三门峡市钢结构承重安全检测评估办理机构

钢结构工程检测鉴定——以门式刚架结构为例，关于门式刚架结构检测鉴定过程中的相关问题：

门式刚架轻型房屋钢结构是单层工业厂房中常见的结构形式，这类结构以其用钢量少、重量轻、造价低、施工速度快、适用范围广等优点获得了广泛应用。由于对轻钢结构的不熟悉和使用不当，使工程的安全度降低、存在结构安全隐患，本文根据现场检测鉴定过程中遇到的问题，提出认识和建议。
1 平面结构体系现场判定
轻钢结构事故发生的原因体现在设计方面，主要表现在：设计中存在一系列不符合设计规范和规程的技术错误，主要包括计算简图的选取和实际情况不符，支撑系统的设置不符合规范要求，构造措施不符合规范要求和加工制作方面的缺陷。门式刚架结构一般为有多余约束结构体系，对于无设计图纸及其他资料的工程，在现场检查过程中，可根据结构力学二元体规则(即将二元体的两端铰与任意体系相连，不改变原体系的自由度。显然，从任意体系上拆除一个二元体也不改变原体系的自由度。在任意体系上依次增加，或依次拆除二元体，原体系的自由度数不变)和拆除约束法(对于有多余约束的几何不变体系，可以用去掉约束的方法，使体系成为无多余约束的几何不变体系，所去掉的约束数就是原体系所具有的多余约束数)，对复杂结构或采用格构式构件的轻钢结构快速判断结构体系是否为几何可变体系或几何不变体系? 。在运用规则过程中，首先应对钢节点性质进行判定。所示为门式刚架斜梁与柱常见的连接形式 ，加劲肋、节点域、端板及螺栓布置等还需满足相应的构造要求，柱*板横放，两侧均与斜梁通过4M20螺栓连接，两侧梁端中间作为排水沟，无法形成节点域，且梁柱节点无法作为刚性连接；梁端与柱侧焊接的支撑板通过焊接连接，梁中心线与支撑板中心线没有对齐，无法形成节点域，无法作为梁柱刚性节点，均视为铰接。由于柱脚为两对螺栓的铰接柱脚，该结构体系为几何可变体系。应对节点进行处理以满足刚性节点(实际端板连接并非完全刚性连接)要求，图2的连接处理方式应考虑排水的要求，避免后续积水对房屋使用造成影响。端板连接节点需要靠端板的紧密结合和高强螺栓的正常工作。现场检查过程中，发现高强螺栓终拧扭矩、螺栓丝扣外露扣数不满足GB 50205—2001钢结构工程施工质量验收规范的要求、端板之间存在空隙等情况，由此造成的问题是刚架无法形成刚性节点，平面内刚度降低，对结构的受力和正常使用造成影响。检测过程中，有必要检查高强螺栓终拧扭矩。对于终拧扭矩满足要求而螺栓丝扣外露扣数不满足要求的，可能由于端板厚度根据规程确定 ，由于焊接后板件变形使得端板留有缝隙、涂层、制作误差所致，且端板连接主要技术关键是保证高强螺栓的预拉力从而保证节点刚度，对于螺栓丝扣外露扣数要求可放宽。

钢结构工程检测鉴定——钢结构材料检测。钢结构材料可分为结构构件用材料、结构连接用材料及结构防护用材料。

1．1钢结构构件用材料的检测。钢结构构件用材料是指结构承重用材料。在现行《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205－2001）中对原材料检测有明确规定，钢结构工程所采用的钢材，应具有质量证明书，并应符合设计要求。对钢材的质量有疑义时，应按国家现行有关标准的规定进行抽样检验。结构材料检测的主要内容如下：钢材的性能包括使用性能和工艺性能两大类，使用性能中包括力学性能和耐久性能。钢材的力学性能指标要符合相应的国家标准规定，通过一系列试验结果获得，包括：材料拉伸试验、冷弯性能试验、疲劳试验、硬度试验、冲击韧性试验、理化性能检测等。
1．2连接用材料的检测。现在钢结构的连接较常用的是连接件连接和焊接。连接件包括高强度螺栓、普通螺栓、锚栓等。
（1）螺栓连接用材料。高强度螺栓的品种、规格、性能等应符合《钢结构用高强度大六角头螺栓》（GB／T1228）、《钢结构用高强度大六角头螺母》（GB／T1229）、《钢结构用高强度垫圈》（GB／T1230）、《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角头螺母、垫圈的技术条件》（GB／T1231）、《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件》（GB／T3632）等标准的规定和设计要求。C 级螺栓的尺寸、规格应符合《六角头螺栓C 级》（GB／T5780）和《六角头螺母》（GB／T5728）的规定，机械性能应符合《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》（GB／T3098．1）、《紧固件机械性能螺母粗牙螺纹》（GB／T3098．2）等标准的规定和设计要求。
（2）焊接用材料。焊接用材料主要有焊条、焊丝、焊剂，所有检测项目均应符合相应的标准规定。焊条的检测内容包括焊条的尺寸、弯曲度、裂纹和损伤、焊条熔敷金属理化性能、焊缝金属的力学性能、焊条药皮强度及耐潮性等。焊丝的检测内容包括焊丝的化学成分、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等。焊剂的检测内容包括焊剂颗粒度、焊剂含水量、焊剂抗潮性、机械夹杂物，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，以及硫、磷含量，焊缝扩散氢含量等。
1．3结构防护用材料检测。普通钢结构材料易腐蚀、不耐火，根据使用环境要求，在钢材表面进行防腐、防火涂装，以隔绝侵蚀或热源。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、耐盐水性等）成膜表面光泽性能、耐腐蚀性及涂层表面质量测定等。

