钢结构由于其高强度、轻质化、抗震性能好等特点,在现代建筑中得到了广泛应用。无论是高层建筑、桥梁工程,还是体育场馆、商业建筑、工业厂房等领域,都能看到钢结构的身影。据相关数据显示,在建筑领域中,钢结构工程广泛应用于多高层建筑、大跨度建筑等项目,可减少建筑自重,提高抗震性能,实现更大空间的自由布局。
然而,钢结构建筑在使用过程中也面临着各种问题,这就凸显了钢结构检测工作的必要性。首先,钢结构检测可以及时发现潜在的安全隐患。例如,一些服役了 10 - 20 年之久的钢结构建筑,其承载力、稳定性可能会衰退,存在诸多安全隐患。通过全面开展钢结构质量检测,可以判断其整体性能,并制定相应的养护方案,有效降低建筑安全隐患。其次,钢结构检测可以提升建筑工程应用的性能。钢结构建筑一般比较复杂,由多个钢材通过电焊等方式组装,连接点众多,可能出现的问题也较多。钢结构检测技术可以确保原材料质量、焊缝连接质量等,从而从整体上确保建筑工程性能。最后,定期进行钢结构检测可以降低工程工期和提升经济效益。及时发现问题并处理,在及时止损的基础上,提出对各个环节的优化意见,能够最大限度地降低工程工期和提高经济效益。
总之,钢结构安全检测鉴定对于保障钢结构建筑的安全、稳定和可持续使用至关重要。它不仅可以及时发现问题进行维修,使房屋尽快投入使用,保障房屋使用性能,还能促进建筑行业的良性发展,实现建筑行业整体结构的优化。
二、钢结构安全检测鉴定标准(一)厂房安全鉴定标准要求和流程需要进行安全鉴定的钢结构厂房情况:
当厂房出现变形或倾斜时,可能是由于勘察、设计、施工、使用等原因,或者因相邻工程影响。这类情况除评估结构安全性外,还需进行损伤原因分析,为责任认定提供依据。例如,一些厂房因施工过程中的偷工减料,未能达到设计要求,在使用过程中出现裂缝损伤或倾斜变形。
厂房老化或有老化迹象时,如混凝土结构中材料因素导致的混凝土爆裂、钢筋锈蚀等,钢结构的钢材锈蚀,砌体结构的砖墙风化,木结构的虫蚀、腐朽等。需要进行材料和环境分析,查找原因并提出处理措施。
厂房超过使用年限时,同普通居民住房和商业住房一样,需要进行安全鉴定。一般来说,厂房在设计建造时会有一个估计使用年限,到达使用年限后,即使肉眼未见明显问题,也不能忽视安全鉴定。
钢结构厂房安全鉴定的检测项目:
结构主体倾斜检测:采用激光定位仪、经纬仪、三轴定位仪或吊锤等仪器设备,检测钢结构顶部观测点相对于底部固定点或上层相对于下层观测点的倾斜度以及倾斜速率。
挠度检测:可采用激光测距仪、水准仪或拉线等仪器设备进行实地检测,条件允许时也可通过挠度计、位移传感器等设备直接测定挠度值。
结构连接检测:若钢结构未形成裂缝,可增设保温隔热层预防裂缝产生;若出现裂缝,则需采取压力灌浆的方法进行加固处理。螺栓检测主要依靠外观检查,查看是否存在螺杆剪断、弯曲等现象;焊缝检测有普通方法和jingque方法,普通方法包括外观检查、钻孔检查等,jingque方法则在普通方法基础上用 X 射线、超声波等进行补充检查。
裂缝、锈蚀检测:可采用涡流、磁粉和渗透等无损检测技术。涡流检测根据构件内涡流流动路径变化判断裂缝情况;渗透检测将渗透液涂在构件表面,再用显像剂显示缺陷;磁粉检测利用磁粉被铁吸附形成裂缝带显示裂缝痕迹。
危房鉴定等级划分:
A 级:结构承载力能满足正常使用要求,未腐朽危险点,房屋结构安全。
B 级:结构承载力基本满足正常使用要求,个别结构构件处于危险状态,但不影响主体结构,基本满足正常使用要求。
