬度检验：
GB50205-2001要求跨度40m以上，建筑安全等级为一级的网架螺栓必须进行表面硬度检测。用洛氏硬度计进行检测。
8.8s级硬度为21－29 10.9s级硬度为32－36 每种规格检测8只 四、杆件
1、杆件连接焊缝检验：
杆件与封板或锥头的对接焊缝采用超声波检测内部缺陷，依据《钢结构超声波探伤及质量分级法》JG/T203-2007.焊缝质量等级应达到设计要求，设计无要求时，应符合GB50205－2001二级质量标准。
检验数量每种杆件抽检5％，不少于5根。
2、杆件承载力检验：
杆件与封板或锥头的焊缝进行抗拉强度检验，检验宜取受力较不利的杆件，检验数量按同规格杆件每300根为一批，每批抽检3根。