钢结构连接检测。钢结构的连接常用两种方式：紧固件连接、焊接连接。焊接连接是钢结构中较常用的连接方式。紧固件连接又包括高强螺栓连接、普通螺栓连接和铆钉连接。目前，铆钉连接现已被高强度螺栓所取代，工程上已很少使用。
3．1紧固件连接检测。紧固件检测以一个连接副为单位，一个连接副包括一个螺栓、一个螺母及垫圈。检测内容包括：螺栓（铆钉）尺寸、螺纹尺寸、螺栓（铆钉）表面质量、连接件表面质量、连接副承载能力、高强螺栓连接的抗滑移系数。其中连接副的承载能力及抗滑移系数需通过试验确定。扭剪型高强螺栓的预拉力检测可用螺栓轴向力测试仪进行检测。高强螺栓连接的抗滑移系数可在拉力试验机上进行试验。紧固件连接重点调查以下几个方面：

（1）连接形式、个数和配置。调查连接形式，铆钉和螺栓的个数，端距、边距和孔距，尺寸（轴径、孔径）等，并与设计图纸对照。
（2）材质。需要进行材质试验时，可拔取部分铆钉和螺栓，通过抗拉试验、硬度试验和化学分析推断其材质是否符合设计要求。
（3）松动和形状。铆钉和螺栓的松动情况是判断连接好坏的重要依据。检查松动主要方法是用小锤敲打，也可目测，比较容易发现松动情况。
（4）腐蚀。拔取适量严重腐蚀的铆钉和螺栓，用钢丝刷子除锈后，用卡尺测量尺寸，调查腐蚀情况。断面损失大于10％即为腐蚀铆钉和腐蚀螺栓。
（5）疲劳。在承受重复荷载的部位，拔取部分铆钉和螺栓，通过外观检查或渗透探伤试验，调查有无疲劳裂缝。
3．2焊缝连接检测。焊接是钢结构中应用较广泛的连接方法，焊缝缺陷是影响焊接质量较为重要的影响因素。常见的缺陷有裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、未焊透、夹渣、咬边、未熔合，以及焊缝尺寸不符合要求、焊缝成形不良等。
（1）焊缝质量等级和检验原则。《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81）将钢结构焊缝质量等级分为一级、二级、三级共三个等级。焊缝质量检验包括内部缺陷检验和外观检验两方面，其质量等级可能不相同，但当设计没有特别指出时，可以视内部和外观的质量等级要求是一致的。焊缝应根据结构的重要性、荷载特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态等情况，选用不同的质量等级。根据《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81）的规定，三级焊缝只要求进行外观检验（包括外观质量检验和焊缝尺寸检验），并应符合规程要求；一级、二级除了外观检查外，还必须进行一定量的超声波检验并符合相应的要求。
（2）建筑钢结构焊缝检测的一般要求。焊缝的检测包括外观检查和无损检验。焊缝的表面质量可用肉眼观察或用放大镜观察，焊缝外观检查主要内容有：表面形状、焊缝尺寸和焊缝表面缺陷的检查等。焊缝的（内部缺陷）无损探伤需用无损检测技术，应在外观检查完成后进行，《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81）推荐采用射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤等四种检测方法。
3．钢结构性能检测。
3．1性能检测的主要内容。钢结构性能的检测包括结构构件的承载能力及正常使用的变形要求的检测：1）结构及构件几何尺寸的检测；2）构件缺陷和损伤的检测；3）结构构件变形的检测；4）构造的检测；5）钢结构防腐、防锈检测；6）钢结构抗火性能检测。
3．2结构性能的测定。结构性能的测定从受力特性上可分为静力检测和动力检测。
（1）静力检测。主要是检测结构构件在拉、压、弯、扭、剪单独及其组合作用下的强度及稳定。所采用的设备大体可分为加载装置、传感器、观测装置、记录仪等。可以利用计算机实现试验数据的联机分析。静力检测可以用于普通钢结构性能的静力荷载检验，对冷弯型钢和压型钢板以及钢－混组合结构性能和普通钢结构疲劳性能的检验不适用。
（2）动力检测。动力性能测试分为动力特性测试和动力反应测试两个方面内容。检测主要是动力特性测试，包括结构的自振周期、振型、阻尼等动力参数。应采用**设备，并根据相应的国家规范、规程复核、计算。