C 级:部分承重结构承载力不能满足正常使用要求,局部出现险情,构成局部危房。
D 级:房屋承重结构的承载力不满足正常使用的要求,房屋整体出现险情,构成整幢危房。
现场检测基本工作内容:
收集相关资料,如工程地质勘查报告、设计图和计算书等。
了解建筑物建造、使用、损坏及修缮历史。
进行现场基本情况调查及资料核对,有施工图时进行现场校核,无施工图则绘制测绘图。
开展地基基础、钢结构使用环境、材料性能、节点连接状况、结构损伤、结构变形等方面的检测。
钢结构焊缝缺陷无损检测特点及数字化超声波探伤检测方法:
无损检测是利用声、光、磁和电等特征,在不损害或不影响被检对象使用性能的前提下进行检测。钢结构焊缝的无损检测能够在不进行大面积破坏性试验的前提下,检测焊接结构或焊件在成型后是否满足要求。
数字化超声波探伤检测方法针对传统超声检测精度低、主观误差较大、难以同时观察动静态反射波形的不足,在不破坏构件材质和性能的条件下,检测焊缝的特征质量,利用焊件中的缺陷对超声波的反射进行缺陷检测。
钢结构检测鉴定的标准:
钢结构安全性鉴定主要包括结构系统完整性鉴定和结构抗力计算,根据钢结构现场检测结果对结构在目标使用期内的承载能力进行定量分析。
结构适用性鉴定根据变形等检测和计算结果,评定结构在目标使用期内能否满足正常使用要求。
结构的耐久性鉴定依据构件及节点的锈蚀或腐蚀程度及表面涂层质量等级,评定结构的持续使用性能。
结构的抗震性能鉴定根据现场检测结果,进行结构体系构造宏观分析以及结构抗震能力理论计算,综合评定结构在目标使用期内能否满足抗震要求。
厂房裂缝的种类及原因:
收缩裂缝:由材料干湿变化收缩引起,一般在墙面上呈网状,两种不同材料界面上可能形成。
温度裂缝:由热胀冷缩变形引起,如在房屋顶层沿圈梁的水平裂,沿窗角的竖裂等。
沉降裂缝:由地基基础不均匀沉降引起,如墙体正八字形、倒八字形斜裂等。
变形裂缝:由变形引起,如墙面交叉裂、纵横墙链接竖向裂等。
结构裂缝:由荷载作用引起,如大梁下墙柱的多条竖向裂缝等。
钢结构构件及节点、系统的可靠性评定等级:
钢结构构件节点的安全性等级分为 au、bu、cu、du 级,分别对应在目标使用期内安全、不显着影响安全、显着影响安全、危及安全需采取措施。
适用性等级分为 as、bs、cs、ds 级,分别对应在目标使用期内能正常使用、尚可正常使用、影响正常使用、严重影响正常使用功能需采取措施。
耐久性等级分为 a、b、c、d 级,分别对应在正常维护条件下能满足耐久性要求、尚能满足耐久性要求、不能满足耐久性要求、严重不满足耐久性要求需采取措施。
钢结构系统的安全等级分为 Au、Bu、Cu、Du 级,适用性等级分为 As、Bs、Cs、Ds 级,耐久性等级分为 A、B、C、D 级,评定标准与构件及节点类似。
焊接质量差:焊接工艺不合理或焊工水平低下会导致结构强度不足。解决办法是加强焊工培训,提高焊接工艺水平,采用先进的焊接设备和技术,确保焊接质量符合标准要求。例如,在一些大型钢结构工程中,采用自动化焊接设备,提高焊接效率和质量,同时对焊工进行定期培训和考核,确保其具备相应的技能水平。
构件尺寸不符:门窗、外窗等小构件尺寸达不到规范标准,易被人为损坏甚至造成破坏性事故。在设计阶段,应严格按照规范要求进行构件尺寸设计,确保构件尺寸准确无误。在生产过程中,加强质量控制,对构件尺寸进行严格检测,不合格的构件不得出厂。如发现构件尺寸不符,应及时进行调整或更换。
安装施工不佳:如果安装过程中操作不当,将产生螺栓松动或倾斜,从而影响整体性能。在安装前,应制定详细的安装方案,明确安装流程和技术要求。安装过程中,严格按照方案进行操作,确保螺栓紧固力度符合要求,构件安装位置准确无误。同时,加强现场管理,对安装过程进行全程监督,及时发现并解决问题。
防火涂料选用不当:当遇到高温时,燃烧起来时会冒出大量浓烟,因此需要选择适当的防火涂料。在选择防火涂料时,应根据钢结构的使用环境和防火要求,选择符合标准的防火涂料。同时,加强对防火涂料的质量控制,确保其性能符合要求。在施工过程中,严格按照涂料施工工艺进行操作,确保涂层厚度均匀,附着力强。
挠度检测:钢结构构件的挠度可采用激光测距仪、水准仪或拉线等仪器设备进行检测鉴定。当观测条件允许时,亦可用挠度计、位移传感器等设备直接测定挠度值。挠度检测主要用于检测钢结构构件在受力情况下的变形情况,通过测量构件的挠度值,可以判断构件的承载能力和稳定性。例如,在桥梁工程中,挠度检测是一项重要的检测内容,通过对桥梁各部位的挠度进行检测,可以及时发现桥梁结构的潜在问题,确保桥梁的安全运行。
结构主体倾斜检测:房屋安全鉴定钢结构主体的倾斜检测包括检测钢结构顶部观测点相对于底部固定点或上层相对于下层观测点的倾斜度以及倾斜速率。结构的倾斜可采用经纬仪、激光定位仪、三轴定位仪或吊锤的仪器设备检测。倾斜检测主要用于检测钢结构主体的垂直度和稳定性,通过测量倾斜度和倾斜速率,可以判断钢结构主体是否存在倾斜风险。如在高层建筑中,倾斜检测是确保建筑安全的重要手段之一,一旦发现建筑主体存在倾斜现象,应及时采取措施进行加固处理。
结构连接检测:
螺栓检测:在房屋安全鉴定中,对于螺栓对结构适用性影响的检测主要依靠外观检查,看其是否存在螺杆剪断、弯曲,孔壁承压破坏,板件端部剪坏、拉坏等现象。螺栓连接是钢结构中常用的连接方式之一,螺栓连接的质量直接影响钢结构的整体性能。因此,在检测过程中,应重点关注螺栓的连接情况,确保螺栓连接牢固可靠。
焊缝检测:对钢结构焊缝检测有两种方法,普通方法和jingque方法。普通方法一般指外观检查、测量尺寸、钻孔检查等;jingque方法一般指在普通方法的基础上,用 X 射线、超声波等方法进行的补充检查。焊缝是钢结构连接的关键部位,焊缝质量的好坏直接影响钢结构的承载能力和安全性。通过对焊缝进行检测,可以及时发现焊缝中的缺陷,如裂纹、气孔、夹渣等,确保焊缝质量符合要求。
裂缝、锈蚀检测:在房屋安全鉴定中对钢结构构件的裂纹或缺陷,可采用涡流、磁粉和渗透等无损检测技术检测。涡流检测根据被测构件内涡流流动的路径变化判断结构裂缝等情况;磁粉检测利用的是磁粉被铁吸附形成裂缝带,从而显示裂缝痕迹;渗透检测将渗透液涂在被测构件表面,再涂上一层显像剂,将渗入并滞留在缺陷中的渗透液吸出来,就能得到被放大了的缺陷的清晰显示。裂缝和锈蚀是钢结构常见的问题,会严重影响钢结构的承载能力和耐久性。通过采用无损检测技术,可以在不破坏钢结构的情况下,准确检测出裂缝和锈蚀的位置和程度,为后续的维修和加固提供依据。
2017 年建于安徽省合肥市经济技术开发区蓬莱路 2592 号的某公司钢结构连廊,平面呈矩形,钢框架结构,独立基础,长 21.93m,宽 8.25m,高 8.1m,轻钢屋面,主框架钢材牌号为 Q345B。
检测内容:
地基检测:连廊周边地面与上部主体结构未发现因基础不均匀沉降及变形等原因造成的结构损坏特征,连廊柱现状垂直度满足规范要求,综合评定地基基础安全性等级为 B 级。
上部承重结构鉴定:
结构布置复核:采用测距仪、卷尺等工具复核结构空间布置,符合设计图纸。
钢材强度检测:用里氏硬度计检测主体结构钢材硬度,推定钢材牌号为 Q345。
钢构件截面尺寸复核:使用游标卡尺、卷尺、金属测厚仪等复核主要构件尺寸,符合设计图纸。
漆膜厚度检测:采用涂层测厚仪检测,结果符合规范要求。
构造和连接检查:钢构件构造合理,连接方式正确,无缺陷,工作正常。连接节点基本完好,表面有轻微锈蚀,螺栓无滑移迹象,焊缝无开裂迹象。综合评定上部承重结构承载功能安全性等级为 A 级。
围护结构系统鉴定:围护墙与屋面无变形、破损,与结构连接可靠,评定安全性等级为 A 级。
检测结果:该连廊现状安全性等级为 B 级,可正常安全使用。
建议:不得擅自拆改连廊原有的承重结构,改变房屋使用功能;加强日常维护检查,发现问题立即处理。
2013 年建于六安市裕安区国华路 12 号的厂房,平面呈矩形,单层门式刚架结构,独立基础,基础埋深 1.7m,建筑面积 4264.24㎡,长 70m,宽 60m,总高度 8.4m,层高 8m,轻钢屋面,压型钢板屋盖,外立面为涂料粉刷,无改扩建历史。
检测内容:
地基检查:未发现因基础不均匀沉降及变形等原因造成的结构损坏特征,房屋钢架柱现状垂直度满足规范要求,地基基础处于正常状态。
上部承重结构检测:
结构空间布置复核:用测距仪、卷尺等工具复核房屋结构空间布置。
钢材硬度检测:采用里氏硬度计检测主体结构钢材硬度,推定钢材牌号为 Q345。
主要构件尺寸检测:使用游标卡尺、卷尺、金属测厚仪等检测主要构件尺寸。
漆膜厚度检测:采用涂层测厚仪检测,结果符合规范要求。
构造和连接检查:钢构件构造合理,连接方式正确,无缺陷,工作正常。连接节点基本完好,表面有轻微锈蚀,螺栓无滑移迹象,焊缝无开裂迹象。
围护结构系统安全性鉴定:围护墙与屋面无变形、破损,与结构连接可靠。
检测结果:该厂房现状安全性等级为 B 级,可正常安全使用。
建议:不得擅自拆改厂房原有的承重结构,改变房屋使用功能;加强日常维护检查,发现问题立即处理。
2023 年建于安徽省合肥市庐阳区长江中路 146 号的雨棚结构,钢结构,主立面朝东,主要材料设计强度 Q235B,无改扩建历史。
评估内容:依据《钢结构工程施工质量验收标准》(GB 50205 - 2020),对建筑承重结构的材料及各连接节点进行现场检测、检查,通过综合分析进行结构安全性评估。
评估依据:多项相关标准规范。
评估方法:结构安全性评估依据《钢结构工程施工质量验收标准》进行,分别评估每一受检构件。
结构安全性评估:
结构承载功能检查:包括工程资料调查、钢构件截面尺寸检测。
构造和连接检查:钢构件构造合理,连接方式正确,工作无异常。连接节点基本完好,未发现螺栓、钢构件表面锈蚀,螺栓无滑移迹象,焊缝无开裂迹象。
评估结论与建议:
评估结论:该建筑现状质量良好,可正常安全使用。
建议:不得擅自拆改建筑原有的承重结构,改变建筑使用功能;加强日常维护检查,发现问题立即处理。
这些案例充分体现了钢结构安全检测鉴定在实际应用中的重要性,通过专业的检测鉴定,可以及时发现钢结构建筑存在的安全隐患,为后续的维护和使用提供科学依据,确保钢结构建筑的安全稳定。